专利名称：用于直流电动钻机的全有源动态谐波抑制及无功补偿系统的制作方法
技术领域：
本发明及一种全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，具体是指一种用于直流电动钻机的全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，特别是指在石油电动钻机中运行的全有源动态谐波抑制和无功动态补偿的装置，属于电力电子的技术领域。
背景技术：
现有技术中直流电动钻机一次主电路均采用的是SCR可控硅整流直流调速(6脉动变流器)，现场负荷主要为电动机，变压器等感性设备，钻机在实际生产使用中，系统无功功率需求很大，特别是在电动机低转速、大电流工作时，系统的功率因数通常只有0. 4左右。当现场为柴油发电机组供电时，往往由于柴油发电机组视在功率的限制，只能采取多开柴油发电机组，多机组并列提高发电能力来满足设备对无功负荷的要求；当现场供电取于网电时，会由于系统功率因数低，未达到电力系统对功率因数的要求，电力公司会额外加收无功计量费用。这种状况增加了能源消耗，降低了经济效益。同时SCR可控硅整流系统产生较大的谐波，危害是十分严重。谐波使电网中的设备产生附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。谐波会影响各种电器设备的正常工作，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，缩短使用寿命，甚至发生故障或烧毁，造成巨大的经济损失。谐波可引起电力系统局部并联谐振和串联谐振，使谐波放大，造成电容器等设备的损坏。谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作，使电能计量出现混乱。因此，直流钻机电力系统的谐波抑制和无功功率补偿问题已成为行业热点。治理直流钻机电力系统污染，减少和消除电网的谐波危害，降低能源消耗，节省资源，已成为直流电动钻机电力系统研究领域所面临的重大课题。本发明的设计人经过不断的实验研究，终于研发出本发明用于直流电动钻机的全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，特别是用于石油电动钻机技术中。
发明内容
为解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种解决直流电动钻机功率因素低，无功消耗大，谐波畸变严重等问题的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，该系统包括SCR控制房2、网电配电房3或发电机组4，所述的网电配电房3或发电机组4的输出电缆分别连接到切换柜5的两组进线端，在所述的切换柜5与SCR控制房2之间的电缆上设置电流互感器CT，或者，在所述的发电机组4与SCR控制房2之间的电缆上设置电流互感器CT，在SCR 控制房2与网电配电房3之间或者SCR控制房2与一组发电机4之间设有全有源谐波抑制及无功动态补偿控制站1 ；所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1开设有进出线窗口 11，所述的SCR控制房2开设有进线口 21，全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1 通过动力电缆13穿过进出线窗口 11、进线口 21与SCR控制房2内的设备相连；所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1通过信号电缆14穿过进出线窗口 11与电流互感器 CT相连；所述的切换柜5和电流互感器CT通过动力电缆、穿过进线口 21与SCR控制房2相连。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1包括开关监控柜10、空调12、有源动态谐波抑制滤波柜APF 以及有源动态无功补偿控制柜SVG ；所述的发电机组4通过开关K与开关监控柜10的供电端相连，发电机组4通过电流互感器CT与开关监控柜10的信号接收端相连，所述的开关监控柜10供电输出端通过主母排、开关K将有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG并联连接；所述的电流互感器CT将采样的信号，传输到开关监控柜10、有源动态谐波抑制滤波柜APF、有源动态无功补偿控制柜SVG，该信号是串联的；所有有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG的一次线路均由铜排连接到主母排上；在所述的进出线窗口 11内设置有防爆连接器，所述的SCR控制房2包括负载SCR。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的开关监控柜10 采用机械电子连锁控制系统，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG之间通过一次线路无电缆铜排连接；所述的负载SCR采用直流调速装置驱动石油钻井现场的大功率设备为主。