配电装置、配电拖车和电驱系统的制作方法

文档序号:27645257发布日期:2021-11-29 18:39阅读:77来源:国知局
配电装置、配电拖车和电驱系统的制作方法

1.本实用新型的实施例涉及一种配电装置、配电拖车和电驱系统。


背景技术:

2.随着现阶段井场作业的电气化,电能逐步取代了其他的能源,与工艺配套的用电设备也应运而生,例如,电驱压裂设备的出现。随着用电设备的功率、台数的变化等,对电源的配置有各种不同的需求,从而对配电装置提出了小型化、免维护、智能化、可移动和全工况等新的更高的要求,为了适应这些需求,各种开关柜不断涌现。气体绝缘开关柜由于其全封闭而且气体绝缘从而拥有卓越的绝缘性能,优异的冷却电弧特性,气体绝缘开关柜在电气设备的应用中大幅缩小了配电装置的尺寸、减轻了配电装置的重量,提高了配电装置绝缘的安全性和可靠性。并且满足在高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下的使用要求。


技术实现要素:

3.本实用新型至少一实施例提供一种配电装置,该配电装置沿着第一方向依次包括:启动电源、开关设备间和工具间,其中,所述开关设备间包括沿着所述第一方向依次设置的电源进线柜和负载馈出出线柜;所述电源进线柜和所述负载馈出出线柜中的至少之一为气体绝缘开关柜,至少一个所述气体绝缘开关柜的电缆接线端设置有电缆压接铜排。
4.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述电源进线柜包括第一电源进线柜和第二电源进线柜;所述负载馈出出线柜包括第一负载馈出出线柜、第二负载馈出出线柜和第三负载馈出出线柜。
5.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述第一电源进线柜为所述气体绝缘开关柜,沿着第二方向,所述第一电源进线柜的所述电缆接线端包括相对设置的第一电缆接线端和第二电缆接线端,所述第一电源进线柜通过所述第一电缆接线端或者所述第二电缆接线端配置为连接第一电源,所述第二方向平行于所述开关设备间所在平面且与所述第一方向垂直。
6.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述第一电缆接线端和所述第二电缆接线端中的至少之一设置有所述电缆压接铜排,所述第一电源进线柜配置为通过所述电缆压接铜排与所述第一电源电连接。
7.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述第二电源进线柜为所述气体绝缘开关柜,沿着所述第二方向,所述第二电源进线柜的所述电缆接线端包括相对设置的第三电缆接线端和第四电缆接线端,所述第二电源进线柜通过所述第三电缆接线端或者所述第四电缆接线端配置为连接至第二电源。
8.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述第三电缆接线端或者所述第四电缆接线端中的至少之一设置有所述电缆压接铜排,所述第二电源进线柜配置为通过所述电缆压接铜排与所述第二电源电连接。
9.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述第一负载馈出出线柜、
所述第二负载馈出出线柜和所述第三负载馈出出线柜均为所述气体绝缘开关柜;所述第一负载馈出出线柜、所述第二负载馈出出线柜和所述第三负载馈出出线柜的所述电缆接线端均设置有电缆压接铜排,且分别配置为通过所述电缆压接铜排与负载设备电连接。
10.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述启动电源配置为提供备用电源和为所述第一电源和所述第二电源提供启动电源。
11.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述启动电源包括黑启动柴发。
12.例如,本实用新型至少一实施例提供的配电装置,还包括设置在所述开关设备间中的温度调节部件和报警部件至少之一,所述温度调节部件配置为调整所述开关设备间的温度;所述报警部件配置为当发生火灾时发出报警信号。
13.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述工具间为电缆储存间。
14.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述电缆储存间中具有多条电缆和电缆卷轴,所述多条电缆设置在同一个所述电缆卷轴上,所述电缆卷轴上设置有隔板,所述隔板将多条所述电缆间隔开,并将多条所述电缆的电缆终端分别固定。
15.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述电缆卷轴采用变频的动力装置进行所述电缆的收放。
16.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述气体绝缘开关柜中填充的气体为六氟化硫和氮气中的至少之一。
17.例如,本实用新型至少一实施例提供的配电装置,还包括母线电压互感器柜所述电源进线柜和所述负载馈出出线柜中均设置有保护继电器,所述母线电压互感器柜配置为为所述电源进线柜和所述负载馈出出线柜的所述保护继电器提供电压信号。
18.例如,在本实用新型至少一实施例提供的配电装置中,所述保护继电器配置为与交换机或者管理机连接,以实现远程监控。
19.本实用新型至少一实施例还提供一种配电拖车,该配电拖车包括:上述任一实施例提供的配电装置和可移动拖车,其中,所述配电装置设置在所述可移动拖车的承载面上。
20.本实用新型至少一实施例还提供一种电驱系统,该电驱系统包括:上述任一实施例提供的配电拖车、第一电源和负载设备,其中,所述第一电源位于所述配电拖车的第一侧面,所述负载设备位于所述配电拖车第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面为相对的面。
