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CN115411628A - 集成式的降压供电设备和井场供电系统 - Google Patents

集成式的降压供电设备和井场供电系统 Download PDF

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CN115411628A
CN115411628A CN202210990866.6A CN202210990866A CN115411628A CN 115411628 A CN115411628 A CN 115411628A CN 202210990866 A CN202210990866 A CN 202210990866A CN 115411628 A CN115411628 A CN 115411628A
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equipment
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李守哲
吕亮
李心成
吴义朋
崔树桢
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Original Assignee
Yantai Jereh Petroleum Equipment and Technologies Co Ltd
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Abstract

本发明的目的是提供一种降压供电设备，其包括：第一开关柜，其用于接收具有第一电压的交流电，并控制与所述电网之间的通断；变压器，其用于接收来自所述第一开关柜的所述交流电，并将所接收交流电的电压降低为第二电压，并输出所述第二电压；第二开关柜，其用于接收来自所述变压器的所述第二电压，并输出所述第二电压；以及散热器，其用于对所述第一开关柜、所述变压器和所述第二开关柜中的至少二者进行集中散热，其中，所述第一电压高于所述第二电压。本发明能够在提高散热效率的同时减小降压供电设备的尺寸。

Description

集成式的降压供电设备和井场供电系统
技术领域
本发明涉及一种具有高集成度的降压供电设备和井场供电系统。
背景技术
鉴于全球的油气开发设备正朝着“低能耗、低噪音、低排放”的方向发展，以柴油发动机作为动力源的传统压裂设备已经被以电动机作为动力源的电驱压裂设备取代。
在使用电动机取代柴油发动机的电驱压裂设备中，由于采用电动机来通过传动轴驱动柱塞泵，因而电驱压裂设备具有体积小、重量轻以及经济、节能、环保等优点。
在现有的电驱压裂设备中，供电设备通常来自于供电电网或者发电机等。供电电网通常采用10kV、13.8kV、35kV等供电电压。井场中通常采用常规的变压变电设备对压裂设备进行供电。该变压变电设备例如通常将35kV或110kV的电压降低到10kV，并主要包括：第一开关柜、降压变压器和多组1第二开关柜。第一开关柜、变压器、第二开关柜通过在井场的现场进行临时接线布置，从而组合成一套小型变电站，并多路输出例如10kV的供电电压，对井场中的多个设备进行供电。
然而，由于井场中布置的装置众多，现有的电驱压裂设备集成度不高且占用面积大，在现场进行上述变电站的接线工作的话，接线工作量非常大，需要占用大量人手和时间。
另外，压裂施工通常在一个井场只持续进行1-2个月的时间，就需要转移使用地点。而第一开关柜、变压器、第二开关柜中每一设备的体积都非常大。因此，在井场之间搬运上述设备非常不便利，有时甚至需要拆掉用于该变电站的散热器，才能满足道路运输法规的要求。
此外，在采用大功率电驱压裂设备的情况下，整个井场设备中使用的电驱压裂设备的总装机功率需要达到20000kw以上，单个电驱压裂设备的功率通常需要达到2000kw以上。在井场中所有设备都由电力驱动的情况下，整个井场的用电功率通常超过10MW。
在现有技术中，井场的现场作业人员需要手动地切换上述变电站中高压侧的分接头，但这样手动切换的操作效率很低，而且在安全性上存在巨大隐患。
