石油钻机SCR系统谐波抑制与无功补偿.pdf

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1、第44卷第10期电力电子技术Vo1．44．No．102010年10月PcwerElectronics0ctober2010石油钻机SCR系统谐波抑制与无功补偿党存禄，鄢家财，宋文超，张晓英(兰州理工大学，电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050)摘要：针对石油钻井机直流传动电驱设备频繁地从空载到满载变化而引起的冲击性无功功率，使电压产生剧烈波动、供电质量严重下降的问题，提出了对石油钻机可控硅整流器(SCR)电驱动系统进行无功补偿和谐波抑制。分别分析了系统谐波和无功的产生原因，并对比鉴别了各方案。为克服按总谐波源配置的A

2、PF系统存在的各种问题，提出对每台SCR传动系统配套一台APF系统的方案。根据石油钻机SCR电驱动系统的无功特点，提出采用静止无功发生器(SVG)补偿无功，并对该装置进行了设计。通过实测波形对比，显示出该装置的优越性。关键词：谐波抑制；无功补偿；静止无功发生器中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)10-0103—03OilRigSCRSystemHarmonicSuppressionandReactivePowerCompensationDANGCun—lu，YANJia—cai，

3、SONGWen—chao，ZHANGXiao—ying(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Fortheoildrillingequipmentofmechanicalandelectricaldrivingfrequentlycausedbythechangefromnoloadtofullloadtheimpactofreactivepower，thevoltagegeneratedvolatilityinseriousdeclinein

4、qualityofsupplyproblems，putforwardSCRdrillingrigsforoil—freeelectricdrivesystemforreactivepowercompensationandharmonicsuppression．Thesystemharmonicsandreactivecausesareanalyzed，andthevariousoptionsidentifiediscompare．InordertoovercomethetotalharmonicsourcebytheAPF

5、systemconfigurationsexistinavarietyofissue，eachof"theSCRdrivesystem，issuppoaedbyasingleAPFsystemprograms．Undertheoil—driling堍SCRelectricdrivesystem，thereactivecharacteristicsofproposedcompensationfornon—useofSVGGongandthedesignofthedevice．Bycon—paringthemeasuredwa

6、veform，thesuperiorityofthedeviceisshowed．Keywords：harmonicsuppression；reactivepowercompensation；staticvargenerator1引言成。对于SCR传动系统．柴油发电机组发出600V交流电．通过三相整流电路(可控硅或二极管整目前．我国在石油钻采工程上大量使用电驱流)转换为直流电，直接控制直流电动机，实现满动钻机，替代效率低下的机械钻机，而石油钻机系足钻井工艺要求的调速控制。统一般都是应用于公共电网所不及的沙漠、海洋发电部分采

7、用的4台CAT3512B柴油发电机和陆地，其动力配备主要由柴油发电机组提供【”。组及其控制系统发出600V／50Hz交流电，作为自钻机可控硅整流器(SiliconControlledRectifier，简升式平台的主电站，4台主发电机组可根据平台称SCR)电驱设备频繁地从空载到满载变化。属于和钻井负荷情况，或1台、或2台、或3台、或4台典型的冲击性负荷．这些冲击性负载会造成线路长期并联使用。钻井设备绞车在起下管柱工况时，和变压器压降增大，进而会使电压产生剧烈波动，频繁地从空载到满载变化．导致功率因数经常在供电质量严重下降。

8、因而，很有必要改善石油钻机0．7～0．8至0．3～0．4间变化。因此需要实时的无功电驱动系统(小电网)的电能质量。补偿和谐波抑制。系统中的钻井设备传动部分采2SCR电驱动系统组成及工作原理用直流控制．易于实现电机调速．进而达到工程控石油钻机模块电站是由发电部分、AC．SCR—制的要求。DC传动部分、自动