21.例如,本实用新型至少一实施例提供的电驱系统,还包括第二电源,所述第二电源位于所述可移动拖车上,且位于所述启动电源的远离所述开关设备间的一侧。
22.例如,在本实用新型至少一实施例提供的电驱系统中,所述负载设备包括电驱压裂设备。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例,而非对本实用新型的限制。
24.图1为一种单一机组的作业模式图;
25.图2为本实用新型一实施例提供的一种配电装置的结构示意图;
26.图3a为本实用新型一实施例提供的一种气体绝缘开关柜的电缆接线端的结构示意图;
27.图3b为本实用新型一实施例提供的一种工具间的结构示意图;
28.图4为本实用新型一实施例提供的一种远程设备的示意图;
29.图5为本实用新型一实施例提供的一种配电拖车的结构示意图;
30.图6为本实用新型一实施例提供的一种电驱系统的结构示意图;
31.图7为本实用新型一实施例提供的仅第一电源供电的示意图;
32.图8为本实用新型一实施例提供的电气联锁示意图;
33.图9为本实用新型一实施例提供的仅第二电源供电的示意图;
34.图10为本实用新型一实施例提供的一种第一电源和第二电源共同供电的示意图;以及
35.图11为本实用新型一实施例提供的一种一个负载馈出出线柜出现故障时转移到另一个负载馈出出线柜的示意图。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
37.除非另外定义,本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
38.在石油开采领域,在井场中通常采用移动式配电装置给井场的用电设备分配电能,配电装置需要放置在可移动的拖车上。配电装置包括中压开关柜,中压开关柜包括空气绝缘开关柜和气体绝缘开关柜两种类型。空气绝缘柜的体积比较大,由于受可移动的拖车承载面积的限制,中压开关柜的操作空间受到很大的限制,从而需要单独设置操作空间。例如,在可移动的拖车的侧面加装操作平台,但是在不同的井场工作时,都需要搭接相应的操作平台,使得操作过程变得复杂化。此外,很多井场都处于高原环境,高原环境存在气压低、气温低、昼夜温差大、绝对湿度低以及日照强等特点,从而对电气设备的绝缘、温升和灭弧等会造成很大的影响,而且,在高原环境中电气设备还容易老化。气体绝缘开关柜的体积比较小,占用可移动的拖车的承载面积较小,而且气体绝缘开关柜放置在可移动的拖车上后,根据目前的可移动的拖车的尺寸,有足够的柜前操作空间,从而使得配电装置的集成度高、操作灵活方便。此外,由于气体绝缘开关柜特殊的绝缘方式,气体绝缘开关柜的使用环境不
受海拔高度的影响,能够适用各种海拔高度的作业环境,因此,给井场的用电设备分配电能的配电装置通常采用气体绝缘开关柜。
39.例如,由于户外环境的不可控性,井场地面的硬化程度也不相同,气体绝缘开关柜的输入端和输出端通常都采用t型电缆接头和t型插头的组合,但是,t型电缆接头在插拔时需要涂润滑脂,再次安装时对环境洁净度的要求也比较高,否则灰尘进入t型插头的内部时难以被清理,残留的灰尘可能会造成t型电缆接头的电弧放电,从而具有安全隐患。而且,在运输配电装置的过程中,t型电缆接头的固定较为困难,容易被损坏,在设备选型时需要采用特殊的终端转接头连接至气体绝缘开关柜的接线端,本实用新型的发明人发现,可以将气体绝缘开关柜的t型电缆接头通过转接件改成普通的电缆压接铜排,后续可以采用普通的冷缩终端接头与电缆压接铜排结合,以最终实现外部装置通过冷缩终端接头连接至气体绝缘开关柜,这样就解决了在井场中t型接头存在的插拔时需要涂润滑脂、对环境洁净度的要求高、运输过程中固定困难易损坏的问题。
40.此外,在井场作业的常规设计中,配电装置和单个电源直接连接,然后再将配电装置连接至电驱压裂设备等负载设备,以形成单一机组的作业模式。例如,图1为一种单一机组的作业模式图,如图1所示,外部电源1连接至配电柜2,配电柜2和负载设备3连接,以组成单一机组的作业模式。但是,图1中的单一供电模式存在以下问题中的一个都不能再正常工作:(1)外部电源1出现故障,例如,燃气轮发电机或者柴油发电机出现故障,或者电网断电等;(2)配电柜2中的电路出现故障;(3)负载设备3自身出现故障。
41.例如,本实用新型至少一实施例提供一种配电装置,该配电装置沿着第一方向依次包括:启动电源、开关设备间和工具间,其中,开关设备间包括沿着第一方向依次设置的电源进线柜和负载馈出出线柜;电源进线柜和负载馈出出线柜中的至少之一为气体绝缘开关柜,至少一个气体绝缘开关柜的电缆接线端设置有电缆压接铜排。在该配电装置中,可以采用普通的冷缩终端接头与电缆压接铜排结合,从而通过普通的冷缩终端接头将外部电源或者负载设备连接至气体绝缘开关柜,以解决在井场中t型电缆接头存在的插拔时需要涂润滑脂、对环境洁净度的要求高、运输过程中固定困难易损坏的问题。
42.例如,气体绝缘开关柜是全封闭的气体绝缘电气设备,其包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等,上述部件全部封闭在金属柜体中,并在金属柜体的内部填充有一定压力的绝缘气体。
43.需要说明的是,该开关设备间还可以包括母线电压互感器柜,沿着第一方向,电源进线柜、负载馈出出线柜和母线电压互感器柜依次设置,该母线电压互感器柜也可以是气体绝缘开关柜。在一些实施例中,母线电压互感器柜中的元件也可以设置在电源进线柜或者负载馈出出线柜中,无需单独设置一个母线电压互感器柜。
44.例如,图2为本实用新型一实施例提供的一种配电装置的结构示意图。例如,图2以开关设备间包括沿着第一方向依次设置的电源进线柜、负载馈出出线柜和母线电压互感器柜为例进行说明。例如,如图2所示,该配电装置20可以设置在可移动拖车上,沿着第一方向a