目前为止，还没有出现一种具有高集成度的降压供电设备，能够减少现场接线的工作量、便于将降压供电设备在各井场之间运输并提高变电站的切换操作的效率和安全性。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有高集成度的降压供电设备。
在本发明的第一方面提供一种降压供电设备，其包括：第一开关柜，其用于接收具有第一电压的交流电，并控制与所述电网之间的通断；变压器，其用于接收来自所述第一开关柜的所述交流电，并将所接收交流电的电压降低为第二电压，并输出所述第二电压；第二开关柜，其用于接收来自所述变压器的所述第二电压，并输出所述第二电压；以及散热器，其用于对所述第一开关柜、所述变压器和所述第二开关柜中的至少二者进行集中散热，其中，所述第一电压高于所述第二电压。
在本发明的又一方面，所述第一电压为所述第二电压的三倍以上。
在本发明的又一方面，所述第一开关柜、所述变压器和所述第一开关柜集成地被设置在同一平台上。
在本发明的又一方面，所述散热器还包括散热风机，其用于使所述散热器进行强制散热和冷却。
在本发明的又一方面，所述散热器被至少部分地安装在所述平台的外部。
在本发明的又一方面，所述散热器被至少部分地安装在所述平台的内部。
在本发明的又一方面，所述降压供电设备还包括：有载调压开关，其用于调节所述第一开关柜和所述第二开关柜之间的负载，从而使所述第二电压稳定。
在本发明的又一方面，所述第一开关柜连接至一个或以上所述变压器。
在本发明的又一方面，所述第二开关柜向一个或多个用电设备供电。
在本发明的又一方面，所述降压供电设备还包括：控制系统，其控制所述第一开关柜和所述第二开关柜中的开关，并调节所述开关的档位。
另外，本发明还提供一种井场供电系统，其包括：如本发明上述的降压供电设备；以及一个或多个电驱压裂设备，其经由变频器橇连接至所述降压供电设备。
在本发明的又一方面，所述井场供电系统还包括：辅助设备，用于驱动所述辅助设备的电压低于用于驱动所述电驱压裂设备的电压。
在本发明的又一方面，所述辅助设备包括所述散热元件和所述散热风机。
在本发明的又一方面，所述变频器橇上集成有一个或多个变频器，每一所述变频器都用于驱动至少一个电驱压裂设备或至少一个辅助设备。
在本发明的又一方面，包括高压管汇和低压管汇的管汇设置在中间位置，所述电驱压裂设备设置在管汇两侧，所述变频器橇与所述管汇相对地设置在所述电驱压裂设备的外侧，且高压管汇橇与所述电驱压裂设备相对地设置在所述变频器橇的外侧。
另外，本发明还提供一种上述降压供电设备的控制方法，所述方法包括：调节所述第一开关柜和所述第二开关柜之间的负载，从而使所述第二电压稳定。
在本发明的又一方面，所述控制方法还包括：控制所述降压供电设备中开关的开闭和档位，并控制所述有载调压开关的档位，从而保证所述降压供电设备的输出电压稳定。
在本发明的又一方面，通过有线或无线的方式控制所述降压供电设备的开关。
在本发明的又一方面，读取所述降压供电设备的参数以进行控制。
在本发明的又一方面，所述参数为电流、电压、功率和/或用电量。
在本发明的又一方面，在当前电压值超过额定电压一定比例且持续时间高于预定值时，指示所述降压供电设备升档。
在本发明的又一方面，在当前电压值低于额定电压一定比例且持续时间高于预定值时，指示所述降压供电设备降档。
在本发明的又一方面，在所述降压供电设备的手动切换模式下，指示发出声、光和/或图像提示。
在本发明的又一方面，在所述降压供电设备的自动切换模式下，根据当前电压值超过还是低于额定电压一定比例的情况自动升档或降档，并在出现故障时向所述电驱压裂设备发出提示。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了包括有降压供电设备的井场布局。
图2示出了根据本发明中实施例的降压供电设备的第一构造的示例图。
图3示出了本发明中降压供电设备的第二结构的示例图。
图4示出了本发明中降压供电设备的第三结构的示例图。
图5示出了井场压裂作业时油管压力和压裂排量的变化曲线。
图6示出了包含有降压供电设备的井场供电系统的第一布局。
