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摘要:近年來,我國的海洋石油事業獲得了快速的發展,海洋平臺也得到了較多的建設。在海洋平臺建設中,電力系統可以說是非常重要的組成部分。在本文中,將就海洋平臺臨時電力系統的設計、組建等進行一定的研究。
關鍵詞:海洋平臺;臨時電力系統;設計;組建
引言
海洋平臺的建設是我國現今石油行業發展當中的重要組成部分,將對石油的進一步開發起到重要的作用。在海洋平臺建設中,也需要能夠做好電力系統的建設,通過電力的穩定供應保證平臺的良好運行。而要想對該目標進行實現,即需要做好電力系統的設計組建,以此保證其建設水平。
1系統設計
在本研究中,對某海洋石油平臺電力系統為例進行研究。在該系統中,其由變電、配電裝置、用電設備以及電源這幾部分組成。變電裝置方面,主要是低壓變壓器480V/208V。配電裝置方面,主要是兩臺不間斷電源裝置、馬達控制中心以及低壓配電盤。電源方面,即一臺600kW的應急發電機以及兩臺800kW的主發電機。以此為基礎進行設計。在電力系統運行中,需要具有設備資源方面的支持。在該臨時電力系統組建中,需要應用到空氣開關、發電機以及電纜等資源。這部分設備在實際選擇與應用中,對于計算審核工作具有較高的要求,如果容量過小,則將會對設備的調試產生影響。如果容量過大,也將因此浪費資源,增加人工以及材料費用,也有幾率因此影響到工程施工進度。具體來說,其主要內容有:第一,臨時電纜。根據調試方案,在該工程建設中,需要一根臨時電纜連接應急盤與臨時機。該平臺使用的電源為480V,對此,聯系實際對兩根600/1000V的電纜進行選擇,每根電纜的額定載流量193A。在實際處理當中,如額定載流量較小,當大電流流經該電纜時,則可能因此導致事故的發生,而如果額定電流值過大,則將因此增大電纜的直徑,增加人工以及材料費,這是因為當具有較大電纜直徑時,即需要更多的人力對電纜進行拉放。考慮到送電的方便性、安全性以及經濟性,在實際處理當中,在平臺靠東一側對電纜進行放置,保證其同平臺具有5m的安全距離,單根電纜長度約為55m。第二,電氣控制盤。對于應急配電盤來說,其具有最先調試的條件,在控制盤上方,斷路器具有過流保護、短路保護、逆功保護以及欠壓保護等功能,且在開關容量方面也能夠對送電要求進行滿足。對此,則在實際處理中將發電機出現對應急盤進行連接,以此使其成為該平臺電力系統的進線總開關。這同之前的細致分析具有密切的聯系,如果沒有在建立系統前對平臺原有的電力配置進行細致的分析,很可能因此出現盲目購置的情況;第三,臨時發電機。在石油海上平臺當中,考慮到調試用電以及調試可移植情況的存在,在聯系平臺電制以及功率儲備的情況下,對480V、800kW中性點不接地、三相三線的發電機類型進行了選擇。在實際處理中,不僅在電制方面具有較好的匹配性,且能夠對平臺的用電量進行滿足,保證發電機能夠對調試當中的用電需求進行滿足。在平臺臨時電力系統建設中,做好發電機的選擇十分關鍵,需要保證其在輸出功率方面能夠滿足要求。當具有較小負荷率時,即表明沒有科學的選型,無法滿足實際生產要求。而如果容量過大,則將導致資源的浪費以及成本的提升。而如果容量過小,則將導致負荷率過大的情況。如當一個電機在100%負荷率狀態運行時,如存在電站負荷增加或者一臺較大功率電機啟動的情況,則將因此使電站發生過載,在導致發生過載保護的情況下出現跳閘停電事故,并因此對臨時系統的可靠性產生了影響。根據IEC規范,對于發電機來說,其負荷率需要控制在85%以內,當具有較大負荷電動機時,那么則需要盡可能使電機負荷率相對較低,以此更好的滿足要求。
2系統組建分析
2.1接地方式