a’,即沿着可移动拖车的车尾至车头的方向配电装置20依次包括:启动电源22、开关设备间23和工具间24,该开关设备间23包括沿着第一方向a

a’依次设置的电源进线柜231、负载馈出出线柜232和母线电压互感器柜233。该电源进线柜231、负载馈出出线柜232和母线电压互感器柜233中的至少之一为气体绝缘开关柜,至少一个气体绝缘开关柜的电缆接线端
设置有电缆压接铜排。
45.例如,该启动电源22包括黑启动柴发等。黑启动是指整个系统因故障停运后,系统全部停电,处于全“黑”状态,不依赖别的网络帮助,通过系统中具有自启动能力的发电机组启动,带动无自启动能力的发电机组,逐渐扩大系统恢复范围,最终实现整个系统的恢复。黑启动作为辅助设备时具有结构简单、厂用电少、启动速度快等优点。
46.例如,如图2所示,电源进线柜231包括第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312,以保证有两个外部电源(第一电源和第二电源)可以分别通过第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312连接至开关设备间23。
47.需要说明的是,该电源进线柜231还可以包括除第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312之外的其他更多的电源进线柜,在此不做限定。
48.例如,如图2所示,启动电源22、第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312依次相邻设置可以缩短电缆线的长度。并且能够沿同一路径敷设,降低敷设的成本。
49.例如,当该启动电源22为黑启动柴发时,该启动电源22配置为提供备用电源和为第一电源和第二电源提供启动电源。
50.例如,当第一电源或者第二电源等外部电源故障后,启动电源22可以对通风、润滑油系统等辅机提供电源,以作为备用电源。
51.例如,图3a为本实用新型一实施例提供的一种气体绝缘开关柜的电缆接线端的结构示意图。结合图2和图3a,该第一电源进线柜2311为气体绝缘开关柜,沿着第二方向b

b’,第一电源进线柜2311的电缆接线端包括相对设置的第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b,第一电源进线柜2311通过第一电缆接线端2311a或者第二电缆接线端2311b配置为连接至第一电源。第二方向b