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，该系统还设置有空调机组12、风道15、机械活动拉手16，所述的风道15设置在空调机组12的一侧，空调机组12 分为室内机和室外机，室内机又分为第一空调机和第二空调机，风道15包括两侧进风管和底部进风管构成的3风道系统，所述的机械活动拉手16连接一蝶阀，通过蝶阀的开或关，来选择第一空调机和第二空调机的开关状态，由防爆连接器采样信号，集成到保温隔热方仓内。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的电流互感器CT 将采样信号集成到开关监控柜10，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG的电流互感器CT信号从开关监控柜10中分出来，串联到各个有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG，电流互感器CT为模拟量信号，该信号从各个有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG集成到开关监控柜10，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG通过RS485通讯线将信号集成到开关监控柜10。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，有源动态谐波抑制滤波柜APF包括进线电抗器L，P丽电流跟踪控制驱动电路，IGBT电路，一组电流互感器CT， 该电流互感器CT设置在进线电抗器L与主母排之间，进线电抗器L连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；从电流互感器CT获得采样信号，传输到指令电流计算的系统，进行数据的分析，计算，从而给对应的PWM电流跟踪的控制驱动电路信号，从而驱动IGBT的导通角，输出滤除电网谐波与无功功率的电流，经过电抗器L后输出到主母排；并对IGBT的输出电流用电流互感器CT取样，反馈到PWM电流跟踪的控制驱动电路上形成闭环，以精确控制输出电流。
所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，有源动态无功补偿控制柜SVG包括进线电抗器L，PWM电流跟踪控制驱动电路，IGBT电路，一组电流互感器CT， 该电流互感器CT设置在进线电抗器L与主母排之间，进线电抗器L连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的主母排为600V 母线，网电配电房3或发电机组4通过切换柜的双投开关投入600V母线；有源动态谐波抑制滤波柜APF和有源动态无功补偿控制柜SVG通过铜排连接到开关监控柜10的智能开关投入600V母线；负载SCR用电系统直接投入600V母线。使用本发明的有益效果在于(1)提高了电网上用电设备的功率因数，整个系统的功率因数达到0.93以上；(2)减少了设备供电容量，减少了设备的投资；(3)减少了设备及线路损耗，提高系统安全性；(4)减少了线路和变压器的压降，稳定电网电压波动；(5)滤除电网上大部分谐波；(6)不会与电网发生并联谐振；(7)对电网频率波动不敏感；(8)设备自动限制输出电流，不会因过电流烧毁；(9)无级调节，不会出现过补偿；(10)响应速度快，响应时间彡5ms ；(11)自身损耗低。直流调速驱动石油钻机(D型钻机)由于负载特性及调速性能好，成本适中，已在石油钻井行业广泛使用，由于系统为可控硅整流直流调速，主要负荷为绞车、转盘、泥浆泵， 交流电机等，因此系统有如下特点(1)无功电流大；无功变化快(2)功率因数低；负载变化大(3)电压波动大；电压畸变率高(4)电流谐波大；畸变率高有源产品对比采用无源器件的补偿装置有以下的优点(1)不会与电网发生并联谐振；(采用无源器件的补偿装置在起下钻时，会烧毁自身设备，甚至还会烧毁电网上的仪表、低压产品等各种其它用电设备，设备安全系数大大降低，增加了维护成本，而该有源产品则完全无此风险)(2)对电网频率波动不敏感；(3)设备自动限制输出电流，不会因过电流烧毁；(4)无级调节，不会出现过补偿；技术可靠，故障率低。(5)响应速度快；(采用无源器件的补偿装置在起下钻时，响应速度慢，并且不能无级调节，经常过补或者欠补，而且经常发生设备跳间、烧毁等现象，甚至不能使用，完全不
6适应油田起下钻工况)。(6)自身损耗低，约占2 % ；(采用无源器件的补偿装置自身损耗大于15 %，节电不明显；相对比于采用无源器件的补偿装置，该有源产品节电效果明显，每个月比无源器件的补偿装置多节省十五万元以上，一年则多节省一百八十万元以上。)