图7示出了包含有降压供电设备的井场供电系统的第二布局。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请注意，将按照以下顺序给出说明。
<1.降压供电设备>
1.1降压供电设备在井场中的布局概述
1.2降压供电设备的第一结构
1.3降压供电设备的第二结构
1.4降压供电设备的第三结构
<2.井场供电系统>
2.1井场供电系统的第一构造
2.2井场供电系统的第二构造
2.3降压供电设备的控制方法
<1.降压供电设备>
1.1降压供电设备在井场中的布局概述
首先，图1示出了包括有降压供电设备1的井场布局。如图1所示，降压供电设备1从具有第一电压(例如35kV或110kV)的电网接收交流电，将该高压交流电转换为具有第二电压(例如10kV)的低压电，该低压电通过多个变频器橇被提供给诸如电驱压裂设备等多个用电设备。
1.2降压供电设备的第一结构
参考图2来说明本发明中降压供电设备1的第一结构。
图2示出了根据本发明中实施例的降压供电设备1的第一构造的示例图。如图2所示，降压供电设备1包括第一开关柜2、变压器3、低压开关柜4和平台5，其中，第一开关柜用于接收具有第一电压的交流电，并控制与所述电网之间的通断，且第二开关柜用于接收来自所述变压器的第二电压，并输出第二电压。
在本发明的发明范围内，例如可以使用35kV开关柜作为第一开关柜2，使用10kV开关柜作为第二开关柜4的示例，即第一电压为35kV，第二电压为10kV。但本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一开关柜2和第二开关柜4并不限于该限制。
根据本申请的研究，第一电压优选为第二电压的三倍以上，以此倍数进行输出输出电压能够有效减少电能损耗。为进行示例性说明，在上下文中使用35kV作为第一电压，使用10kV作为第二电压作为示例。
降压供电设备1中的各组件分别起到如下作用：
来自35kV或110kV的电网的交流电通过第一开关柜2的进线接口进入该第一开关柜2。该第一开关柜2用于控制高压进线的通断。
接着，从第一开关柜2输出的高压交流电进入变压器3。该变压器3将该高压交流电降压至10kV，并将被降低至10kV的电压传输给第二开关柜4。
该第二开关柜4用于输出10kV的电压，从而经由变频器橇向井场中布置的多个用电设备进行供电。
另外需要说明的是，第一开关柜2也可以具有输出端，以对需要以35kV高压驱动的用电设备进行供电。
如图2所示，降压供电设备1还包括散热器6，用于对降压供电设备1进行散热。具体来说，该散热器6对第一开关柜2、变压器3和第一开关柜4中的至少两者进行集中散热。
由于本发明中的散热器6对于降压供电设备1中的至少部分组件进行集中散热，从而能够减小降压供电设备的整体体积，并提高散热效率。
另外，第一开关柜2、变压器3、第二开关柜4和散热器6都被收纳在同一平台5上。该平台例如为箱体或橇体
如图2所示，本发明中的降压供电设备1将第一开关柜2、变压器3、第二开关柜4和散热器6集成地设置在平台5上。
由于该集成布置构造，与现有技术中高压开关、变压器和低压开关分开设置的结构相比，本发明的降压供电设备1能够占据更小的面积。而且由于第一开关柜2、变压器3和第二开关柜4已经在平台5上彼此连接，因此不需要在运输到井场现场后进行第一开关柜2、变压器3和第二开关柜4之间的接线，从而能够极大地减少接线的工作量，同时也减少了现场操作人员的数量。
另外，通过降压供电设备1的集成构造，可以便于将降压供电设备1在各井场之间的运输。
虽然图2的结构中示出散热器6被安装在平台5的内部，但本发明不限于此，散热器6也可以至少部分地安装在平台5的外部或至少部分地安装在平台5的内部。
虽然未图示，但降压供电设备1还包括诸如站用变压器、控制系统等辅助系统。站用变压器连接至变压器2的输出端，并将来自变压器2的电压进一步降低，从而为散热器、控制系统等部件提供电力。控制系统可以设置在降压供电设备1，也可以远程设置，用于控制第一开关柜2和第二开关柜4中开关的开闭，并调节开关档位的升降，其中，开关档位能够调整输出电压或输出功率。
1.3降压供电设备的第二结构
图3示出了本发明中降压供电设备1的第二结构的示例图。在说明该第二结构时，针对相同的部件使用与图2中第一结构相同的附图标记，并省略与第一结构相同内容的说明。