b’平行于开关设备间23所在平面且与第一方向a

a’垂直。
52.例如,第一电源可以通过第一电缆接线端2311a或者第二电缆接线端2311b与第一电源进线柜2311连接,即第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b均连接至第一电源进线柜2311。当第一电源通过第一电缆接线端2311a接入第一电源进线柜2311,保证不会通过第二电缆接线端2311b向第一电源进线柜2311输入电流;当第一电源通过第二电缆接线端2311b接入第一电源进线柜2311,保证不会通过第一电缆接线端2311a向第一电源进线柜2311输入电流。
53.例如,沿着第二方向b

b’,即在平行于开关设备间23所在平面,且在垂直于启动电源22至工具间24所在直线的方向上,第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b在第一电源进线柜2311上相对设置,这样可以根据第一电源所在位置的变化,保证第一电源进线侧的电缆不会经过配电装置的底部,从而使得电缆的长度变短以更好地实现电连接,且可以使得配电装置能够平稳地放置。
54.例如,第一电源可以包括电网、柴油发电机组、燃气轮发电机组或者其它提供电能的装置或者设备。
55.例如,如图3a所示,第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b中的至少之一设置有电缆压接铜排。当第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b中均设置有电缆压接铜排时,第一电源进线柜2311通过第一电缆接线端2311a或者第二电缆接线端2311b的电缆压接铜排与第一电源电连接。
56.例如,如图3a所示,该第二电源进线柜2312为气体绝缘开关柜,且沿着第二方向b

b’,第二电源进线柜2312的电缆接线端包括相对设置的第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b,第二电源进线柜2312通过第三电缆接线端2312a或者第四电缆接线端2312b配置为连接至第二电源。
57.例如,第二电源可以通过第三电缆接线端2312a或者第四电缆接线端2312b与第二电源进线柜2312连接,即第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b均连接至第二电源进线柜2312。当第二电源通过第三电缆接线端2312a接入第二电源进线柜2312,保证不会通过第四电缆接线端2312b向第二电源进线柜2312输入电流;当第二电源通过第四电缆接线端2312b接入第二电源进线柜2312,保证不会通过第三电缆接线端2312a向第二电源进线柜2312输入电流。
58.例如,沿着第二方向b

