油田钻机的电机滤波补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油田钻机的电机滤波补偿装置。
【背景技术】
[0002]直流电机具有驱动功率大、过载能力强、调速性能好等优点。在石油天然气等勘探开采行业中得到了广泛应用，但由于直流电机在工作中需要进行交、直流变换，同时钻机工作中，负载功率非常不稳，变化的大，速率快，具有明显的冲击性负载特征，因此产生很大的高次谐波分量，其谐波电流的含有率可达％以上，对配电网络造成了很大的谐波污染和侵害，严重的影响了配电网络内电气设备的安全，同时它的功率数也很低，平均只有0.48左右，因此造成了大量的无功损耗和电压的降低。
[0003]近年来市面上出现了多种滤波补偿装置，尤其是以无源滤波补偿装置为主，虽然，这些无源滤波补偿装置既可以与柴油发电机组配合，达到稳定发电机功率降低钻机故障，减少发电机柴油消耗，但是混波的吸收率较小，功率仍然较低，并且对于瞬态电压的变化无法及时做出反应，使系统不能有效地长期处于稳定的运行状态，容易引起尖峰电压损坏其他用电设备。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种能够及时应对瞬态电压变化的油田钻机的电机滤波补偿装置。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]油田钻机的电机滤波补偿装置，包括控制器以及至少两组TSC动态无功功率补偿器，这些TSC动态无功功率补偿器并联到同一电网上，各个TSC动态无功功率补偿器与控制器电连接，还包括一个瞬态功率补偿器，该瞬态功率补偿器与所述的TSC动态无功功率补偿器并联到同一电网上，瞬态功率补偿器与控制器电连接。
[0007]优选地，所述TSC动态无功功率补偿器包括晶闸管、第一电容器、第一电抗器、第二电容器、第二电抗器，晶闸管的控制端与控制器连接，晶闸管的输出端与第一电容器的一端连接，第一电容器的另一端与第一电抗器的一端连接，第一电抗器的另一端接地，第二电容器的一端与晶闸管的输出端连接，第二电容器的另一端与第二电抗器的一端连接，第二电抗器的另一端接地。
[0008]优选地，瞬态功率补偿器包括第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT以及第三电容器，第一 IGBT的一端与第二 IGBT的一端连接，第二 IGBT的另一端接地，第一 IGBT的另一端与第三IGBT的一端并联，第三IGBT的另一端与第四IGBT的一端连接，第四IGBT的另一端接地，所述第三电容器的一端连接于第一 IGBT与第二 IGBT的结点处，第三电容器的另一端连接于第三IGBT与第四IGBT的结点处。
[0009]本实用新型的优点在于:本实用新型可以自动跟踪负荷变化进行谐波和功率自动补偿，谐波吸收效率大于70%以上，功率因素可以补偿到0.96以上，负荷电流最大可以减低2000A以上，并且在拥有了瞬态功率补偿器后，对于瞬态电压的变化有着不可替代的优势，它可以有效的稳定系统电压，防止尖峰电压损坏其他用电设备。
[0010]由于谐波给发电机增加的附加油耗因谐波的消除而减少，一般因谐波而增加的油耗为25%，本实用新型由于无功电流的下降，和系统短路容易因滤波补偿装置的投入后上升，稳定了发电机系统，减少了电电机开机台数，因此油耗大大降低。
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意的示意图；
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0014]如图1所示，本实用新型的油田钻机的电机滤波补偿装置，包括控制器I以及至少两组TSC动态无功功率补偿器2，这些TSC动态无功功率补偿器2并联到同一电网上，各个TSC动态无功功率补偿器2与控制器I电连接，所述TSC动态无功功率补偿器包括晶闸管Q、第一电容器Cl、第一电抗器L1、第二电容器C2、第二电抗器L2，晶闸管Q的控制端与控制器连接，晶闸管Q的输入端通过开关QF2与变压器T的输出端连接，变电器T的输入端与电网连接，晶闸管Q的输出端与第一电容器Cl的一端连接，第一电容器Cl的另一端与第一电抗器LI的一端连接，第一电抗器LI的另一端接地，第二电容器L2的一端与晶闸管Q的输出端连接，第二电容器C2的另一端与第二电抗器L2的一端连接，第二电抗器L2的另一端接地。各个TSC动态无功功率补偿器2还包括一个电流互感器TA，该电流互感器TA设置于晶闸管Q的输出端。