在電力系統設計中,對于中性點的接地是一項重點工作,也將涉及到電力系統的很多方面。在實際對中性點接地方式進行選擇時,需要能夠充分考慮電氣設備線路絕緣水平、供電可靠性以及繼電保護靈敏性等。對于不同接地方式來說,其也會對電網運行產生不同的影響。具體來說,其主要原則有:第一,單相將接地故障在供電連續性方面具有最小的影響,能夠有效的保證設備連續運行。當單相故障接地時,對于健全相,其具有較低的過電壓倍數,不會因此對系統的絕緣水平造成破壞;第二,當單相接地故障時,即能夠最大程度限制電流對于電纜、電機的危害,在保證其靈敏性的基礎上也實現了接地保護的選擇性;第三,要對不同設備間的影響進行盡可能的減少。在本系統中,對不接地方式進行了選擇,該方式不僅工藝簡單,且經濟性較好,不需要在中心點其余設備進行連接,且能夠允許存在一段時間的單相接地故障,具有較高的供電可靠性。
2.2經濟因素
在平臺運行當中,因電力系統在組建中租借了臨時機,則將因此對項目成本進行降低。而在目前海外項目不斷增加的情況下,我國同其他國家間具有不同項目電制的矛盾逐漸突出,如果長時間對發電機進行租用,則將因此提升工作成本,而如果具有一臺具有多制式特征的發電機組,從長期看來則能夠對成本進行有效的降低。同時,臨時機在租用的情況下,因也會對臨時電纜進行使用,也將因此對成本進行增加,但對于該類型電纜來說,則可以對其余項目的剩料進行使用。根據計算,通過對兩個平臺ACB空氣斷路器的科學應用,即能夠有效實現設備購置成本的節省,在對該臨時供電方案進行設計時,即已經對成本控制相關工作具有了充分的考慮,并因此使方案體現出較好的可行性以及經濟性。
2.3安全因素
對于海上平臺來說,其在不同類型設備調試工作當中對于供電可靠性都具有較高的要求,在已經基本建立臨時系統的情況下,為了保證供電的可靠性,即需要在變壓器、發電機以及主要用電設備上做好保護繼電裝置的設置,以此保證當電站系統不正常、發生故障問題時,能夠及時對信號進行發出,保證相應線路以及設備上的斷路器發生動作,從系統中斷開故障部分,以此保證沒有發生故障、處于正常運行狀態的部分能夠繼續工作,以及發出對應的報警信號,使工作人員在第一時了解情況的基礎上做好措施的采取。在該平臺中,對中心點經過阻抗將接地的系統進行了使用,是三相三線IT系統,在實際運行中,能夠通過接地電阻上零序電流的檢測對接地保護目標進行實現。在臨時電力系統中,則將原有中心點經過阻抗接地電機實現對中性點不接地電機的更換,在新電力系統建立的情況下,即對系統當中設備導電部分接地特點進行了充分的應用,以此對新的、中性點不接地的系統進行組成。在該臨時系統中,當對帶電部分進行接觸時,因無法對導電通路進行形成,則無法在人體中形成電流。當系統具有較低絕緣水平、以及存在單相對地短路情況時,對地電壓為0V,兩項接地相280V,此時系統依然能夠保持正常的運行狀態。在該情況下,當人對帶電部分進行觸碰時,則可能因導電通道的形成發生危險。對此,則需要能夠做好絕緣檢測儀的應用,對其所具有的報警功能進行開啟,在時刻處于工作狀態的情況下對系統的絕緣情況進行監視,如果在監視過程中發現系統絕緣性不佳的情況,則需要及時做好問題的查找與解決,避免發生危險。同時,系統中導電部分也對保護接地進行了設置,如系統發生漏電情況,電流則將通過較小阻值接地線進入到大地當中,在大電流形成后,使保護開關發生動作,對電源進行切斷,避免發生人員的觸電事故。同時,該系統沒有對中性點接地TT系統進行使用,其原因,即是在中性點接地系統中,電源中性點同人之間具有聯通的特點,具有較低的電阻值,如人在工作當中對電源進行觸碰,則將會在中性點、人體同電源間形成一個回路,以此極大的增加了風險,很可能因此導致觸點事故的發生。
3結語
海洋平臺電力系統的設計組建是一項涉及因素多、且技術復雜度較高的工程。在實際工作開展中,即需要能夠從多方面做好考慮,包括有經濟性以及安全性等,在做好多因素比選的情況下對科學的配電方案進行制定,更好的滿足系統運行需求。
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作者:許瑞生 單位:中海石油有限公司天津分公司