b’,第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b在第二电源进线柜2312上相对设置,这样可以根据第二电源所在位置的变化,保证第二电源进线侧的电缆不会经过配电装置的底部,从而使得电缆的长度变短以更好地实现电连接,且可以使得配电装置能够平稳放置。
59.例如,第二电源可以包括电网、柴油发电机组、燃气轮发电机组或者其它提供电能的装置或者设备。
60.例如,当第一电源出现故障时,为了保障作业工艺的顺序停机也可以在满足同期并列的条件下将第二电源并入。
61.例如,如图3a所示,第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b中的至少之一设置有电缆压接铜排。当第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b中均设置有电缆压接铜排时,第二电源进线柜2312通过第三电缆接线端2312a或者第四电缆接线端2312b中的电缆压接铜排配置为与第二电源电连接。
62.例如,如图3a所示,该负载馈出出线柜232包括第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323。
63.需要说明的是,该负载馈出出线柜232还可以包括除第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323之外的其他更多的负载馈出出线柜,在此不做限定。
64.例如,该第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323均为气体绝缘开关柜,该第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323中至少之一的电缆接线端设置有电缆压接铜排。
65.例如,在一个示例中,该第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323的电缆接线端均设置有电缆压接铜排。第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323分别配置为通过电缆压接铜排与负载设备232电连接。
66.例如,当有一个负载设备时,可以是第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323中的任意一个与负载设备连接,未连接的负载馈出出线柜作为备用的负载馈出出线柜,当该连接的负载馈出出线柜处线故障时,可以与任意一个备用的负载馈出出线柜连接。
67.例如,当有两个负载设备时,可以是第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323中的任意两个与负载设备232连接,未连接的负载馈出
出线柜作为备用的负载馈出出线柜,当连接的负载馈出出线柜处线故障时,可以与备用的负载馈出出线柜连接。
68.例如,如图3a所示,该配电装置20还包括设置在开关设备间23中的温度调节部件234,该温度调节部件234配置为调整开关设备间23的温度。如果开关设备间23内没有设置温度调节部件234,当配电装置20处于夏天高温的环境中时,开关设备间23只能通过降低容量来使用,温度调节部件234可以保证开关设备间内的温度维持在恒定的适宜的范围,从而可以保证开关设备间23不会受温度升高的影响,也不会导致开关设备间23降低容量。
69.例如,该配电装置20还包括设置在开关设备间23中的报警部件235,该报警部件235配置为当发生火灾时发出报警信号。当出现火灾时,在仪表撬或者有人值守的控制室等内能够第一时间接受到火灾报警信号,及时进行应急事故的处理。
70.例如,图3b为本实用新型一实施例提供的一种工具间的结构示意图,如图3b所示,该工具间24为电缆储存间。该电缆储存间中具有多条电缆242和电缆卷轴241,例如,在图3b中有6组电缆。该多条电缆242设置在同一个电缆卷轴241上,电缆卷轴241上设置有隔板243,例如,在图3b中有10个隔板。该隔板243将多条电缆242间隔开,并将多条电缆242的电缆终端244分别固定。例如,在图3b中,6组电缆分别位于隔板限定的存储区域中,且相邻的两组电缆之间具有一个间隔区域,该间隔区域便于将多条电缆242的电缆终端244分别固定在隔板243上。
71.例如,该电缆卷轴241采用变频的动力装置进行电缆242的收放,以控制电缆242的收放速度。
72.例如,该气体绝缘开关柜中填充的气体为六氟化硫(sf6)和氮气(n2)中的至少之一。当该气体绝缘开关柜中填充的气体只有六氟化硫(sf6)时高纯度的六氟化硫气体具有良好的绝缘和灭弧性能,这样就可以保证气体绝缘开关柜的开断能力和安全性。
73.例如,图4为本实用新型一实施例提供的一种远程设备的示意图,电源进线柜231(包括第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312)和负载馈出出线柜232(包括第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323)中均设置有保护继电器31,母线电压互感器柜233配置为电源进线柜231和负载馈出出线柜232的保护继电器31提供电压信号。保护继电器31具有速断、过流、过负荷、过电压等保护功能,保护继电器31需要的电流信号来自电源进线柜231和负载馈出出线柜232内的电流互感器,电压信号来自母线电压互感器,保护继电器31通过检测接入电流、电压信号的异常来判断相对应的回路是否正常,如果出现故障,保护继电器31发出跳闸的信号将断路器分闸,从而将故障回路切除,保障非故障回路的正常运行或者防止事故范围的扩大,以起到保护连接设备的功能。
74.例如,电源进线柜231和负载馈出出线柜232中的保护继电器31均与交换机32或者管理机33连接,以实现远程监控。具体过程为:每一个保护继电器31都配置有rj45或者rs485通讯接口,每一个保护继电器31的rj45都通过网线连接到交换机32上,以及或者通过通讯接口rs485接到管理机33上,然后再与plc或者微机监控装置连接,实现对电源进线柜231和负载馈出出线柜232状态的远程的监视和控制,实现无人值守的功能。
75.例如,该配电装置采用单母线或者单母线分断的方式,实现汇流电能和分配电能的作用。
76.例如,该配电装置20可以用于油田井场作业的中压用电设备与外部电源之间的连
接,外部电源可以是电网、燃气轮发电机、柴油发电机等各种提供电能的装置或设备,该配电装置20可以应用在电驱压裂现场,或者电气化作业的油田井场。
77.本实用新型一实施例还提供一种配电拖车,例如,图5为本实用新型一实施例提供的一种配电拖车的结构示意图,如图5所示,该配电拖车40包括可移动拖车11和上述任一实施例提供的配电装置20,该配电装置20设置在可移动拖车11的承载面上。沿着可移动拖车11的车尾至车头的方向,也即沿着第一方向a

a’,配电装置20依次包括:启动电源22、开关设备间23和工具间24,该开关设备间23包括沿着第一方向a

a’依次设置的电源进线柜231和负载馈出出线柜232。该电源进线柜231和负载馈出出线柜232中的至少之一为气体绝缘开关柜,至少一个气体绝缘开关柜的电缆接线端设置有电缆压接铜排。
78.需要说明的是,该开关设备间23还可以包括母线电压互感器柜233,沿着第一方向a

