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试述井场钻机自备电网无功补偿技术

收藏本文 2024-03-26 点赞:21355 浏览:95221 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:石油钻井设备-?般工作在普通电网所不及的海洋、陆地和沙漠等场合,由此钻机井场电网是由几台柴油发电机组和相应的电气制约系统组成,为井场供给动力电源。井场的主要钻井设备如泥浆泵、转盘和绞车等足由大功率交直流电动机驱动的。而一般采取VFD交流驱动系统或SCR直流驱动系统来满足钻井工艺的要求。我们知道非线性功率器件产生的感性无功,影响井场电网的供电质暈,使电压产生剧烈波动,且这些器件对井场电网系统带来谐波污染不足。由此,对电驱动钻机系统进行动态无功补偿和谐波抑制’显得尤其重要-同时,由于井场电网现场母线无法釆集电压、电流信号。而只能以各个发电机组采集电压、电流信号,然后将它们整合成一路三相电压、电流信号。而本论文针对这些不足进行了探讨。提出了基于ATT7022芯片设计的检测电路来采集井场电网电压、屯流信号和设计TCR+FC型的SVC来对井场屯网进行动态无功补偿以及谐波抑制。本论文中,井场电网数据采集模块是以ATT7022芯片为核心的制约器来实现。而TCR+FC型的SVC系统以TI公司的TMS320F2812为核心,通过制约TCR屮的晶闸管的触发延迟角a来转变TCR支路的等效导纳,以而对井场电网进行动态无功补位,来该善电网的供电质量。最后对井场电网数据采集模块进行性能测试,其结果验证了本论文设计案例的可行性与合理性。关键词:无功补偿论文井场电网论文数字信号处理器论文晶闸管制约电抗器论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-7

    第一章 绪论7-13

    1.1 课题探讨的目的和作用7-8

    1.2 国内外无功补偿技术探讨近况8-11

    1.2.1 无功补偿技术的探讨近况8-9

    1.2.2 电动钻机电控系统9-11

    1.3 探讨内容和革新点11

    1.3.1 探讨内容11

    1.3.2 革新点11

    1.4 结构与安排11-13

    第二章 TCR 型 SVC 的工作原理13-17

    2.1 TCR 的工作原理13-14

    2.2 TCR 的特性和谐波浅析14-15

    2.3 TCR 的三角形连接15-16

    2.4 TCR+FC 型 SVC16

    2.5 本章小结16-17

    第三章 TCR 型 SVC 制约算法的探讨17-38

    3.1 引言17

    3.2 瞬时无功功率论述17-23

    3.3 三相不平衡负荷的补偿算法23-28

    3.3.1 三相不平衡的介绍及危害23-24

    3.3.2 三相平衡化的原理24-25

    3.3.3 SVC 补偿导纳网路25-27

    3.3.4 三相不平衡负荷的补偿27-28

    3.4 有理插值法求触发角28-32

    3.5 SVC 系统建模与仿真32-37

    3.5.1 单相 TCR 建模与仿真32-34

    3.5.2 SVC 系统建模与仿真34-35

    3.5.3 TCR+FC 模块35

    3.5.4 补偿电纳计算模块35-36

    3.5.5 触发脉冲模块36-37

    3.6 本章小结37-38

    第四章 井场电网电压和电流检测38-51

    4.1 井场电网电压和电流检测38

    4.2 基于 ATT7022 的硬件电路设计38-45

    4.2.1 ATT7022 的介绍38-39

    4.2.2 模拟输入电路39-42

    4.2.3 电能脉冲输出电路42-43

    4.2.4 电源电路43-44

    4.2.5 与单片机的接口44

    4.2.6 判断芯片工作是否正常44-45

    4.3 井场电网电压和电流检测软件设计45-49

    4.3.1 编程工具语言45

    4.3.2 主程序和中断程序设计45-46

    4.3.3 初始化程序设计46-47

    4.3.4 ATT7022 系统复位程序47-48

    4.3.5 SPI 通信程序48-49

    4.3.6 ATT7022 的软件校表49

    4.4 电路板调试即试验结果49-51

    4.4.1 硬件电路调试49-50

    4.4.2 软件调试50-51

    第五章 井场无功动态补偿制约系统的设计51-58

    5.1 SVC 系统的硬件结构设计51-54

    5.1.1 信号采集电路51-52

    5.1.2 AD 变换电路52-53

    5.1.3 信号调理电路53

    5.1.4 锁相环电路53-54

    5.1.5 触发脉冲放大电路54

    5.2 SVC 系统的软件结构设计54-57

    5.2.1 系统初始化55-56

    5.2.2 数据处理56-57

    5.3 本章小结57-58

    第六章 结论58-59

    致谢59-60

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