图1为本发明直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统在井场的布置结构示意图；图2为图1中直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统的电路原理图；图3为本发明全有源动态谐波抑制及无功补偿系统的电路原理图；图4为本发明有源动态谐波抑制滤波柜APF的等效电路图；图5为本发明有源动态谐波抑制滤波柜APF的工作原理图；图6为本发明APF的等效原理图；图7为本发明SVG的工作原理图；图8为本发明风道部分结构示意图9为本发明中给出了 SVG三种运行模式的原理说明图表； 图10为本发明补偿装置切除时电网侧无功功率变化曲线图； 图11为本发明补偿装置切除时电网侧功率因数变化曲线图； 图12本发明补偿装置切除时电网侧电流有效值变化曲线具体实施例方式下面通过具体实施例，结合附图对本发明进行详细描述。如图1、图8所示，一种直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，该系统包括SCR控制房2、网电配电房3或发电机组4，所述的网电配电房3或发电机组4的输出电缆分别连接到切换柜5的两组进线端，在所述的切换柜5与SCR控制房2之间的电缆上设置电流互感器CT，或者，在所述的发电机组4与SCR控制房2之间的电缆上设置电流互感器CT，此间说明的是网电配电房3与发电机组4仅能选择其一工作，为方便倒换接入方式而设置切换柜，每次选择供电方式时，仅能单独选择一种。根据图中分别表述了此两种连接方式，所述的发电机组4的输出端电缆与电流互感器CT相连，切换柜5的输出端电缆与电流互感器CT相连，在SCR控制房2与网电配电房3之间或者SCR控制房2与一组发电机4之间设有全有源谐波抑制及无功动态补偿控制站1 ；所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1开设有进出线窗口 11，所述的SCR控制房2开设有进线口 21，全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1通过动力电缆13穿过进出线窗口 11、进线口 21与SCR控制房2内的设备相连；所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1通过信号电缆14穿过进出线窗口 11与电流互感器CT相连；所述的切换柜5和电流互感器CT通过动力电缆、 穿过进线口 21与SCR控制房2相连；如图8所示，该系统还设置有空调机组12、风道15、机械活动拉手16，所述的风道15设置在空调机组12的一侧，空调机组12分为室内机和室外机，室内机又分为第一空调机和第二空调机，风道15包括两侧进风管和底部进风管构成的 3风道系统，所述的机械活动拉手16连接一蝶阀，通过蝶阀的开或关，来选择第一空调机和第二空调机的开关状态，由防爆连接器采样信号，集成到保温隔热方仓内；如图8中部件结构所示，即当空调1不在工作状态时，蝶阀处于关闭状态，其对应的风道处于不流通风的状态，此时空调2在工作，蝶阀处于开启状态，其对应的风道处于可以流通风的状态。如图2所示，所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统中，所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站1包括开关监控柜10、空调12、有源动态谐波抑制滤波柜APF以及有源动态无功补偿控制柜SVG ；所述的发电机组4通过开关K与开关监控柜10的供电端相连，发电机组4通过电流互感器CT与开关监控柜10的信号接收端相连，所述的开关监控柜10供电输出端通过主母排、开关K将有源动态谐波抑制滤波柜APF 与有源动态无功补偿控制柜SVG并联连接；所述的电流互感器CT将采样的信号，传输到开关监控柜10、有源动态谐波抑制滤波柜APF、有源动态无功补偿控制柜SVG，该信号是串联的；所有有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG的一次线路均由铜排连接到主母排上；在所述的进出线窗口 11内设置有防爆连接器，所述的SCR控制房2包括负载SCR。所述的开关监控柜10采用机械电子连锁控制系统，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG之间通过一次线路无电缆铜排连接；所述的负载SCR采用直流调速装置驱动石油钻井现场的大功率设备为主。如图3所示，所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的电流互感器CT将采样信号集成到开关监控柜10，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG的电流互感器CT信号从开关监控柜10中分出来，串联到各个有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG，电流互感器CT为模拟量信号，该信号从各个有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG集成到开关监控柜10，所述的有源动态谐波抑制滤波柜APF与有源动态无功补偿控制柜SVG通过 RS485通讯线将信号集成到开关监控柜10。如图4所示，有源动态谐波抑制滤波柜APF包括进线电抗器L，PWM电流跟踪控制驱动电路，IGBT电路，一组电流互感器CT，该电流互感器CT设置在进线电抗器L与主母排之间，进线电抗器L连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；从电流互感器CT获得采样信号，传输到指令电流计算的系统，进行数据的分析，计算，从而给对应的PWM电流跟踪的控制驱动电路信号，从而驱动IGBT的导通角，输出滤除电网谐波与无功功率的电流，经过电抗器L后输出到主母排；并对IGBT的输出电流用电流互感器CT取样，反馈到PWM电流跟踪的控制驱动电路上形成闭环，以精确控制输出电流。