a’,电源进线柜231、负载馈出出线柜232和母线电压互感器柜233依次设置,该母线电压互感器柜233也可以是气体绝缘开关柜。在一些实施例中,母线电压互感器柜233中的元件也可以设置在电源进线柜231或者负载馈出出线柜232中,无需单独设置一个母线电压互感器柜。
79.例如,由于启动电源22的重量较大,对外接线少,且不需要频繁地移动,可以将启动电源22放置在可移动拖车11的靠近车尾的车轮的正上方。工具间24比较轻且通常存放有电缆卷轴,电缆卷置在电缆卷轴上,将工具间24设置在可移动拖车11的车头可以便于电缆与外部设备进行连接。开关设备间23设置在启动电源22和工具间24之间,可以方便于进线和出线,该配电装置20兼顾了使用的便捷性和重量的分配。
80.本实用新型一实施例还提供一种电驱系统,例如,图6为本实用新型一实施例提供的一种电驱系统的结构示意图,如图6所示,该电驱系统50包括上述任一实施例中的配电拖车40、第一电源411和负载设备42,该配电装置20设置在可移动拖车11的承载面上。该第一电源411位于配电拖车40的第一侧面,负载设备42位于配电拖车40的第二侧面,第一侧面和第二侧面为相对的面。
81.例如,沿着配电拖车40的承载面的延伸方向,即沿着启动电源22至工具间24的方向,配电拖车40的第一侧面为配电拖车40的承载面的左侧,配电拖车40的第二侧面是指配电拖车40的承载面的右侧。例如,该电驱系统还包括第二电源412,第二电源412位于可移动拖车11上,且位于启动电源22的远离开关设备间23的一侧。
82.例如,该电驱系统50的上述设置结构可以使得电驱系统50的结构更紧凑,以减小所使用的电缆的长度。
83.需要说明的是,该第一电源411和负载设备42还可以位于配电拖车40的同一侧,在此不做限定。
84.例如,如图6所示,第一电源411和第二电源412可以分别为电网、燃气轮发电机、柴油发电机等各种提供电能的装置或设备,以下以第一电源411为燃气轮发电机和第二电源412为柴油发电机为例进行说明。
85.例如,该负载设备42可以包括第一负载设备421和第二负载设备422。该第一负载设备421和第二负载设备422可以均为电驱压裂设备等。
86.例如,沿着可移动拖车11的车尾至车头的方向,也即沿着第一方向a

a’,配电装置20依次包括:启动电源22、开关设备间23和工具间24,该开关设备间23包括沿着第一方向a

a’依次设置的电源进线柜231、负载馈出出线柜232和母线电压互感器柜233,该电源进线柜231、负载馈出出线柜232和母线电压互感器柜233中的至少之一为气体绝缘开关柜,至少一个气体绝缘开关柜的电缆接线端设置有电缆压接铜排。该电源41配置为与电源进线柜231电连接。
87.例如,在电驱系统的一般结构中,通常气体绝缘开关柜的t型电缆接头和t型插头相组合,本实用新型的发明人注意到:气体绝缘开关柜采用t型电缆接头,空气绝缘开关柜采用电缆压接铜排电缆接头,气体绝缘开关柜的宽度较空气绝缘开关柜小很多,通常设备一次性安装完成后不需要经常进行拆卸,且使用环境较为干净,但是井场的作业工况需要经常进行安装拆卸,且外部环境多为尘土沙砾等,t型电缆接头不能满足这样的要求,因此,可以采用普通的冷缩终端接头与电缆压接铜排结合,在气体绝缘开关柜内通过电缆终端转接件之后将t型电缆接头改为电缆压接铜排后,可以实现通过普通的冷缩终端接头将外部电源或者负载设备连接至气体绝缘开关柜,以解决了在井场中t型电缆接头存在的插拔时需要涂润滑脂、对环境洁净度的要求高、运输过程中固定困难易损坏的问题。
88.例如,如图6所示,该电源进线柜231包括第一电源进线柜2311,第一电源进线柜2311为气体绝缘开关柜,电源41包括第一电源411。结合图3a和图6,沿着第二方向b

b’,该第二方向b

b’平行于开关设备间20所在平面且与第一方向a

a’垂直,第一电源进线柜2311的电缆接线端包括相对设置的第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b,该第一电源进线柜2311通过第一电缆接线端2311a或者第二电缆接线端2311b连接至第一电源411。
89.例如,如图3a和图6所示,该第一电缆接线端2311a和第二电缆接线端2311b中的至少之一设置有电缆压接铜排,第一电源进线柜2311通过电缆压接铜排与第一电源411电连接。
90.例如,结合图3a和图6所示,该电源进线柜231还包括第二电源进线柜2312,第二电源进线柜2312为气体绝缘开关柜,沿着第二方向b

