自升式钻井平台的神经系统--电气

数字控制模块ST-WSH-G6，在对太阳能、风能进行有效利用的同时对
蓄电池进行合理的充放电管理，并具备过压、过流、短路保护和可配
置的RS485通信接口。
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电罗经 又称陀螺罗经，它能自动、连续地提供舰船的航向信号， 并通过航向发送装置将航向信号传递到舰船需要航向信号的各个部 位。从而满足舰船导航及武备系统的要求，是舰船必不可少的精密 导航设备，被称为舰船的“眼睛”。
本系统综合了现场总线、全球卫星定位、GPRS/CDMA通信、无
线通信、数据库、网络服务等先进技术，实现了雨量、温度、风速、
风向、空气温湿度、大气压力、水位以及监测点位置等数据的准确检
测。
整个系统采用独立式风光互补绿色电源，尤其适用于离网式供
电或者野外需要直流12V电源的场合。电源控制单元采用自行研制的
钻井空气罐
主机启动电机
柴油发电机
钻井空压机
平台供电系统
600V主MCC
480V 1#/2# 主MCC
480V主MCC
2500KVA 600/480V 变压器
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海上自升式钻井平台的电气系统主要包括电站和电力系 统,照明视觉和音频信号系统,内通和报警系统,外部无线电通 信系统,DCS系统等。
平台供电系统主要有三大供电系统组成 平台总用电系统；平台升降及滑移系统；钻井电力系统
警系统大类，但由于其特殊重要性，一般习惯上又显得相对
独立，单独设立一份系统。火气探测包含火情探测和可燃气
体探测两部分，并且在重要区域设有多个探头，以做探测结
果上的因果逻辑判断，进而决定是否发出相关报警信号。
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外部无线电通信系统
自升式钻井平台的外部无线电通信系统，是为实现平台与作业海
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自升式钻井平台的航行、信号灯，根据IMO（国际海 事组织）海上避碰规则有关要求：一般在顶层甲板的灯 桅上设有锚灯和失控灯；在悬臂梁的尾部设有锚灯和艉 灯；在主甲板两舷侧最宽处，各设有舷灯。航行、信号 灯系统均来自于主配电板和应急配电板直接或通过变压 器供电到航行、信号灯专用分配电箱。分配电箱内实现 电源自动转换，并具有主电源失电发出声光报警功能。
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内部通信与报警系统
自升式钻井平台上的内部通信与报警系统，是为保障平
台上各功能模块的日常工作和人员生活起着重要的作用，主
要包括PA&GA、自动电话、共用天线娱乐系统、局域网、病
房呼叫、冷库误关报警、CO2施放报警、及机泵舱声光报警 等系统。
自升式钻井平台上的火气探测与报警系统，也属内部报
变频器具有调压、调频、稳压、调速等 基本功能。
本安型也叫本质安全型，是所有防爆型式最安全的一种防 爆型式，本安型产品不管是内部短路或短路，均不能引起周 围环境的易燃易爆气体爆炸。所以叫本质安全型。
本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电 路，即在正常工作或或规定的故障状态下产生的电火花和热 效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类 电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用 或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mj，即 瓦斯浓度为8.5%（极易爆炸的浓度）最小点燃能量
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2号400KVA变压器位于变压器室 2
220V主配电盘 位于主配电盘室
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变频器： 通常，把电压和频率固定不变的交流电
变换为电压或频率可变的交流电的装置称 作“变频器”。该设备首先要把三相或单 相交流电变换为直流电（DC）。然后再把 直流电（DC）变换为三相或单相交流电 （AC）。变频器同时改变输出频率与电压， 也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电 机运行曲线平行下移。因此变频器可以使 电机以较小的启动电流，获得较大的启动 转矩，即变频器可以启动重载负荷。
本地仪表间 位于钻井甲板
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3