图3中降压供电设备1的第二结构与图2中第一结构的区别在于：该第二结构中的散热器还包含散热风机7。
由于降压供电设备1中的第一开关柜2、变压器3和第二开关柜4操作时会产生大量热量，因此散热问题亟待解决。而现有技术中使用的常规散热器体积较大，而且由于采用大气冷却的方式，因此当该常规散热器应用到降压供电设备1中时，有可能产生由于散热效率低而导致降压供电设备1产生故障的问题。
为解决上述问题，本发明中除了将散热元件6a附着到降压供电设备1的平台外部，还在散热元件6a的一侧安装有散热风机7。所述散热元件6a和散热风机7构成图2中所示的散热器6。通过散热风机7使散热元件6a进行强制散热和冷却，从而能够提高散热元件6a的通风量，防止降压供电设备1由于过热而产生故障。
此外，由于图3所示的包含有散热元件6a和散热风机7的散热器针对集成式的降压供电设备1进行散热，因此不仅使散热器与降压供电设备1的整体体积减小，还能够进一步提高散热器的散热效率。
虽然本发明图3中所示的散热器6a和散热风机7安装在降压供电设备1的外部，但其安装方式并不限于图3所示，也可以将散热器6a和散热风机7至少部分地安装在降压供电设备1的平台5的内部，或者将散热器6a和散热风机7至少部分地安装在降压供电设备1的平台5的外部。
1.4降压供电设备的第三结构
图4示出了本发明中降压供电设备1的第三结构的示例图。在说明该第三结构时，针对相同的部件使用与图1中第一结构相同的附图标记，并省略与第一结构相同内容的说明。
图4中降压供电设备1的第三结构与图2中第一结构的区别在于：图4中的降压供电设备1还包含安装在平台5外部的有载调压开关8。
井场压裂作业属于临时性大功率用电。如图5中曲线所示，在开始井场压裂作业时，油管压力和压裂流量(图5中所示的排量)会在40分钟内迅速增加，而作业结束时，压裂流量将从施工排量降低至零。此外，在压裂作业过程中，油管压力和压裂流量也会根据施工工艺或者地层变化而产生变化，从而导致井场中用电功率的变化，其中，压裂设备的功率(kW)≈压裂泵排出压力(近似图5中的油管压力)×压裂流量×16.7。
由此，在开始经常压裂作业和/或作业结束的过程中，由于油管压力和压裂流量的迅速变化，可能会导致压裂设备的功率急剧变化。在此情况下，需要降压供电设备1的输出电压保持稳定。
针对上述问题，本发明中的降压供电设备1设置有载调压开关8。作为示例，该有载调压开关8可具有三个档位：正档位、0档位和负档位。但本发明的有载调压开关8并不限于此，也可以具有多于或少于三个的档位。
有载调压开关8调节电压的原理如下：第一开关柜2(高压侧)接收来自电网的系统电压，而该系统电压通常是恒定不变的。当高压侧(第一开关柜2)中的绕组匝数增加时，则第一开关柜2的输出端或第二开关柜4的输出端所输出的电压降低。当高压侧(第一开关柜2)中的绕组匝数减少时，则第一开关柜2的输出端或第二开关柜4的输出端所输出的电压升高。
也就是说，第一开关柜2中的绕组匝数增加，提供给用电部件的电压降低。第二开关柜2中的绕组匝数减少，则提供给用电部件的电压升高。
当第一开关柜2的输出端或第二开关柜4的输出端所输出的电压升高时，该第一开关柜2的输出端或该第二开关柜4的输出端所输出的电流同时升高，且电路的损耗增大。由于第一开关柜2或第二开关柜4与用电设备串联连接，第一开关柜2或第二开关柜4处的电压损耗增大的情况下，提供给用电设备的电压会降低。
为了保障提供给用电部件的电压保持稳定，特别地，在井场用电功率较大的情况下，本发明设置了有载调压开关8。
有载调压开关8可接入具有不同电阻的负载，在第一开关柜2-变压器3-第二开关柜4的电压传输过程中，在有载调压开关8中由于该负载的不同电阻产生电压分压，该电压分压随着用电设备的电阻变化而变化。
基于上述操作和原理，有载调压开关8通过调节高压侧的绕线匝数来调节低压侧的输出电压，从而能够获得下述效果：
使提供给用电部件的电压保持稳定，从而提高供电质量；
有载调压开关8作为第一开关柜2和第二开关柜4之间的变压器，与变压器3串联连接以进行分压，从而利用其电阻来分配和调节第一开关柜2和第二开关柜4之间的负载。
由于有载调压开关8能够调节电流和功率，因此可以满足不同的生产需求，从而提高生产效率。
