專利名稱：一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，屬于供電電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油田施工過(guò)程中，常用到大型電動(dòng)鉆機(jī)，由于電動(dòng)鉆機(jī)為感性負(fù)載，導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因素比較低，所以為了提高功率因素，減少不必要的損耗，必須對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行電容補(bǔ)償。此夕卜，電動(dòng)鉆機(jī)在工作過(guò)程，還會(huì)使電網(wǎng)產(chǎn)生高頻諧波。目前最為普遍的做法是在配電房安裝無(wú)功功率補(bǔ)償器，降低無(wú)功損耗，提供功率因數(shù)，這種方式不能消除諧波，因?yàn)殡娙萜鹘M及串聯(lián)電抗器支路與變壓器等元件支路在3、5次諧波頻率附近產(chǎn)生諧振，對(duì)3、5次諧波有一定的放大作用。另一種做法是，在用電設(shè)備旁邊安裝有源濾波器或無(wú)源濾波器，以消除諧波。但這種方式達(dá)不到無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔茫驗(yàn)橛性礊V波器本身產(chǎn)生與電網(wǎng)諧波電流相反而大小相同的諧波電流，以消除電網(wǎng)的電流諧波，而對(duì)電壓畸變只能改善一些，所以達(dá)不到無(wú)功功率補(bǔ)償。還有一種方式是，在配電室安裝無(wú)功功率補(bǔ)償器，在用電設(shè)備旁安裝有源濾波器， 這樣既可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，又可以對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波進(jìn)行有效治理。事實(shí)上不可能每臺(tái)用電設(shè)備旁邊都安裝一臺(tái)有源濾波器，這樣一來(lái)成本太高了，僅對(duì)大功率用電設(shè)備安裝有源濾波器，對(duì)諧波治理是有限的，掛在同一條線路上有太多的計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，日光燈，變頻空調(diào)，電視機(jī)，冰箱等，這些日常用電設(shè)備雖然單臺(tái)產(chǎn)生的諧波能量不大，但日常用電設(shè)備的數(shù)量卻是巨大，所產(chǎn)生的諧波能量疊加起遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一臺(tái)大功率用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波能量°

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，將無(wú)功功率補(bǔ)償與有源濾波器的諧波治理功能合為一體，在供電電源端解決無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所提供的一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，包括有源動(dòng)態(tài)濾波器，所述有源動(dòng)態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC 控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，該一體化系統(tǒng)還包括無(wú)功功率補(bǔ)償器，所述無(wú)功功率補(bǔ)償器包括呈三角形連接的電力電容器組、串聯(lián)在每相回路中的電抗器、通過(guò)電容補(bǔ)償取樣電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補(bǔ)償控制器，所述電力電容器組通過(guò)雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；所述雙向晶閘管電路包括兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進(jìn)線極，第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級(jí)與第二晶閘管的控制極并聯(lián)后接入所述電容補(bǔ)償控制
ο[0007]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型取得了以下有益效果該系統(tǒng)將有源濾波器的諧波治理功能與無(wú)功功率補(bǔ)償器的功率因素補(bǔ)償功能合為一體，在供電電源端解決無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理問(wèn)題，電容補(bǔ)償控制器通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通與切斷，實(shí)現(xiàn)電力電容組的投用與退出。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，RC濾波電路并接在所述雙向晶閘管電路的進(jìn)線極與所述出線極之間，所述RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述有源動(dòng)態(tài)濾波器中，所述高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。左邊電網(wǎng)側(cè)的電抗器與三相高頻濾波器組成高頻諧振電路，以消除高頻諧波，右邊IGBT側(cè)的作為限流電抗器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該一體化系統(tǒng)還設(shè)有協(xié)調(diào)所述有源動(dòng)態(tài)濾波器及所述無(wú)功功率補(bǔ)償器動(dòng)作的并機(jī)控制器，所述電容補(bǔ)償控制器的功率因數(shù)信號(hào)通過(guò)自身的 RS485端口接入所述并機(jī)控制器的RS485端口一 ；所述有源動(dòng)態(tài)濾波器的PLC控制器將諧波含量信號(hào)通過(guò)自身的RS485端口接入所述并機(jī)控制器的RS485端口二，所述并機(jī)控制器通過(guò)RS485端口一及RS485端口二分別向所述電容補(bǔ)償控制器及所述PLC控制器發(fā)送投用或停止指令。并機(jī)控制器協(xié)調(diào)有源動(dòng)態(tài)濾波器及無(wú)功功率補(bǔ)償器動(dòng)作，防止二者出現(xiàn)搶補(bǔ)。
圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)的電氣原理圖。圖中B.變壓器；DKl.進(jìn)線開關(guān)；1.無(wú)功功率補(bǔ)償器；101.雙向晶閘管電路；102. 電容補(bǔ)償控制器；Li.無(wú)功補(bǔ)償電抗器；C.電力電容器組；CTA.電容補(bǔ)償取樣電流互感器； DK2.刀熔開關(guān)；2.有源動(dòng)態(tài)濾波器；CT1、CT2、CT3.諧波取樣電流互感器；201.采樣板； 202. PLC控制器；203.高頻濾波器；L2.濾波電抗器、L3.限流電抗器；3.并機(jī)控制器；4.負(fù)載。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，電網(wǎng)經(jīng)過(guò)變壓器B、進(jìn)線開關(guān)DKl接入負(fù)載4。本實(shí)用新型的電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)包括有源動(dòng)態(tài)濾波器2及無(wú)功功率補(bǔ)償器1。有源動(dòng)態(tài)濾波器2包括采樣板201、PLC控制器202、高頻濾波器203及IGBT模塊，高頻濾波器203的左端串聯(lián)有濾波電抗器L2，右端串聯(lián)有限流電抗器L3。采樣板201通過(guò)諧波取樣電流互感器 CT1、CT2、CT3與電網(wǎng)連接。無(wú)功功率補(bǔ)償器1包括呈三角形連接的電力電容器組C、串聯(lián)在每相回路中的無(wú)功補(bǔ)償電抗器Li、通過(guò)電容補(bǔ)償取樣電流互感器CTA與電網(wǎng)連接的電容補(bǔ)償控制器102，電力電容器組通過(guò)雙向晶閘管電路101、刀熔開關(guān)DK2與電網(wǎng)連接；雙向晶閘管電路101包括兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進(jìn)線極，第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級(jí)與第二晶閘管的控制極并聯(lián)后接入電容補(bǔ)償控制器102。RC濾波電路并接在雙向晶閘管電路101的進(jìn)線極與出線極之間，RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。電容補(bǔ)償控制器102的功率因數(shù)信號(hào)通過(guò)自身的RS485端口接入并機(jī)控制器3的 RS485端口一 ；有源動(dòng)態(tài)濾波器2的PLC控制器202將諧波含量信號(hào)通過(guò)自身的RS485端口接入并機(jī)控制器3的RS485端口二，并機(jī)控制器3通過(guò)RS485端口一及RS485端口二分別向電容補(bǔ)償控制器102及PLC控制器202發(fā)送投用或停止指令。并機(jī)控制器3協(xié)調(diào)有源動(dòng)態(tài)濾波器2及無(wú)功功率補(bǔ)償器1的動(dòng)作，防止二者出現(xiàn)搶補(bǔ)。 除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，包括有源動(dòng)態(tài)濾波器，所述有源動(dòng)態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，其特征是該一體化系統(tǒng)還包括無(wú)功功率補(bǔ)償器，所述無(wú)功功率補(bǔ)償器包括呈三角形連接的電力電容器組、串聯(lián)在每相回路中的電抗器、通過(guò)電容補(bǔ)償取樣電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補(bǔ)償控制器，所述電力電容器組通過(guò)雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；所述雙向晶閘管電路包括兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進(jìn)線極， 第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級(jí)與第二晶間管的控制極并聯(lián)后接入所述電容補(bǔ)償控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，其特征是，RC濾波電路并接在所述雙向晶閘管電路的進(jìn)線極與所述出線極之間，所述RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，其特征是，所述有源動(dòng)態(tài)濾波器中，所述高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，其特征是，該一體化系統(tǒng)還設(shè)有協(xié)調(diào)所述有源動(dòng)態(tài)濾波器及所述無(wú)功功率補(bǔ)償器動(dòng)作的并機(jī)控制器，所述電容補(bǔ)償控制器的功率因數(shù)信號(hào)通過(guò)自身的RS485端口接入所述并機(jī)控制器的RS485端口一；所述有源動(dòng)態(tài)濾波器的PLC控制器將諧波含量信號(hào)通過(guò)自身的RS485端口接入所述并機(jī)控制器的RS485端口二，所述并機(jī)控制器通過(guò)RS485端口一及RS485端口二分別向所述電容補(bǔ)償控制器及所述PLC控制器發(fā)送投用或停止指令。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)鉆機(jī)用無(wú)功補(bǔ)償濾波一體化系統(tǒng)，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域，以在供電電源端解決無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理的問(wèn)題。該系統(tǒng)包括有源動(dòng)態(tài)濾波器及無(wú)功功率補(bǔ)償器，有源動(dòng)態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。無(wú)功功率補(bǔ)償器包括電力電容器組、電抗器、通過(guò)電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補(bǔ)償控制器，電力電容器組通過(guò)雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；雙向晶閘管電路包括兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管，兩晶閘管的進(jìn)線極通過(guò)RC濾波電路與出線極連接，兩晶閘管的控制極并聯(lián)后接入電容補(bǔ)償控制器。并機(jī)控制器協(xié)調(diào)有源動(dòng)態(tài)濾波器及無(wú)功功率補(bǔ)償器動(dòng)作，防止出現(xiàn)搶補(bǔ)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202231439SQ201120031460
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者卓如剛, 姚啟東, 王建 申請(qǐng)人:江蘇華研電力科技有限公司