石油钻机发电系统

• 三调、速器项目的部件构成及关键技术
正向动作型(分正向和反向动作型两种,正向 型:执行器的输出大小和控制器的输出电流成 正比反向型则成反比)电子调速器2301A，与 CAT35系列柴油机、执行器以及测速磁头共 同组成速度调节系统。以达到柴油机转速稳 定即发电机频率稳定的目的。2301A可以和 伍德沃德的SPM-D11同步器负荷传感器及 其他发电控制设备相匹配，可实现几台并网 机组之间有功负荷均衡。
• 调压器
数字调压器采用西门子6RA70系列直流调速 装置，用以控制发电机励磁电流的大小，与电 子调速器2301A共同构成一个转速电流的双闭 环系统，从而在系统负荷发生波动时，能够使 发电机的电压稳定在600V，电网的频率稳定在 50HZ，从而满足系统的要求，使系统能够稳定 的运行。
• 电源管理器
机组设备的损坏。 • 1.1 发电机组的解列停机操作 • 需停掉一台机组时。操作“运行开关”S1由并网旋至满速，主开关将自动分闸，待电压降至40V左右然后使
运行开关旋至怠速，等待机组冷却后运行开关旋至停机位置。打开柜门关掉UPS电源开关。 • 注意:当发电机组停机时，务必将发电机组控制柜上的“运行开关”旋至“停机”位置，关掉UPS电源以保
二、发电机组•控制调速柜器主输要出信技号术为指:0-标200及m特A、色正向;
• 转速范围:1500r/m-6000r/m • 频率稳定度（稳态）:≤0.5% • 频率降（稳态）：≤3% • 瞬态频率差：≤10% • 频率恢复时间：≤2S • 调压器励磁电压输出为:DC 0-130V • 调压器励磁电流输出为:DC 0-30A • 电压稳定度（稳态）:≤1% • 瞬态电压差：≤15% • 电压恢复时间：≤2.5S • 有功均衡为机组额定的≤±3% • 无功均衡为机组额定的≤±3%
证蓄电池不放电。特别是存储运输过程中必须保证“运行开关”处在“停机”位置，否则蓄电池的电能将被
耗尽。
四、主要技术经济考核指标
• 目前国内发电控制系统大体分为模拟控制型和全数字型。模拟控制型是基于 传统的发电控制理论，采用三极管、电阻电容等元器件组成模拟系统，优点 是控制理论非常成熟，从第一代电驱动钻机开发使用至今已有几十年了。缺 点是电子元器件种类和数量较为繁多，结构非常复杂，装配和安装调试都很 烦琐，也不便于用户的保养维修。全数字型发电系统是近几年来在国内逐步 发展起来的新一代控制系统，将国外先进的技术和电子元器件同国内发电控 制系统相结合，具有性能稳定、结构紧凑、控制简单、维护方便等诸多优点， 正逐步取代传统的发电控制系统。
发电机组常见问题解析
答辩人:于洋 孙德磊 王跃 杨东
装备制造总公司电气公司工程调试部 二○○八年八月
• 一发、电控概制述系统是石油钻机的动力来源,是钻机
电控系统的重要组成部分; • 发电机组控制系统，其主要功能是对柴油发电机 组进行控制，具体的控制对象是柴油机转速和发 电机电压，同时对发电机组的运行进行测量监视 和安全保护。
保护(超出保护值断路器跳闸)：
• 过电压: +20% 延时1s • 欠电压: -15% 延时1s • 过频率: +10% 延时1s • 欠频率: -10% 延时1s • 逆功率: -7% 延时1s • 励磁过流 150% 延时1s • 过电流: 依据发电机额定电流整定 • 短路： 2.5倍发电机额定电流 • 功率限制: ≥95%发电机额定功率 • 电流限制: ≥95%发电机额定电流
• 变压器
发电控制系统变压器根据其各自功能 不同分为：励磁变压器、测量变压器、反 馈变压器、同期变压器、电源变压器；它 们在系统中各自实现自己的作用。
• 1 发电机组
常见问题解析
