浅谈海上平台的供配电技术应用

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1 当前海洋平台电力分配系统

海上平台的正常运转离不开电力，做好海上平台供配电技术的应用有助于推动海上平台的健康发展。当前馈线式配电网和环形配电网是海上平台电力分配系统的2种方式。

1.1 馈线式配电网

馈线式配电网络在现阶段海上平台电力系统中得到了广泛的应用。馈线式配电网络由主配电板为各个用电装置或者分配电板提供电能，因此主配电板对整个电力分配系统起到了主要的控制作用。这种系统的显著优点就是馈电线路之间具有一定的独立性，即发生故障时，除故障线路以外的其他馈电线路仍正常运行。但缺点也是不容忽视的，一旦故障的发生位置距离母线较近时，故障点之后的用电负载将会失电。

1.2 环形配电网

环形配电网络是一个通过多个开关将所有的母线串联起来，从而形成环形闭合的电力分配系统。这种系统的优点是网络中的所有用电负载都具有双重保障，一条线路发生故障并不会影响该负载的正常用电，从而在一定程度上保障了供电能力的连续性和稳定可靠性。

2 智能变电站系统主要功能

在海上平台应用智能变配电技术能够提高运行效率，提高供配电系统的稳定性，为海上平台生产保驾护航。

2.1 基本功能

①通信功能。通信功能就是通过一定的技术手段实现数据的及时有效传递。这是智能变电站系统最基础的功能。进行数据传递的过程是，开关柜、传感器等设备上产生的信息，通过连接在上面的硬接线进行数据采集，再通过各间隔智能电子设备传输到通信管理机上。这一步的所有传输都必须遵循IEC61850协议，以保障数据的一致性。最后通信管理机利用独立的l00M实时工业以太网将所需的信息进行实时传输。

②对时功能。只有所有的设备都在同一个精确的时间系统内，才能保障系统的统一性，得以正常运行，并为后续工作提供良好基础。因此精确的对时功能是衡量变电站自动化水平的重要指标。针对不同的设备采用不同的对时模式，监控主机是SNTP网络对时，精度<50ms；其他各类智能设备是IRIG-B码时钟同步对时，精度<1ms。

③五防功能。在线式防误操作。

④故障管理。对系统中所有设备产生故障的所有信息进行统一管理，包括相关设备的保护状态，并进一步进行数据分析。

⑤设备状态在线监测功能。该功能主要是利用传感器将相关设备的运行状态和智能设备的实时计算数据进行采集，从而进行实时监测。

⑥WEB发布功能。将传感器采集到的信息进一步利用专用WEB发布计算机和专用网口传输到油田生产管理系统中，通过网页进行显示。

2.2 关键技术

为了保障海上平台供配电的连续性和可靠稳定性，在线式防误操作和设备状态在线监测2项关键技术起着至关重要的作用。首先，在线式防误操作技术：也称作在线式五防，这项技术完全替代了传统的五防钥匙和锁具，有效的避免了“误分误合”和“误入带电间隔”等故障的出现。其功能的实现主要是利用智能电子设备中的主机对增设的5个独立的防结点节点进行集中控制，并进入设备控制回路。从而实现全面、实时的五逻辑闭锁和操作命令锁定和电气操作票打开。第二，设备状态在线监测技术：该项技术主要是利用传感器、智能电子设备、监控通信网以及状态监测主机等对系统中设备的运行状态进行实时在线监测。此技术的功能是对供配电系统中的设备的运行状态进行实时监测及评估，一旦出现故障问题等特殊情况能够及时报警，以便及时维修。

3 新型环形配电系统的关键技术

直流配电保护技术是保障新型环形配电系统安全可靠性的关键技术，按其工作原理的不同，可以分为非直流断电器保护技术和直流断电器保护技术2种。第一，非直流断电器保护技术处理故障使用的主要是交流断电器和直流侧隔离开关。通过这2种设备的相互协作，首先利用直流电流突变和直流功率突变2种方法进行故障检测，一旦发现故障发生，利用握手法找到故障的发生位置，并进一步做隔离处理。但此技术也存在明显的缺点，首先非故障母线会出现短暂的失电现象，而且稳定性和速动性都不够高。直流断电器保护技术将保护区域划分为4块：交流电源、直流线路、交流负载和直流负载，如图1所示。此技术主要实现的功能有二，其一是实现过电流保护、欠压保护，这是通过对交流侧、直流侧的电流电压实时监测实现的；其

浅谈海上平台的供配电技术应用

刘冠荣

中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452

摘要：电能是海上油气平台得以正常运转的必须能源。但是由于海上平台远离大陆，导致其电力系统的独立性。这种电力系统的显著优点就是供电方式结构简单，但缺点也是不容忽视的，需要较大的资金投入，且可靠性不高。评价海上平台电力系统性能的关键指标就是其输出连续、稳定、可靠、高质量电能的能力。连续供电能力尤其是当电力系统中出现故障灯特殊情况下，最需要得到保障，从而确保不影响海上平台的正常运转。由此可见，保障海上平台电力系统的稳定可靠具有重要的意义。

