[發明專利]自升式平臺鉆井變頻驅動直流配電過流保護系統和方法

有效

• 申請號: 201710245402.1
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106953304B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 沈愛弟;高迪駒;褚建新;顧偉;黃細霞
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/087
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

1.一種自升式平臺鉆井變頻驅動直流配電過流保護系統，包括第一可關斷整流器、第二可關斷整流器、第一直流母線、第二直流母線、4個可關斷逆變器、以及直流母線隔離開關；其特征在于，第一可關斷整流器和第二可關斷整流器分別位于第一直流母線和第二直流母線的一端；4個可關斷逆變器中的兩個連接第一直流母線，另外兩個連接第二直流母線；每個可關斷逆變器驅動一臺鉆井設備電機；第一直流母線和第二直流母線之間通過直流母線隔離開關連接，直流母線隔離開關在非故障期間處于閉合狀態；保護控制器連接第一可關斷整流器、第二可關斷整流器以及四個可關斷逆變器；第一可關斷整流器和第二可關斷整流器都內置輸出端電流傳感器、電壓傳感器和輸出端電容放電斷路器；電壓傳感器和串聯一個輸出端濾波電容的輸出端電容放電斷路器并聯，并且按順時針方向依次串聯三相全控整流電路、輸出端電流傳感器和隔離二極管；三相全控整流電路通過交流側熔斷器組連接三相交流電源；三相全控整流電路將交流電變換成直流電，經輸出端濾波電容濾波后分別向第一直流母線和第二直流母線提供直流電；三相全控整流電路由三組三相全控整流電路組件并聯而成；每組三相全控整流電路組件由兩個二級三相全控整流電路組件串聯而成；各個二級三相全控整流電路組件由IGBT整流開關元件串聯一個二極管后與一個續流發射極關斷晶閘管反向并聯而成；每組三相全控整流電路組件連接交流側熔斷器組中的一個熔斷器；輸出端電流傳感器和電壓傳感器分別實時監測三相全控整流電路與輸出端電流傳感器之間的整流輸出電流和輸出端電容放電斷路器與輸出端濾波電容串聯支路兩端的直流輸出電壓，并將所述整流輸出電流和直流輸出電壓傳輸至保護控制器；可關斷逆變器由三相全控逆變電路串聯一個輸入端電流傳感器后與串聯輸入端濾波電容的輸入端電容放電斷路器并聯而成；三相全控逆變電路的三相電流經過正弦波濾波器濾波后驅動鉆井設備電機；三相全控逆變電路由三組三相全控逆變電路組件并聯而成；每組三相全控逆變電路組件由兩個二級三相全控逆變電路組件串聯而成；各個二級三相全控逆變電路組件由一個續流二極管與一個逆變發射極關斷晶閘管反向并聯而成；每組三相全控逆變電路組件構成三相全控逆變電路的一相電流；輸入端電流傳感器實時監測輸入端直流電流，并將信號傳輸至保護控制器；

電容放電斷路器串聯連接在可關斷整流器的輸出端濾波電容和可關斷逆變器的輸入端濾波電容中；電容放電斷路器的放電發射極關斷晶閘管為濾波電容提供直流放電通路，與放電發射極關斷晶閘管并聯的二極管為濾波電容充電提供通路，放電發射極關斷晶閘管和二極管與阻容緩沖電路并聯，提升斷路器開斷能力；放電發射極關斷晶閘管作為開關器件，控制濾波電容放電電路的通斷；放電發射極關斷晶閘管串聯一個放電電流傳感器；放電電流傳感器實時監測濾波電容放電電流，并將信號傳輸到保護控制器；一旦濾波電容的放電電流超越設定的閾值，保護控制器立即向放電發射極關斷晶閘管發出關斷信號，迅速關斷濾波電容的放電電路，保護濾波電容免遭大電流燒毀。