论文部分内容阅读
[摘 要]海洋石油平台电气系统是海洋钻井平台的一个重要组成部分。海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程,而电力系统的安全运转是海上石油平台进行正常、安全运行的必要条件。因此电气系统的运行,直接关系到平台生产、运行以及经济效益的提高。本文通过对海上石油平台电气系统各个方面的研究,对海上石油的生产、经济效益的提高具有重要的意义。
[关键词]海上石油平台 电气 系统
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-004-01
一、前言
石油是全球工业生产所需的重要能源之一,随着全球经济的不断增长,各国对石油消费需求不断增加,相比之下,海洋油气勘探开发迅速发展,不断获得重大发现,成为了油气勘探的热点。电气系统是海上石油平台建设的重要组成部分,其基本特性由油田生产的属性决定。因此,电气系统的安全运转,直接关系到平台生产、运行以及经济效益的提高随着海洋石油事业迅猛发展,海上采油自动化水平越来越高,对海上平台的电气系统水平的提高有了更高的要求。深入研究和分析海上石油平台电气系统的运行特点,进行合理的配置,对海上油田开发和生产具有重要的战略意义。
二、海上石油平台电气系统简介
1、海上石油平台电气系统的构成
海上石油平台大多由中心电站平台和井口平台组成,中心电站平台由变压器升压后,经过海底电缆向井口平台供电。中心电站平台和井口平台均带有用电负荷,其用电负荷以电动机为主。中心电站平台的主接线采用单母线分段方式,并设置母联断路器。根据负荷的不同投入不同数目的发电机,由此可决定最大运行工况、正常运行工况和最小运行工况。
海上石油平台电气系统包含发电机、变压器、海缆、电动机、应急发电机以及综合负荷等电气设备。
(1)发电机:对于海上石油平台电力系统,发电机是海上生产和生活的唯一电源,其接入电网又呈辐射状,不存在陆网中双侧电源或环网供电的情况。
(2)变压器:变压器是一种静止的电器,它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电:能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。变压器是电力系统中十分重要的供电元件,对海上石油平台电力系统的正常运行有重要的影响。因此,必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。
(3)海缆:海上石油平台电力系统的线路分为电缆和海缆,而不采用架空线路。海上石:油平台电力系统的电缆都很短,在海上石油平台电力系统中海缆是是船体、平台间的唯一连接线。
(4)高压电动机:海上石油平台电力系统的用于生产的负载主要为电动机,电动机把电能转换:为机械能,用来驱动各种用途的生产机械和其他装置。
2、海上石油平台电力系统的特点:
(1)海上石油平台电力系统一般容量比较小,大电动机起动时,将对海上石油平台电力系统造成很大冲击,而此类电动机起动的频繁性对海上石油平台电力系统的保护装置的整定方式提出了新的要求
(2)海上石油平台电力系统一般电压等级较低,但是,由于石油平台工作的重要性以及其保护元件的重要性,使其相对陆地低压电网的保护来说要具有更高的灵敏性和准确性。
(3)整个海上石油平台电力系统网络一般是呈辐射状的,单侧电源供电,所有线路都是单回线。
(4)海上石油平台电气系统一般不装设自动重合闸,由于海上石油平台电力系统的短路,通常是由电机、电气设备和电缆绝缘老化,或受机械损伤所致,故不仅没有短路自动再合闸的要求,而且某些规范规则还明确规定短路故障时仅允许手动合闸一次。因此在进行海上石油平台系统继电保护整定时要充分考虑其的特点,结合实际情况具体分析。
三、海上石油电气施工技术的探讨
电气施工是整个海洋平台电气部分的第一步,也是最为重要的基础的一步。施工质量的好坏,直接决定了将来电气部分的安全可靠性和运行维修的方便与否。电气施工包括电缆通道的选择、电气设备的预设位置和电缆的敷设三个方面。
1、电缆通道的选择
在确定电缆通道的选择时,首先要确定好主干电缆的走向,远离热源及油管线,如发电机排烟管、水蒸气管线、电阻器及撰油管线等;电缆也不可以与热管线交叉。电力、自控及通程电缆的分层敷设,高压电力电缆与低压电力电缆分层敷设,要考虑到电缆桥架的分层布置。
2、电气设备方面