关键词：海上平台 供配电 电力系统

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二是选择性保护开关，这是通过协调控制整流器、逆变器、直流斩波器、交流熔断器、直流熔断器等器件

实现的。

图1 直流配电系统保护区域划分图

在直流配电系统保护的研究中，关键点难点一直都是精确定位故障发生位置。尤其是当直流配电线路较短且中性点不接地时，如果不能及时准确的定位故障，就会造成严重的后果。

4 海上平台电力故障综合诊断

海上平台主要是开采石油和天然气的场所，对于安全开采、有效开采、高质量开采有着至关重要的影响。因此海上平台是一项综合性强、且技术含量高的工程。而电力系统是海上平台正常运转的关键基础，具有一定的特殊性和复杂性。海上平台电力系统发出的谐波受到海洋环境的难以预测的不同程度的影响，会导致系统的频率波动大大增强，从而削弱了电力系统的自动调节能力。因此，海上平台电力故障综合诊断的准确率至关重要，可以从以下几方面着手进行改善：（1）对正常运行状态下的系统电压和支路电流进行实时监测；（2）当电力机出现问题时，应该做到及时准确的定位故障发生位置，发出警告信息，保证得到及时有效的故障处理；（3）系统要对根据三相电压偏差、检测电压平平衡度及设定的阈值等参数进行实时监测，一旦某个参数超过安全范围立即发出警报，并且进一步自动生成相关诊断报告；（4）通过对诊断报告中故障数据的进一步分析，判断出故障发生的类型，从而为故障处理方案提供指导依据；（5）为了方便工作人员对数据信息的输入查询输出，系统还应具备人机操作界面，从而为顺利维修提供保障。

海上平台电力系统综合故障诊断的结构通常都采取的是分层分布式结构。这种结构是将信息采集器件和分析器件分层的布置到所有的平台上、所有的电器件上，从而将所需的信息有效的收集传输分析，从而保证对整个电力系统故障的及时发现和有效处理。综合故障诊断系统分为三层：信息采集层、网络层和中央控制层。系统中的部件主要包括数据采集单元、远程网络接口、数据处理服务、交换机等。工作原理主要是，数据采集单元实现对现场开关量及模拟量的信息收集，收集到的信息通过通过交换机及同步触发单元进行传输，上传到数据处理服务器，进而进行数据的处理分析，从而实现对故障位置和类型的诊断。该系统对于服务器运行负荷有良好的削减作用，且具有高准确性、高有效性的故障诊断效果。

5 海上钻井平台自动化技术的发展趋势

当今社会，各项科学技术手段飞速发展更新，无论是通信技术、网络技术、信息技术还是自动化控制理论，都为海上平台的发展提供了良好的技术支持。首先钻井自动化技术将具备更广泛的应用范围和发展潜力。其次钻井设备将更加安全高效便捷，也将具备更简洁的操作控制；最后，海上无人钻井平台也将在各项技术的支撑下逐步实现。

6 结语

海上平台智能化电站管理系统在渤海相关油田群的海上平台上进行了应用测试，取得了良好的效果，尤其是设备状态在线监测和在线式防误操作功能，有效提升海上平台现场自动化水平和安全可靠性。

参考文献

[1]李占彪.海洋平台无功功率补偿的方案设计[J].山东工业技术，2018（24）：82-83.

[2]李雪，高璇，魏澈.海上石油平台引入岸电的应用探讨[J].自动化应用，2018（02）：125-126.

[3]张嵘，郝丽翠，李志鹏，栾德爵.海上平台电潜泵变频系统集中应用谐波治理方法与应用[J].自动化技术与应用，2017，36（08）：34-39.

[4]梁海波.海上平台电潜泵共直流母线多传动变频驱动技术[J].石化技术，2017，24（02）：20-22.

2.4 从节约水能的层面入手 

围绕石化炼油生产过程，许多企业会用掉大量的

水。根据当前生产需求，假设企业利用净化水进行补水生产，要保证控制水流量。并结合生产需求，对水中的氯离子实时检测，这样可以降低对除焦设备的侵蚀情况。根据某石化厂生产技术，在蜡油加氢设备中，增加2台新氢机，其中一、二级冷却器，使用到的循环水进行串联，能够减少使用循环水。同时使用K301A/B压缩设备，并配合电机水冷却系统，能够使循环水在压缩机的级间，确保水冷器使用效果。这样降低压缩机使用的循环水量，都是利用K301A和K301B设备间形成串联作用。

3 结束语

综上所述，由于石化炼油生产是我国发展的重要基础，所以要不断对生产技术和设备进行优化和改造。借鉴发达国家经验的同时，根据自身生产特点，实现电能、燃料、蒸汽、水能全面节约的局面，不仅可以降低企业生产成本，同时能够减少对环境的污染，实现我国可持续发展要求，为我国社会和经济的发展，奠定坚实的基础。

参考文献

[2]黄丽，简建超.炼油企业节能低碳技术的应用[J].节能. 2017（5）；160.

[3]靳启犇.炼油厂节能降耗措施[J].石化技术，2017，25（3）：182-183.

[4]李磊，王慧.炼油化工节能技术发展趋势与现状分析[J].石化技术，2016，24（9）：77.

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