• 1.1 启动前的准备
• 启动前，首先按柴油机起动规程检查油、汽、水及柴油机各个有关部件。 然后按以下规程检查:
• (1) 打开柜门，合上UPS电源开关，操作“运行开关”S1至“怠速”位置， 投控制电源，“电源管理器”屏幕闪烁，调压器、PLC、电力仪表均有电源 指示。
• (2)柜中X2端子排上11＃、16＃直流电压应大于DC20V。。
• (3)“发电机主开关”Q1应处在“断开”位置。
• 1.2 起机
• 在准备工作完全就绪后，按如下规程进行操作。
• (1)打开压缩空气阀门，操作气动按钮，柴油机自动升速至怠速值。
• (2) 经柴油机怠速运转一段时间后，操作“运行开关”S1至“满速”位置， 柴油机转速应升至额定值。
数字式电源管理器SPM-D11是一款微处理 控制技术的同步装置，它可以和Woodward 或其他品牌的调速器和调压器相兼容，适于 单相或三相交流发电机。具有断路器Q1控制、 负荷自动分配和功率因数的控制功能，以及 发电机组保护功能。
它是一个综合的发电机组管理模块。用于 管理发电机组如同步检定、有功和无功均衡、 保护发电机过/欠电压、超/低频率、逆功、 减功率以及过载等。
• PLC可编程逻辑控制器
西门子S7-200系列PLC具有体积小、扩展性强、价格低廉等优点，可 完美的满足小规模的控制要求。
它是发电控制系统的逻辑控制中心，实现柴油发电机的由停机到怠速、 满速、发电、并网的控制切换。可实现系统的紧急停车、故障报警、运 行指示等功能。
• ABB空气断路器
发电系统输出供电断路器，ABB SACE公 司制造的低压空气断路器是当今市场上能找到 的最顶级的产品。具有结构坚固、安全可靠、 完善的智能保护功能等诸多优点，根据系统需 要，断路器配有电动机储能装置，由PLC控制 合闸/分闸，无须人工操作。在正常状态下， 只需操作门板上一个旋钮开关，就可以控制发 电机的启动发电、并网合闸。
• 稳压电源
包括AC220V稳压电源UPS及DC24V开关电 源。UPS电源进线安装了交流滤波器，为 6RA70直流调速装置提供稳定纯净的交流电 源，确保发电机励磁电流可稳定控制；开关电 源为控制系统提供稳定的直流电源，有效克服 进线电源的电压波动及谐波干扰。
• 电源监视器
多功能电力监视仪表，实时在线监视电源三 相电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功 率因数等等；通信配有RS—485标准接口，远程 异地显示电源参数；各种故障报警：相序亦转、 过/低电压、过/低电流、过/低频率、有功/无功 功率过输出、三相电压/电流不平衡率、电压/电 流谐波等。其结构简单、安装方便，是一个功能 全面的监视仪表。
• 发电柜单套造价约为15万元左右，销售价格为30万元左右；每台钻机需3～4 套发电柜，利润可源自文库45 ～60万元；以年产量20套钻机计算年利润可达900万 元。
谢谢大家!
• (3) 操作“运行开关”S1至“发电”位置。
• (4) 观察“电力仪表”P，三相电压为600V。
(5) 观察“电力仪表”P，频率为50Hz。
• (6) 发电机“运行”灯H1亮，此时发电机处在空载运行状态。
常见问题解析
• 1.1 发电机组的并网操作 • 欲将处在空载运行状态的机组并入交流母线上运行，按如下操作。 • (1)“发电机主开关”Q1的显示已储能状态，且开关处于分闸位置，参考下图。 • (2) 操作“运行开关”S1至“并网”位置。 • (3) 等待“电源管理器”发出合闸指令，Q1自动闭合，柜门上并网指示灯H4亮。 • 警告：禁止在“发电机主开关”Q1上直接操作合闸按钮，直接合闸将导致系统运行不稳定，或者可能造成