<2.井场供电系统>
2.1井场供电系统的第一构造
接下来参考图6来说明包含有降压供电设备1的井场供电系统。图6示出了井场供电系统的第一布局。
在该井场供电系统中，降压供电设备1接收来自电网的35kV电压，并对35kV电压进行降压以输出多路10kV的低压电，对井场中的其他设备进行供电。
在图6所示的井场供电系统中，降压供电设备1的输出端连接了三个变频器橇和一个低压配电橇，每个变频器橇上集成有三个变频器，从而能够同时驱动三个电驱压裂设备，其中，每一电驱压裂设备包括电机和被电机驱动的泵。在图6中的“泵”表示电驱压裂设备中所包含的泵。
然而，本发明并不限于此，每个变频器橇上可集成一个或两个、或三个以上变频器，每一变频器用于驱动一个电驱压裂设备，从而每个变频器橇能够驱动一个电驱压裂设备、同时驱动两个电驱压裂设备、或同时驱动三个以上电驱压裂设备。
此外，低压配电橇将来自降压供电设备1的电压进一步降低，例如如图6中所示对仪表指挥系统、多个混砂和混配进行供电。
在该井场供电系统的第一构造中使用如图2所示的降压供电设备1，与高压开关、变压器和低压开关分开的设备，由于本发明中的降压供电设备1采用集成构造，从而能够大幅减少与仪表指挥设备连接的控制接线和与用电设备连接的动力接线的数量，使整个井场的供电连接更加简单，并减少了接线的风险性。
另外，该井场供电系统的第一构造也可以使用如图3所示的降压供电设备1，不仅能够获得减少控制接线和动力接线的数量的技术效果，还能够通过对降压供电设备1的组成部件进行强制散热，提高散热效率，并降低散热器的尺寸。
该井场供电系统的第一构造也可以使用如图4所示的降压供电设备1，不仅能够获得减少控制接线和动力接线的数量的技术效果，还能够稳定提供给用电设备的电压，从而提高生产效率。
2.2井场供电系统的第二构造
参考图7来说明包含有降压供电设备1的井场供电系统。图7示出了井场供电系统的第二布局。
在图7中，带有附图标记2的方框图表示第一开关柜，带有附图标记9的方框图表示降压变电装置，该降压变电装置9包括变压器3和第二开关柜4。由此可以明显看出，与图6所示的井场供电系统的第一布局相比，图7所示的井场供电系统的第二布局中包含有不同于第一布局中的降压供电设备1。在该降压供电设备1中，第一开关柜2与多个降压变电装置9连接，从而向井场中的用电设备多路输出10kV电压。
此外，如图7所示，在布置井场供电系统中的各设备时，通常将包括高压管汇和低压管汇的管汇设置在中间位置，包括有泵的电驱压裂设备设置在管汇两侧，配置有变频器的变频器橇与管汇相对地设置在电驱压裂设备的外侧。另外，虽然未图示，高压管汇橇与电驱压裂设备相对地设置在变频器橇的外侧。
在该井场供电系统中，降压供电设备1接收来自电网的35kV电压，并对35kV电压进行降压以输出多路10kV的低压电，对井场中的其他设备进行供电。
在图7所示的井场供电系统中，降压变电装置9的输出端可连接两个变频器橇或三个变频器橇，也可以连接两个变频器橇和一个低电压配电橇，其中，每个变频器橇上集成有三个变频器，从而能够同时驱动三个电驱压裂设备。与上述第一结构相同的是，第二结构中的每一电驱压裂设备也包括电机和被电机驱动的泵。在图7中的“泵”表示电驱压裂设备中所包含的泵。
然而，本发明并不限于此，每个变频器橇上可集成一个或两个、或三个以上变频器，每一变频器用于驱动一个电驱压裂设备，从而每个变频器橇能够驱动一个电驱压裂设备、同时驱动两个电驱压裂设备、或同时驱动三个以上电驱压裂设备。
此外，低压配电橇将来自降压供电设备1的电压进一步降低，例如如图7中所示对仪表指挥系统、多个混砂和混配进行供电。
在在该井场供电系统的第二构造中，同样使第一开关柜2、变压器3和第二开关柜4集成在平台5中，从而能够大幅减少与仪表指挥设备连接的控制接线和与用电设备连接的动力接线的数量，使整个井场的供电连接更加简单，并减少了接线的风险性。
与如图6所示的井场供电系统的第一构造类似的，该第二构造同样可以使用如图3所示的降压供电设备1，也可以使用如图4所示的降压供电设备1，从而获得提高散热效率、降低散热器的尺寸和/或减少控制接线和动力接线的数量、提高生产效率的技术效果。
2.3降压供电设备的控制方法