2
480V主配电盘 位于主配电盘室
480V 1号钻井MCC 位于主配电盘室
480V 通风MCC 位于电工间&工作间
480V 1号主MCC 位于主配电盘室
480V HVAC分电箱 位于主配电盘室
1号400KVA变压器位于变压器室
480V 2号钻井MCC 位于主配电盘室
480V 2号主MCC 位于主配电盘室
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自升式钻井平台上的主要功能模块有三大块： 主船体、生活模块和作业模块。
主船体模块，即平台主体，提供对所 有其他功能模块的承载，并能被拖航于 海上，所以自升式钻井平台又称为自升 式钻井船。主船体模块实现水上浮态或 在升出水面后通过压载以保证平台必要 的稳性，并为所有其他功能模块的各种 运动机构提供动力。
以A3海区为例，包括MF/HF电台+VHF/DSC装置等，或卫通C站
+VHF/DSC装置；一套航空VHF无线电收发机；一套航空无线信标
收发机。其他无线电通信设施有卫通F站等。
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分布式控制系统DCS 分布式控制系统是一种综合性管理系统，方便管理人员集中监
控各个分项功能系统。自升式钻井平台上的分布式控制系统，一般 采用双冗余的总线式的网络结构，主要包括三个PC工作站，和过程 控制、平台安全、火警及闭路电视监控三部分系统，涉及到预压载、 液位测量、机舱设备监测报警、环境监测、输灰、火气探测、水密 门及舱盖监测、防火风闸、消防泵控制、CO2施放、PA&GA、泥浆 仪表、应急切断等功能系统。其中应急切断系统直接关乎并保障平 台的安全，分为四等七级，从程度由低向高上看，有三等A级（切 断生活区域风机和风闸）、三等B级（切断厨房风机、风闸和用电 设备）、三等C级（切断机械处所风机及风闸）、三等D级（切断机 械处所的油泵及燃油设备）、二等（切断主发电机和主机舱风闸）、 一等（切断应急发电机和应急发电机室风闸，并作二等切断）、零 等（弃船并作一等切断）。应急切断系统同火气探测系统一样，具 有因果逻辑分析判断功能，防止偶然发生的故障触发误动作。
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钻井绞车
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高压泥浆泵
转盘 顶驱
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该平台的升降是采用齿轮齿条方式，其中三条桩腿，每条桩 腿由18个变频驱动电机通过减速齿轮箱带动。平台升降电力系 统同样采取了虚拟24脉的公共直流母排变频驱动方式。
平台电站（5-6台主机）在自升式钻井平台电力系统中的最 大短路电流是在重压钻井工况下，其中一台主发电机发生故障 脱离电网前，将原承担负载转移到备用主发电机过程中发生。 根据电力系统短路电流计算结果，发生最大短路电流的 AC690V主配电板汇流排一级，其值约在55kA左右的水平。
自升式钻井平台的 神经系统--电气
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M2-JU2000E系列
编制：王振军
L000018
LONGKOU CIMC RAFFLES
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结构特点及主要功能模块划分
自升式钻井平台总的来说是一种海上 钢结构体，大体可分为主船体（包括 作业区和生活区）、桩腿桩靴和悬臂 梁三部分。主船体有水平截面为三角 形和方形，型长和型宽在5、60～7、 80米范围水平、深在7～10米范围水平 ；一般为3条桩腿带桩靴，常见桩腿为 三角形桁架式或圆柱体式，桩腿长度 一般在120～170米。钻井装置主要位 于平台尾部的悬臂梁上，依托井架实 现在海上钻井作业。
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1号发电机位于机舱
主动力系统图
2号发电机位于机舱
3号发电机位于机舱
4号发电机位于机舱
5号发电机位于机舱
600V主配电盘 位于主配电盘室
预充磁变压器1号
Y
1号4000KVA整流变压器位于变压器室 左舷桩腿升降变频器
变频器A段 位于主配电盘室
1 480V应急配电盘
生活模块，位于平台首部上建，提供 船员日常生活食宿及实现平台各种作业 办公或操作。上建生活区模块首部还包括一座直升机平台,用于 人员正常往来或紧急疏散。
作业模块，主要包括平台升降、悬臂梁及钻台滑移、钻井等
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使用电瓶启动
应急发电机
480V应急MCC
干货空气瓶