有源动态无功补偿控制柜SVG的结构原理图与有源动态谐波抑制滤波柜APF相同，如图4，包括进线电抗器L，PWM电流跟踪控制驱动电路，IGBT电路，一组电流互感器 CT,该电流互感器CT设置在进线电抗器L与主母排之间，进线电抗器L连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；其不同之处在于，核心运算程序、控制方式不同，元器件选用型号不同；将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，所述的主母排为600V母线，网电配电房3或发电机组4通过切换柜的双投开关投入600V母线；有源动态谐波抑制滤波柜APF和有源动态无功补偿控制柜SVG通过铜排连接到开关监控柜10的智能开关投入600V母线；负载SCR用电系统直接投入600V母线。如图5，为本发明有源动态谐波抑制滤波柜APF的工作原理图，与无源滤波器相比，有源电力滤波器APF具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变、补偿无功，有一机多能的特点，其具体特点如下滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化的谐波。通过检测被补偿对象的电流瞬时值，经指令电流运算电路得出谐波补偿电流的指令信号，控制变流器产生所需要的补偿电流。补偿电流与负载电流中要补偿的谐波成份及无功电流相抵消，最终获得期望的电源电流。其补偿谐波的等效电路图如图6所示，从图中可以得到，电网侧的谐波电流可以写为4=4-4只要控制有源电力滤波器的输出电流4,使其满足4 =4,即可使电网侧的谐波电流4=0。静止无功发生器SVG的基本原理是指将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流， 就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。如图7，为 SVG的工作原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线形阻抗元件。图9为本发明中给出了 SVG三种运行模式的原理说明图表。2) SVG技术特点传统的无功补偿装置通过调节电容或电感实现无功补偿，虽然应用广泛，但是存在谐振、响应时间慢等问题。SVG是目前最为先进的无功补偿装置，它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，从而使无功补偿技术产生了质的飞跃(1)响应速度更快SVG响应时间彡5ms。SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。(2)安全性更高SVG运行时被控制为电流源，不存在与系统阻抗发生谐振的可能性，安全性更高。(3)补偿功能多样化使用同一套SVG装置，可以实现不同的多种补偿功能补偿负载无功；补偿负载谐波；补偿负载不平衡；同时补偿负载无功、谐波和不平衡；(4)谐波含量极低SVG采用了 PWM技术和多重化技术，与TCR型SVC相比，谐波含量极低，对电网不会
产生二次污染。
(5)占地面积较小SVG采用直接PWM电流控制技术，其输出电流波形和相位完全可控，SVG能够在额 定感性到额定容性的范围内运行。由于无需大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG的 占地面积最大只有相同容量SVC的50%。
权利要求
1.一种直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，该系统包括SCR控制房 (2)、网电配电房(3)或发电机组(4)，所述的网电配电房(3)或发电机组(4)的输出电缆分别连接到切换柜(5)的两组进线端，在所述的切换柜(5)与SCR控制房(2)之间的电缆上设置电流互感器(CT)，或者，在所述的发电机组(4)与SCR控制房(2)之间的电缆上设置电流互感器(CT)，其特征在于在SCR控制房(2)与网电配电房(3)之间或者SCR控制房(2)与一组发电机(4)之间设有全有源谐波抑制及无功动态补偿控制站(1);所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站(1)开设有进出线窗口(11)，所述的SCR控制房(2)开设有进线口(21)，全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站(1)通过动力电缆(13)穿过进出线窗口( 11 )、进线口 (21)与SCR控制房(2)内的设备相连；所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站(1) 通过信号电缆(14)穿过进出线窗口(11)与电流互感器(CT)相连；所述的切换柜(5)和电流互感器(CT )通过动力电缆、穿过进线口( 21)与SCR控制房(2 )相连。