对于降压供电设备的控制，如图4中本发明中降压供电设备1的第三结构所示，该降压供电设备1还包括有载调压开关8。有载调压开关8作为第一开关柜2和第二开关柜4之间的变压器，利用其电阻来分配和调节第一开关柜2和第二开关柜4之间的负载，从而使第二电压稳定。
但在降压供电设备1的电压波动超过一定阈值时，有载调压开关的调压操作存在滞后性，且在降压供电设备1的电压波动频繁时，有载调压开关同样容易进行频繁的切换操作。而频繁的切换操作容易导致设备损坏，增加检修工作量，进而无法根据当前的作业情况进行提前或延迟切换。
针对该问题，图6所示的第一构造和图7所示的第二构造中还包括有用于控制降压供电设备的控制设备。
在本发明中，该控制设备例如可为仪表指挥系统，其由低压配电橇进行供电，并与降压供电设备1中的控制系统进行通信，传递控制命令，从而能够远程控制降压供电设备1。其中，该低压配电橇接收来自降压供电设备1的10kV低压电，并将该低压电进一步降低。
仪表指挥系统可以通过有线或无线的方式控制降压供电设备1中开关的开闭和档位，并控制有载调压开关8的档位，从而保证降压供电设备1的输出电压的稳定。此外，仪表指挥系统还读取降压供电设备1的参数，例如电流、电压、功率和/或用电量等。
仪表指挥系统能够根据用电设备的负载情况来控制降压供电设备，具体来说，控制降压供电设备进行切换档位操作，其中，可由作业人员在仪表指挥系统内进行手动切换操作，也可以由仪表指挥系统中的控制系统自动进行切换操作。
在此，提供一种仪表指挥系统的自动控制逻辑作为示例性说明：仪表指挥系统内的自动控制逻辑可基于以下参数：额定电压、电压持续时间t、用电设备所接收到的当前电压值和超压比例。
在当前电压值超过或低于额定电压一定比例(超压比例)时，且电压持续时间高于预定值的情况下，仪表指挥系统指示需要进行升档或降档。
在手动切换模式下，仪表指挥系统给出诸如声、光、图像等提示，向作业人员提供升档或降档的建议，避免作业人员疏忽而造成降压供电设备1的电压异常，从而能够避免由于电压低于或高于额定电压而导致用电设备停机或用电设备中的电气部件损毁的情况。
在自动切换模式下，仪表指挥系统根据超压比例自动升档或降档，并在出现故障时向电驱压裂设备发出提示。根据该提示，压裂操作系统将自动限制电驱压裂设备的排量提升，由此限制用于驱动电驱压裂设备的电功率增加，从而避免出现由于电压低于或高于额定电压而导致用电设备停机或用电设备中的电气部件损毁的情况。
但本发明并不限于此，当仪表指挥系统发出停泵指令或启泵指令，该仪表指挥系统能够根据当前电驱压裂设备的压力、电驱压裂设备的流量变化情况、用电设备的当前功率、电路电压、电流、变压器2的档位等参数进行判断，改变变压器2的档位，从而减少电压波动。例如，当泵被启动后，电驱压裂设备的压力和流量快速提高，仪表指挥系统将发出升档指令，提高变压器2的档位，从而减少电压波动。
此外，虽然未图示，但仪表指挥系统还包括电驱压裂设备远程操作系统，该电驱压裂设备远程操作系统接收供给用电设备的电压值。当该电压值低于阈值或由于设备异常或损坏导致的换档失败时，提供降压供电设备1的档位异常的相关信息，从而提示调整降压供电设备1的档位或减小电驱压裂设备的压力或流量的变化，从而避免下述情况的产生：由于降压供电设备1的档位异常但未被即使调整产生压裂设备的功率大幅波动，导致停机或设备损坏。
此外，在仪表指挥系统1经由低压配电橇供电的情况下，电力需要经过多个供电设备或部件(例如变压器、10kV开关柜、低压配电橇等)，因此可能存在电力稳定性低的问题。
为解决该问题，本发明中的仪表指挥系统1还可以直接连接到降压供电设备1。在此情况下，即使用于为仪表指挥系统供电的低压配电橇等装置发生紧急断电的情况，由于该仪表指挥系统仍然可以通过专线从降压供电设备1直接获取电力，且由于该仪表指挥系统中包括用作备用电源或储能器的不间断电源，因此能够保证仪表指挥系统在该紧急断电的情况下仍然具有控制和监控能力。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其发明构思的任何修改、等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种降压供电设备，其包括：