干活空压机
三部分组成 该平台的总用电力系统由5-6台主发电机和1台应急兼停
泊发电机、AC600V 或AC690V主配电板、AC480V主配电板、 AC230V主配电板、AC480V应急配电板和AC230V应急配电 板各一座等电力设备组成，实现对平台上包括平台升降和钻 井电力系统在内的所有电力系统设备的馈电。
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雾笛及障碍灯系统主要避免过往船只或飞机对正常作业钻 井平台的影响。障碍灯一般在平台立体的外轮廓线上配置，包 括水平面上的直升机平台艏部、悬臂梁艉部、主甲板两侧（桩 腿围栏外侧）；竖立面上的桩腿顶端、甲板克令吊固定机座顶 部及吊臂最前端、井架顶部及二层平台四面等。雾笛一般就置 于生活模块顶部甲板。平台上的雾笛及障碍灯系统，也是在平 台被离弃后，在一定时间内能够继续发挥作用，平台对过往船 只或飞机的影响，所以雾笛及障碍灯系统的工作电源是由UPS 供电，并且容量要达到离弃平台后96小时的用电要求。
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照明及声光信号 自升式钻井平台的照明系统，为保障平台上各功能模块的 日常工作和人员生活，发挥着重要作用，并贯穿整个平台的 使用周期，分为正常照明、应急照明和临时应急照明三部分。 其中的应急照明在正常情况下作为正常照明的一部分，临时 应急照明一般由部分应急照明设备（灯具）自带半小时以上 放电容量的蓄电池，在正常或应急主电源失去时，逆变实现 供电。
海上为罗经，陆路为指北针。
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奈伏泰斯系统 (NAVTEX)是全球海上遇险和 安全系统的一个组成部分,是通过窄带直接印字电 报方式发送和自动接收为船舶播发的航行警告、 气象警告、气象预报和紧急信息的系统,是国际海 事组织决议规定的全世界航行警告业务的一个组 成部分。国际奈伏泰斯是指在518 kHz的频率上 以窄带形式播发的信息。
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气象监控系统
综合气象监控系统是集风速、风向、雨量、
温度压力、天气预报等一体的、符合信息网络
时代需求的综合气象监控平台。本产品采用标
准选件式设计，可以根据用户需要与标准选件灵活搭配，具有显示、
监视、报警、存储、查询、通讯等功能，适用于气象、能源、环保、
家庭、农村以及军事等多种场所。
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该平台钻井电力系统中的主要钻井设备，如泥浆泵、顶驱、 绞车、转盘等，由AC600V或 AC690V主配电板馈电：通过移 相变压器构成虚拟24脉变频系统，采用公共直流母排方式来 变频驱动。辅助钻井系统设备，如泥浆泵风机及喷淋泵等辅 助泵、盐水输送泵、基油输送泵、泥浆搅拌器，及灌注泵等 等，则由AC480V主配电板馈电：通过对称的两个“480V钻 井马达控制中心”加以驱动。钻井系统设备中的BOP（防喷 器）蓄能器等涉及安全的重要设备，则由AC480V应急配电板 来馈电，其系统控制电源来自UPS（不间断电源）。
域外的船基或岸基之间进行海上遇险与安全通信，保障平台上人员
的生命安全。主要配有：一套主用全球海上遇险与安全GMDSS系统，
包括MF/HF电台、卫通C站、通信 导航 甚高频VHF/DSC装置、海上
安全信息播发系统NAVTEX接收机、无线电信标EPIRB、雷达应答
器、双向VHF电话及专用蓄电池和分电箱等；一套备用GMDSS系统，
电罗经是根据陀螺原理制成的，根据陀螺在不受外力的作用 下，保持空间指向不变的原理，制作成电罗经，电罗经的标准学名 陀螺罗经，只不过用电，大家就叫它电罗经。陀螺罗经在启动的时 候，其指针指北，之后便一直指北，如果偏离指北，在重力的作用 下，自动修正指北。根据陀螺马达数量及支撑马达的系统分为三大 系列。分别是安修斯，斯伯列，阿芒，勃朗。一个陀螺马达及液体 之撑马达的是安修斯，两个陀螺马达（马达轴向成直角）及液体之 撑马达的是斯伯列，一个马达及没有液体支撑的是阿芒勃朗。不管 什么牌子、什么型号，基本上是参照这三个 系列来制造。 电罗经不受磁场的影响，但只能在南北纬70度以内使用， 南北两极都不能使用。
应急发电机 3
220V应急配电盘
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2020/4/22 位于应急发电机室
1号2500KVA变压器位于变压器室
右舷桩腿升降变频器
艏部桩腿升降变频器
预充磁变压器2号
Y
2号4000KVA整流变压器位于变压器室
变频器B段 位于主配电盘室
1号钻井刹车电阻位于主甲板 2
2号钻井刹车电阻位于主甲板 2
2号2500KVA变压器位于变压器室