2.根据权利要求1所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于所述的全有源动态谐波抑制及无功补偿控制站(1)包括开关监控柜(10)、空调(12)、 有源动态谐波抑制滤波柜(APF)以及有源动态无功补偿控制柜(SVG)；所述的发电机组(4)通过开关(K)与开关监控柜(10)的供电端相连，发电机组(4)通过电流互感器(CT)与开关监控柜(10)的信号接收端相连，所述的开关监控柜(10)供电输出端通过主母排、开关(K)将有源动态谐波抑制滤波柜(APF)与有源动态无功补偿控制柜 (SVG)并联连接；所述的电流互感器(CT)将采样的信号，传输到开关监控柜(10)、有源动态谐波抑制滤波柜(APF)、有源动态无功补偿控制柜(SVG)，该信号是串联的；所有有源动态谐波抑制滤波柜(APF)与有源动态无功补偿控制柜(SVG)的一次线路均由铜排连接到主母排上；在所述的进出线窗口(11)内设置有防爆连接器，所述的SCR控制房(2)包括负载 (SCR)。
3.根据权利要求2所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于所述的开关监控柜(10)采用机械电子连锁控制系统，所述的有源动态谐波抑制滤波柜 (APF)与有源动态无功补偿控制柜(SVG)之间通过一次线路无电缆铜排连接；所述的负载(SCR)采用直流调速装置驱动石油钻井现场的大功率设备为主。
4.根据权利要求2所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于该系统还设置有空调机组(12)、风道(15)、机械活动拉手(16)，所述的风道(15)设置在空调机组(12)的一侧，空调机组(12)分为室内机和室外机，室内机又分为第一空调机和第二空调机，风道(15)包括两侧进风管和底部进风管构成的3风道系统，所述的机械活动拉手(16)连接一蝶阀，通过蝶阀的开或关，来控制第一空调机和第二空调机的开关状态，由防爆连接器采样信号，集成到保温隔热方仓内。
5.根据权利要求2所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于所述的电流互感器(CT)将采样信号集成到开关监控柜(10)，所述的有源动态谐波抑制滤波柜(APF)与有源动态无功补偿控制柜(SVG)的电流互感器(CT)信号从开关监控柜 (10)中分出来，串联到各个有源动态谐波抑制滤波柜(APF)与有源动态无功补偿控制柜 (SVG),电流互感器(CT)为模拟量信号，该信号从各个有源动态谐波抑制滤波柜(APF)与有源动态无功补偿控制柜(SVG)集成到开关监控柜(10)，所述的有源动态谐波抑制滤波柜 (APF)与有源动态无功补偿控制柜(SVG)通过RS485通讯线将信号集成到开关监控柜(10)。
6.根据权利要求2所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于有源动态谐波抑制滤波柜(APF)包括进线电抗器(L)，PWM电流跟踪控制驱动电路， IGBT电路，一组电流互感器(CT)，该电流互感器(CT)设置在进线电抗器(L)与主母排之间， 进线电抗器(L)连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；从电流互感器(CT)获得采样信号，传输到指令电流计算的系统，进行数据的分析，计算，从而给对应的PWM电流跟踪的控制驱动电路信号，从而驱动IGBT的导通角，输出滤除电网谐波与无功功率的电流，经过电抗器(L)后输出到主母排；并对IGBT的输出电流用电流互感器(CT)取样，反馈到PWM电流跟踪的控制驱动电路上形成闭环，以精确控制输出电流。
7.根据权利要求2所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于有源动态无功补偿控制柜(SVG)包括进线电抗器(L)，PWM电流跟踪控制驱动电路， IGBT电路，一组电流互感器(CT)，该电流互感器(CT)设置在进线电抗器(L)与主母排之间， 进线电抗器(L)连接到一个小型断路器上，再由小型断路器的出线铜排并联到全有源动态谐波抑制及无功补偿房的主母排上；将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
8.根据权利要求2或6或7所述的直流电动钻机全有源动态谐波抑制及无功补偿系统，其特征在于所述的主母排为600V母线，网电配电房(3 )或发电机组(4 )通过切换柜的双投开关投入600V母线；有源动态谐波抑制滤波柜(APF)和有源动态无功补偿控制柜(SVG)通过铜排连接到开关监控柜(10)的智能开关投入600V母线；负载(SCR)用电系统直接投入600V母线。
全文摘要
本发明是一种解决石油钻采行业直流和交流钻机在使用网电或者发电机供电时存在的功率因素低、电压不稳、谐波含量高等问题的全有源动态谐波抑制与无功补偿装置。本发明把现代电力电子理论和实际应用相结合，利用IGBT作为功率元件取代现有的无源无功补偿中常用的电容和电感，利用高速DSP微处理器进行计算并控制装置提供负载所需的无功和抑制谐波电流。本发明能对容量突变的无功和谐波进行快速和连续的补偿，可克服LC补偿器等传统的无功补偿器和滤波器响应速度慢、补偿效果不能精确控制、容易与电网发生并联谐振和投切震荡等缺点。本装置能有效提供电网稳定性、抑制谐波、提高系统功率因数，可大量运用于石油、化工、铁路、冶炼、机场等。
文档编号H02J3/01GK102545221SQ201110085650
公开日2012年7月4日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者李国建 申请人:上海华盾石油工程技术有限公司