第一开关柜，其用于接收具有第一电压的交流电，并控制与所述电网之间的通断；
变压器，其用于接收来自所述第一开关柜的所述交流电，并将所接收交流电的电压降低为第二电压，并输出所述第二电压；
第二开关柜，其用于接收来自所述变压器的所述第二电压，并输出所述第二电压；以及
散热器，其用于对所述第一开关柜、所述变压器和所述第二开关柜中的至少二者进行集中散热，
其中，所述第一电压高于所述第二电压。
2.根据权利要求1所述的降压供电设备，其中，所述第一电压为所述第二电压的三倍以上。
3.根据权利要求1所述的降压供电设备，其中，所述第一开关柜、所述变压器和所述第一开关柜集成地被设置在同一平台上。
4.根据权利要求1所述的降压供电设备，所述散热器还包括散热风机，其用于使所述散热器进行强制散热和冷却。
5.根据权利要求4所述的降压供电设备，其中，所述散热器被至少部分地安装在所述平台的外部。
6.根据权利要求4所述的降压供电设备，其中，所述散热器被至少部分地安装在所述平台的内部。
7.根据是权利要求1-6中任一项所述的降压供电设备，还包括：有载调压开关，其用于调节所述第一开关柜和所述第二开关柜之间的负载，从而使所述第二电压稳定。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的降压供电设备，其中，所述第一开关柜连接至一个或以上所述变压器。
9.根据权利要求8所述的降压供电设备，其中，所述第二开关柜向一个或多个用电设备供电。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的降压供电设备，还包括：控制系统，其控制所述第一开关柜和所述第二开关柜中的开关，并调节所述开关的档位。
11.一种井场供电系统，其包括：
如权利要求1-10中任一项所述的降压供电设备；以及
一个或多个电驱压裂设备，其经由变频器橇连接至所述降压供电设备。
12.根据权利要求11所述的井场供电系统，其还包括：
辅助设备，用于驱动所述辅助设备的电压低于用于驱动所述电驱压裂设备的电压。
13.根据权利要求12所述的井场供电系统，其中，所述辅助设备包括所述散热元件和所述散热风机。
14.根据权利要求12所述的井场供电系统，其中，所述变频器橇上集成有一个或多个变频器，每一所述变频器都用于驱动至少一个电驱压裂设备或至少一个辅助设备。
15.根据权利要求14所述的井场供电系统，其中，包括高压管汇和低压管汇的管汇设置在中间位置，所述电驱压裂设备设置在管汇两侧，所述变频器橇与所述管汇相对地设置在所述电驱压裂设备的外侧，且高压管汇橇与所述电驱压裂设备相对地设置在所述变频器橇的外侧。
16.一种降压供电设备的控制方法，其中，所述降压供电设备为根据权利要求1-10中任一项所述的降压供电设备，所述方法包括：
调节所述第一开关柜和所述第二开关柜之间的负载，从而使所述第二电压稳定。
17.根据权利要求16所述的控制方法，还包括：
控制所述降压供电设备中开关的开闭和档位，并控制所述有载调压开关的档位，从而保证所述降压供电设备的输出电压稳定。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其中，通过有线或无线的方式控制所述降压供电设备的开关。
19.根据权利要求16所述的控制方法，其中，读取所述降压供电设备的参数以进行控制。
20.根据权利要求19所述的控制方法，其中，所述参数为电流、电压、功率和/或用电量。
21.根据权利要求16所述的控制方法，其中，在当前电压值超过额定电压一定比例且持续时间高于预定值时，指示所述降压供电设备升档。
22.根据权利要求16所述的控制方法，其中，在当前电压值低于额定电压一定比例且持续时间高于预定值时，指示所述降压供电设备降档。
23.根据权利要求16所述的控制方法，其中，在所述降压供电设备的手动切换模式下，指示发出声、光和/或图像提示。
24.根据权利要求21或22所述的控制方法，其中，在所述降压供电设备的自动切换模式下，根据当前电压值超过还是低于额定电压一定比例的情况自动升档或降档，并在出现故障时向所述电驱压裂设备发出提示。
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