b’,第二电源进线柜2312的电缆接线端包括相对设置的第三电缆接线端2312a和第四电缆接线端2312b,第二电源进线柜2312配置为通过第三电缆接线端2312a或者第四电缆接线端2312b连接至第二电源412。
91.例如,如图3a和图6所示,该第三电缆接线端2312a或者第四电缆接线端2312b中的至少之一设置有电缆压接铜排,第二电源进线柜2312通过电缆压接铜排与第二电源412电连接。
92.例如,如图3a和图6所示,该负载馈出出线柜232包括第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323,第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323均为气体绝缘开关柜,第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323的电缆接线端均设置有电缆压接铜排,且分别配置为通过电缆压接铜排与负载设备42电连接。
93.例如,气体绝缘开关柜是全封闭的气体绝缘电气设备,其包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等,上述部件全部封闭在接地的金属柜体中,并在金属柜体的内部填充有一定压力的绝缘气体。
94.例如,电驱系统中配电装置的其他相关结构可以参见上述配电装置的相关描述,在此不再赘述。电驱系统中的配电装置也可以包括报警部件、温度调节部件以及实现远程监控的部件。
95.例如,本实用新型至少一实施例还提供一种电驱系统的操作方法,该电驱系统还包括第二电源412,电源进线柜231包括与第一电源411连接的第一电源进线柜2311、和第二电源412连接的第二电源进线柜2312,第一电源411包括第一发电机出口开关52g1和第一同期装置251,第一电源进线柜2311中具有第一电源进线断路器51m1,第二电源412包括第二发电机出口开关52g2和第二同期装置252,第二电源进线柜2312中具有第二电源进线断路器52m2,该操作方法包括:使第一电源411和第二电源412中的至少之一工作。例如,第一电源411连接至第一电源进线柜2311中的电路,第二电源412连接至第二电源进线柜2312中的电路。在实际工作时可能存在如下情形:(1)仅有第一电源411正常工作,第二电源412处于非工作状态;(2)仅有第二电源412正常工作,第一电源411处于非工作状态。
96.例如,图7为本实用新型一实施例提供的仅第一电源供电的示意图,如图7所示,第一电源411与第一电源进线柜2311中的电路连接并实现电连通,第二电源412与第二电源进线柜2312中的电路不连通,这样只有第一电源411提供外部电源。图8为本实用新型一实施例提供的电气联锁示意图。例如,如图7和图8所示,仅有第一电源411工作的合闸送电过程为:第一发电机出口开关52g1处于分闸状态,合第一电源进线断路器52m1,然后第一发电机出口开关52g1通过第一同期装置251进行同期合闸。
97.例如,图9为本实用新型一实施例提供的仅第二电源供电的示意图,如图9所示,对于仅有第二电源412正常工作,第一电源411处于非工作状态的情形:第二电源412与第二电源进线柜2312中的电路连接并实现电连通,第一电源411与第一电源进线柜2311中的电路不连通,这样只有第二电源412提供外部电源。类似地,结合图8和图9,仅有第二电源412工作时合闸送电的过程为:第二发电机出口开关52g2处于分闸状态,合第二电源进线断路器52m2,然后第二发电机出口开关52g2通过第二同期装置252进行同期合闸。
98.如果工作电源(第一电源411或者第二电源412)突然停止工作,会快速的切换到另一个处于非工作状态的电源,保证作业的正常停机或者正常工作。
99.在实际作业中,可能会出现较差的工况,如果第一电源411和第二电源412中任意一个的容量不能满足现场的作业要求,这时需要快速的将第一电源411和第二电源412并列使用,并列之后的第一电源411和第二电源412共同给负载设备供电,以满足供电的需求。例如,图10为本实用新型一实施例提供的一种两个电源共同供电的示意图,因为非同期并列合闸发生短路故障时对第一电源411和第二电源412本体会造成不可逆的破坏,通过开关设备间23中的第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312之间的电气联锁可以实现第一电源411和第二电源412的同期并列合闸,以防止非同期并列合闸的发生,例如,如图8和图10所示,第一电源411和第二电源412的同期并列合闸送电的过程为:将第一电源进线断路器52m1的合位状态串联在第一发电机出口开关52g1的合闸回路中,将第一发电机出口开关52g1的分位状态串联在第一电源进线断路器52m1的合闸回路中,将第二电源进线断路器52m2的合位状态串联在第二发电机出口开关52g2的合闸回路中,将第二发电机出口开关52g2的分位状态串联在第二电源进线断路器52m2的合闸回路中,这样的电气联锁回路保证了操作顺序的可靠性。
