[发明专利]DP3超深水钻井设备配电系统

摘要

DP3超深水钻井设备配电系统,电力系统是11KV的中压系统，整船的电力系统是由3组或4组中压发电机组成，每组还包括2个中压发电机7370KW分别安装在A60分割的三个或4个机舱内，三条主电力系统必须A60分割，从相对应的中压配电系统到变压器再到440V低压配电板都是完全互相A60分割的。通过优化全船电力系统,强化区域供电原则,调整配电系统方案,优化DP3主电缆路径；通过优化钻井配电系统的布置并对重新优化的方案进行电力系统的负荷及平衡计算,使整个配电系统更趋于合理,减小施工难度,节省电缆与人工的成本，具有可操作性强，应用范围广，解决了船体配电系统设计和布局的难题的优点。

主权项

DP3超深水钻井设备配电系统，是11KV的中压配电系统，由3组或4组中压发电机组成，每组还包括2个7370KW中压发电机，每2个中压发电机安装在一个A60分割的机舱内，配电系统必须A60分割，从相对应的中压配电系统到变压器再到440V低压配电板都是完全互相A60分割的；单体船采用DP3闭环6推进器系统分布和DP分隔，由11KV中压系统到艏部T1、T2和T3，以及艉部T4、T5和T6也都是A60分割；3个中压配电板split对应的分别是T2&T5，T1&T4，T3&T6，T4、T5以及T6艉部推进器作为航行用，并且保证航速大于11节；双体船采用DP3闭环8推进器系统分布和DP分隔，由11KV中压系统到艏部T1、T2和T7、T8，以及艉部T3、T4和T5、T6也都是A60分割；4个中压配电板split分别安装在船首左舷FWD PS、船艏右舷FWD SB、船艉左舷AFT PS和船艉右舷AFT SB，每个中压配电板分别连接二部推进器，对应的分别是T7&T8、T1&T2、T6&T5和T3&T4，船艏左舷FWD PS中压配电板split与船艉右舷AFT SB中压配电板split连接，船艏右舷FWD SB中压配电板split与船艉左舷AFT PS中压配电板split连接，并且保证航速大于11节；其特征在于，中压配电板split采用600V钻井变频配电板，每部钻井变频配电板通过两台双冗余移相变压器给其供电；两台钻井变频配电板间通过联络开关横向供电，钻井辅助设备配电采用两台独立的440V钻井辅助配电板通过三台变压器进行分区供电；中压配电板split的主电源由四个钻井变压器的次级绕组提供给钻井交换机，整个供电系统包括钻井供电系统一和钻井供电系统二，该二个钻井供电系统为变频供电系统；每个钻井供电系统的钻井变压器初级侧电源由11KV高压配电板提供；钻井变压器有两组次级绕组，每组提供三相电源，这两个绕组相位有30度相位差，每四个钻井变压器输出错开7.5度相位；每个钻井交换机是由两个12脉冲变流器的支持，将在提供24脉冲运行模式时，高压电源HV联网关闭，高压电源HV系统与单母线运行；每个钻井变压器次级绕组通过一个三相二极管整流器组件连接到一个额定2500A空气断路器(ACB)；在空气断路器(ACB)中的二极管整流组件成对操作，即在空气断路器(ACB)中的二极管整流组件会在指令下成对被关闭，以减少总谐波失真(THD)；在6脉冲模式操作时，该整个供电系统不可只有一个单一的空气断路器(ACB)完成关闭操作；如果限定直流线路以可用于相应钻井变压器最大供电的可用功率从一个变压器/转换器装置供电时，直流线路的每个交换机通过一个或两个其变压器/转换器布置来提供；每个变压器均有一个桥间反应器，从每个变压器输出的直流绕组/整流器是通过桥间反应器绕组连接到公共电路，每个桥间反应器从交换机DC隔离链接通过6300A两极关闭负载隔离；每个钻井供电系统有一个6300A DC隔离，使整个供电系统运作时，可用性电源是有限的；如果两个隔离器都断开直流电路后就会被连接在一起，完整VFD系统可以从任意两个钻井变压器供电，正常操作是两个隔离器处于打开位置；每个6脉冲整流器组件的二极管由一个有熔丝指示开关高速半导体保险丝保护与熔断，如果保险丝熔断指示器检测到相关联的设备的一对ACB的将被跳闸行程传入，该空气断路器(ACB)将跳闸，钻井变压器供应空气断路器(ACB)的每个6脉冲整流器组件将通过离心冷却风扇进行冷却，冷却风扇马达将由小型断路器和热过载保护，在每个二极管散热器总成转换器的前三个二极管上配有温度监测装置，这些6脉冲整流器组件、钻井变压器、冷却风扇马达和二极管散热器总成转换器设备都连接到PLC以使高温通过的设备负载减少；每个变频钻井交换机都配440V辅助电源；两个外部440V辅助电源被连接到切换电路中的每个交换机，440V辅助电源动态伺服配置，直到该钻井供电系统的部分电源发生故障时440V辅助电源转入正常工作状态；该切换电路将自动从钻井供电系统的前部和后部进行动态440V辅助电源的系统供电；440V辅助电源电相互联锁，以确保其中任意一个正常的输出功率在任一时刻进入辅助工作状态；440V辅助电源将电力提供给工作/备用冷却泵，二极管转换器通过降压控制变压器风扇和120V变频器的风扇冷却；每个变频钻井交换机有两个单独的220V电源，一个来自220V UPS，另一个来自应急配电板，均在位于每个变频结束的控制部分终止钻井供电系统；钻井驱动系统提供UPS的供电电源，支持控制旋钮和仪表通电和工作；当主电源连接成功时，VFD需要10秒来完成通电，驱动器将准备就绪；当辅助电源连接成功时，变频器冷却系统将开始发挥作用；如果在整个操作温度范围内辅助电源连接不成功时可由VFD进行穿越；当主电源故障，直流接触器将保持关闭，直到DC链接电压衰减到小于850V；当DC连接电压低于850V的直流母线接触器将被打开，直到预充电完成信号复位，预充电完成信号复位后40秒并达到540V；当DC连接电压变得正常并上电时，预充电完整的信号允许VFD复位。