[0015]还包括一个瞬态功率补偿器3，该瞬态功率补偿器3与所述的TSC动态无功功率补偿器I并联到同一电网上，瞬态功率补偿器3与控制器I电连接。瞬态功率补偿器包括第一IGBTQl、第二 IGBTQ2、第三IGBTQ3、第四IGBTQ4以及第三电容器C3，第一 IGBTQl的一端与第二 IGBTQ2的一端连接，第二 IGBTQ2的另一端接地，第一 IGBTQl的另一端与第三IGBTQ3的一端并联，第三IGBTQ3的另一端与第四IGBTQ4的一端连接，第四IGBTQ4的另一端接地，所述第三电容器C3的一端连接于第一 IGBTQl与第二 IGBTQ2的结点处，第三电容器C3的另一端连接于第三IGBTQ3与第四IGBTQ4的结点处。
[0016]本实用新型的工作过程为:电容器组由晶闸管投切，当控制器检测到的无功电流值超过整定值时，自动判断出需投电容器组的级数，控制调节器对指定的晶闸管输出触发信号，使之导通将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号，停发触发信号到晶闸管而将电容器组退出工作。当电压过高时，控制器瞬态功率补偿器3的各个IGBT导通，使瞬态功率补偿器投入运行，防止尖峰电压损坏用电设备。以上工作状态完全自动进行，确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程。
【主权项】
1.一种油田钻机的电机滤波补偿装置，包括控制器(I)以及至少两组TSC动态无功功率补偿器(2)，这些TSC动态无功功率补偿器(2)并联到同一电网上，各个TSC动态无功功率补偿器(2)与控制器(I)电连接，其特征在于:还包括一个瞬态功率补偿器(3)，该瞬态功率补偿器(3)与所述的TSC动态无功功率补偿器(I)并联到同一电网上，瞬态功率补偿器⑶与控制器⑴电连接。2.根据权利要求1所述的油田钻机的电机滤波补偿装置，其特征在于:所述TSC动态无功功率补偿器包括晶闸管(Q)、第一电容器(Cl)、第一电抗器(LI)、第二电容器(C2)、第二电抗器(L2)，晶闸管(Q)的控制端与控制器连接，晶闸管(Q)的输出端与第一电容器(Cl)的一端连接，第一电容器(Cl)的另一端与第一电抗器(LI)的一端连接，第一电抗器(LI)的另一端接地，第二电容器(L2)的一端与晶闸管(Q)的输出端连接，第二电容器(C2)的另一端与第二电抗器(L2)的一端连接，第二电抗器(L2)的另一端接地。3.根据权利要求1所述的油田钻机的电机滤波补偿装置，其特征在于:瞬态功率补偿器包括第一 IGBT(Ql)、第二 IGBT (Q2)、第三IGBT (Q3)、第四IGBT (Q4)以及第三电容器(C3)，第一 IGBT(Ql)的一端与第二 IGBT(Q2)的一端连接，第二 IGBT(Q2)的另一端接地，第一 IGBT(Ql)的另一端与第三IGBT(Q3)的一端并联，第三IGBT(Q3)的另一端与第四IGBT(Q4)的一端连接，第四IGBT(Q4)的另一端接地，所述第三电容器(C3)的一端连接于第一 IGBT(Ql)与第二 IGBT(Q2)的结点处，第三电容器(C3)的另一端连接于第三IGBT(Q3)与第四IGBT(Q4)的结点处。
【专利摘要】本实用新型公开了一种油田钻机的电机滤波补偿装置，包括控制器以及至少两组TSC动态无功功率补偿器，这些TSC动态无功功率补偿器并联到同一电网上，各个TSC动态无功功率补偿器与控制器电连接，还包括一个瞬态功率补偿器，该瞬态功率补偿器与所述的TSC动态无功功率补偿器并联到同一电网上，瞬态功率补偿器与控制器电连接。本实用新型能够及时应对瞬态电压变化。
【IPC分类】H02J3/01, H02J3/18
【公开号】CN204928166
【申请号】CN201520527428
【发明人】刘灿兴
【申请人】常州冠昌电器设备有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月20日