100.在实际作业中,还可能会出现以下情形:(1)第一电源411和第二电源412均正常工作的过程中,第一电源411突然停止工作;(2)第一电源411和第二电源412均正常工作的过程中,第二电源412突然停止工作。
101.例如,结合图8,对于上述情形(1)会发生如下过程:保护故障动作先跳开第一电源进线断路器52m1,故障解除之后,此时第一电源411要并列到配电装置的母线上,首先要分开第一发电机出口开关52g1,然后再合上第一电源进线断路器52m1,通过第一同期装置251检测,满足同期并列条件后点合第一发电机出口开关52g1;或者,保护故障动作先跳开第一发电机出口开关52g1,故障解除之后,此时第一电源411要并列到配电装置的母线上,通过第一同期装置251检测满足同期并列条件后合第一发电机出口开关52g1。
102.例如,结合图8,对于上述情形(2)会发生如下过程:保护故障动作先跳开第二电源进线断路器52m2,故障解除之后,此时第二电源412要并列到配电装置的母线上,首先要分开第二发电机出口开关52g2,然后再合上第二电源进线断路器52m2,通过第二同期装置252检测,满足同期并列条件后点合第二发电机出口开关52g2;或者,保护故障动作先跳开第二发电机出口开关52g2,故障解除之后,此时第二电源412要并列到配电装置的母线上,通过第二同期装置252检测满足同期并列条件后合第二发电机出口开关52g2。
103.例如,图11为本实用新型一实施例提供的一种一个负载馈出出线柜出现故障时转移到另一个负载馈出出线柜的示意图,第一负载设备421连接至第一负载馈出出线柜2321中的电路,第二负载设备422连接至第二负载馈出出线柜2322中的电路,第三负载馈出出线柜2323为备用的负载馈出出线柜,当第一负载馈出出线柜2321出现故障时,第一负载设备421会与第三负载馈出出线柜2323中的电路连接,或者,当第二负载馈出出线柜2322出现故障时,第二负载设备422可以与第三负载馈出出线柜2323中的电路连接。母线电压互感器柜233中也具有电路。
104.例如,电源进线柜231(包括第一电源进线柜2311和第二电源进线柜2312)和负载馈出出线柜232(包括第一负载馈出出线柜2321、第二负载馈出出线柜2322和第三负载馈出出线柜2323)中均设置有保护继电器,母线电压互感器柜233为电源进线柜231和负载馈出出线柜232的保护继电器提供电压信号。保护继电器需要的电流信号来自电源进线柜231和负载馈出出线柜232内的电流互感器,电压信号来自母线电压互感器,保护继电器通过检测接入电流、电压信号的异常来判断相对应的回路是否正常,如果出现故障,保护继电器发出跳闸的信号将断路器分闸,从而将故障回路切除,保障非故障回路的正常运行或者防止事故范围的扩大,以起到保护连接设备的功能。
105.本实用新型的实施例提供的配电装置、配电拖车和电驱系统,具有以下至少一项有益效果:
106.(1)本实用新型至少一实施例提供的配电装置,将t型电缆接头改成普通的电缆压接铜排,气体绝缘开关柜与电缆压接铜排相配合,后续可以采用普通的冷缩终端接头与电缆压接铜排结合,以最终实现外部装置通过冷缩终端接头连接至气体绝缘开关柜,以解决了在井场中t型电缆接头存在的插拔时需要涂润滑脂、对环境洁净度的要求高、运输过程中固定困难易损坏的问题。
107.(2)本实用新型至少一实施例提供的配电装置,可以根据外部电源所在位置的变化,保证外部电源进线侧的电缆不会经过配电装置的底部,从而使得电缆的长度变短更好地实现电连接,且可以使得配电装置能够平稳放置。
108.(3)本实用新型至少一实施例提供的配电装置,启动电源、第一电源进线柜和第二电源进线柜依次相邻设置可以缩短电缆线的长度。
109.(4)本实用新型至少一实施例提供的配电装置,当外部电源出现故障后,启动电源可以对通风、润滑油系统等辅机提供电源,以作为备用电源。
110.(5)本实用新型至少一实施例提供的配电拖车,可以移动且应用在电驱压裂现场,或者电气化作业的油田井场。
111.有以下几点需要说明:
112.(1)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
113.(2)为了清晰起见,在用于描述本实用新型的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。
114.(3)在不冲突的情况下,本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
115.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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