SK1井ZJ70D电动钻机电网供电仿真分析.pdfVIP

6 石 油 工 程 建 设 2009年6月 萋 杨黎鹏 (胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司，山东东营 257026) 摘 要：文章采用仿真软件PSIM6．0对ZJ70D电动钻机 电网供 电进行 了仿真分析 ．分析表明变电站 600V母线电压波形上的振荡是变压器漏感和滤波电容、晶闸管的寄生电容或电路上的分布 电容的 串联谐振 引起的，据此提 出了通过减小变压器漏感和加大滤波电容、加大谐振回路上的电感和电阻 等措施来有效减小振荡 关键词 ：电动钻机；电网供 电：电压波形振 荡；PSIM仿真分析 中图分类号 ：TE922 文献标识码 ：A 文章编号：1001—2206 (2009)03—0006—04 0 引言 直流电压波形上的缺 口，而从测试的波形看出．在 SK1井ZJ70D电动钻机采用井场专用的35／0．6kV 换相瞬间交流电压波形上还存在过阻尼振荡．这应 2×3150kVA橇装式变 电站供电 变压器低压侧 该是 电感 、电容共 同作用引起 的 为了进一步分 的600V交流电经三相整流桥整流 (SCR)后变成 析．需要通过仿真来验证 直流电．分别驱动泥浆泵 、绞车和转盘的直流电 1 仿真分析 机 通过对 600V母线电压 的测试 ．发现三相交流 根据 SK1井 ZJ70D 电动钻机电网供 电的单线 电压波形每个周期中有 6处电压毛刺 ．这 6个电 图 (如图2所示)、测试的波形和系统参数 ，利用 压毛刺基本平均分配 ．各相差 60~．如图 1所示 。 电力电子和电机控制仿真软件包 PSIM6．0对系统进 这是由直流调速系统 中相控整流引起的电压毛刺 行分析 。仿真模型中包含 了变压器 、三相整流桥 、 对于三相桥式全控整流电路 ．每个周波电流换相 6 无功补偿及滤波电路、直流电动机和负载。仿真模 次 ，6个换相点之间间隔60。。在每个电流换相点 ， 型如图3所示 由于变压器漏感 的作用 ．一相 的电流逐渐减小 ． 1．1 不考虑无功补偿及滤波电路 ．考察变压器漏 另一相 的电流逐渐增大 ：在此期间，参与换相 的 感的影响 两相 晶闸管同时导通 ．这两相 的电压都与整流输 无功功率补偿 和滤波 电路切 除时 ．即交流 出的电压相同．为两相电压 的平均值 ，这样就造 600V回路上没有 电容 ．改变变压器副边漏感 s． 成了相 电压和线 电压的畸变 观察波形变化如下 ： (1)Ls=0．00001H时 (折合到副边) 仿真波形从上到下依次为 ：600V侧线电压 、 整流桥输出直流电压 、整流桥输 出直流电流 (直流 电动机电枢电流)。这里 ，相控整流的控制角设为 30~，下 同。从图4 (a)仿真波形可以看 出：变压 器漏感很小时．整流桥换流过程很短暂，可以忽 略．整流桥交流侧电压连续 ，整流桥直流输出为六 2ff,-Au,~--0716．15 100+006Hz 脉波．由于直流电机电枢绕组中电感的作用 ，电枢 图 1 测试 的600V母线 电压波形 电流不能突变 ：随着整流控制角的增大，功率因数 变压器漏感只会造成交流侧 电压和整流输