[发明专利]一种采用中压变频直驱的钻机油改电控制系统及方法

权利要求书

1.一种采用中压变频直驱的钻机油改电控制系统，其特征在于：系统由中压供配电模块（1）、中压变频传动模块（2）、低压供配电模块（3）、PLC综合控制模块（4）四大部分组成；

其中，所述中压供配电模块（1），用于完成6/10kV中压电网电源的接入、保护及分配，由1台中压进线柜（12）、1、 2、3号中压出线柜（13、14、15）组成，中压进线柜（12）和1、 2、3号中压出线柜（13、14、15）通过母排（11）并接在一起，中压进线柜（12）和1、 2、3号中压出线柜（13、14、15）为空气绝缘中压环网柜，柜内配有6kV、10kV两种电压等级的PT、避雷器器件，通过切换接线可以灵活满足6kV、10kV两种中压电网电源的接入、分配及保护；

所述中压变频传动模块（2），完成主动力系统的驱动及保护，其包括两组分别带有缓冲回路的中压变频器，每一中压变频器与一中压变频电机相电连，所述中压变频传动模块（2）在运行时功率因数≥0.97、谐波含量≤2%，对电网无污染；两中压变频器的整流变压器原边有星型、三角型两种接线方式，当网电电压为10kV时采用星型接法，当网电电压为6kV时采用三角型接法，兼容6kV、10kV两种中压电网；

所述低压供配电模块（3），由3号缓冲回路（31）、一台双副绕组变压器（32）和一个配电开关柜（33）组成，所述3号缓冲回路（31）由缓冲电阻R3、旁路接触器K3组成，串接在3号中压出线柜（15）与双副绕组变压器（32）之间；当3号中压出线柜（15）给双副绕组变压器（32）供电时，电流先通过缓冲电阻R3，当双副绕组变压器（32）原边电压上升到一定值后，旁路接触器K3闭合，双副绕组变压器（32）供电完成；所述双副绕组变压器（32）副边有AC400V、AC600V两个绕组，AC400V绕组为星型接法，AC600V绕组为三角形接法，AC400V为系统自身提供各种控制电源（34）的同时为石油钻机AC 400V MCC系统提供总电源、AC 600V为顶驱系统提供配电及保护；

所述PLC综合控制模块（4），是系统的控制中心，与所述中压供配电模块（1）、中压变频传动模块（2）、低压供配电模块（3）通过通讯相互连接。

2.根据权利要求1 所述的一种采用中压变频直驱的钻机油改电控制系统，其特征在于：所述中压变频传动模块的两组缓冲回路，其中一组由缓冲电阻R1、旁路接触器K1组成，串接在1号中压出线柜（13）与1号中压变频器（22）之间，当1号中压出线柜（13）给1号中压变频器（22）供电时，电流先通过缓冲电阻R1，当1号中压变频器（22）电压上升到一定值后，旁路接触器K1闭合，1号中压变频器（22）供电完成，驱动1号中压变频电机（23）正常工作，另一组缓冲回路工作与此相同。

3.根据权利要求1 所述的一种采用中压变频直驱的钻机油改电控制系统，其特征在于：四大模块中除两中压变频电机外，其余集中安装在控制房内。

4.一种采用权利要求1-3任一项所述系统进行电气控制的方法，其特征在于：nkV电网的电通过中压进线柜（12）进入铜母排（11），1号中压出线柜（13）、2号中压出线柜（14）、3号中压出线柜（15）带电，合3号中压出线柜（15），电流经3号缓冲回路（31）中的缓冲电阻R3给双福绕组变压器（32）供电，因有缓冲电阻R3限流，3号中压出线柜（15）合闸对电网几乎没有冲击，当双福绕组变压器（32）的原边电压接近nkV时，缓冲回路（13）中的接触器K3吸合，双福绕组变压器（32）供电完成，合低压配电开关柜（33）中的相应供电断路器，给系统控制电源、钻机MCC系统，顶驱系统供电；

合1号中压出线柜（13），电流经1号缓冲回路（21）中的缓冲电阻R1给1号中压变频器（22）供电，因有缓冲电阻R1限流，1号中压出线柜（13）合闸对电网几乎没有冲击，当1号中压变频器（22）的进行电压接近nkV时，1号缓冲回路（21）中的接触器K1吸合，1号中压变频器（22）供电完成；

合2号中压出线柜（14），电流经2号缓冲回路（24）中的缓冲电阻R2给2号中压变频器（25）供电，因有缓冲电阻R2限流，2号中压出线柜（14）合闸对电网几乎没有冲击，当2号中压变频器（25）的进行电压接近nkV时，2号缓冲回路（24）中的接触器K2吸合，2号中压变频器（25）供电完成。