电气设备可以分为室内与室外两大部分,配电室及主控室认备属于室内部分,也是电气设备设计的重点。配电盘柜以及配电箱的设计布局一定要合理,既要符合施工标准规范,又要方便摘作及维修。在其上方和后面不可有油管、水管及蒸气管线等可裁泄漏的管线或容器。另外,室外危险区内电气设备的布置也要作为重点考虑。危险区内应尽量避免布置电气设备及敷设电缆。在危险区内敷设电缆要考虑配保护管或敷设在密封桥郊内,进接线盒前应穿防爆挠形管进行保护。
3、电缆敷设方面
电缆敷设时,根据电缆的走向,安装电缆桥架、导线板,割焊电缆筒和电缆框。安装电缆桥架时,注意其规格、型号要符合加工图纸要求。在割电缆穿舱壁或甲板的孔洞时,不能对结构造成损伤,大小一定要合适,该用电缆筒的地方不能用电缆框以达到防水、防爆的要求。在进行舱室顶壁部分的工作时,特别是需要在舱室顶壁部分动用电焊、气割的工作,如桥架、导线板、电缆筒和电缆框等的焊接,必须对配电盘、集控台、变压器等已安装的设备进行保护。在主电缆通道上所有需要动用电焊、气割的工作都基本完成,且小设备也基本安装完毕的情况下,才可以进行电缆的敷设,电力电缆、主电源电缆、高压电缆与低压电缆要分层敷设,自控通信电缆与电力电缆也要分层。
四、海上石油平台电气系统的安检
主要包括有:电气设备性能及效用试验、报警系统设备性能及效用试验、应急系统设备的性能及效用试验、电缆性能及接地检查等。
电气设备主要包括主发电机,控制及配电盘柜上的开关、继电器、接触器、互感器等,电力变压器,照明变压器等;报警系统主要包括二氧化碳释放报警、烟火及可燃气探测报警、集合警铃等;应急系统主要包括应急发电机,蓄电池或不间断电源,应急照明等。对上述设备在按照标准、规范及设计要求进行性能试验合格后,还要实际操作或者模似操作进行保护、报警等动作效用试验,以确保其安全可靠运行。
对电缆和接地检查进行性能试验。對电缆主要进行绝缘电阻测试、耐压试验等;通过检查接地电阻值来确定接地性能。单项设备试验合格后再进行联合试验,试验合格后试运行。单机都试运合格后再进行联机试运,合格后组织竣工验收。
五、结论
电气系统是海上石油平台的重要系统,通过本文的探讨,对电气系统有了很大的了解,对保证平台电气部分的安全运行,使平台的正常生产与生活得以进行具有重要的指导意义。对于从事平台电气工作的技术人员,本文也具有很好的借鉴意义。
参考文献:
[1] 英莹,海上石油平台电力系统保护的配置与研究[D],天津;天津大学,2007
[2] 电力系统继电保护典型故障分析[M],北京:中国电力出版社,2003,215-217
[关键词]海上石油平台 电气 系统
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-004-01
一、前言
石油是全球工业生产所需的重要能源之一,随着全球经济的不断增长,各国对石油消费需求不断增加,相比之下,海洋油气勘探开发迅速发展,不断获得重大发现,成为了油气勘探的热点。电气系统是海上石油平台建设的重要组成部分,其基本特性由油田生产的属性决定。因此,电气系统的安全运转,直接关系到平台生产、运行以及经济效益的提高随着海洋石油事业迅猛发展,海上采油自动化水平越来越高,对海上平台的电气系统水平的提高有了更高的要求。深入研究和分析海上石油平台电气系统的运行特点,进行合理的配置,对海上油田开发和生产具有重要的战略意义。
二、海上石油平台电气系统简介
1、海上石油平台电气系统的构成
海上石油平台大多由中心电站平台和井口平台组成,中心电站平台由变压器升压后,经过海底电缆向井口平台供电。中心电站平台和井口平台均带有用电负荷,其用电负荷以电动机为主。中心电站平台的主接线采用单母线分段方式,并设置母联断路器。根据负荷的不同投入不同数目的发电机,由此可决定最大运行工况、正常运行工况和最小运行工况。
海上石油平台电气系统包含发电机、变压器、海缆、电动机、应急发电机以及综合负荷等电气设备。
(1)发电机:对于海上石油平台电力系统,发电机是海上生产和生活的唯一电源,其接入电网又呈辐射状,不存在陆网中双侧电源或环网供电的情况。
(2)变压器:变压器是一种静止的电器,它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电:能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。变压器是电力系统中十分重要的供电元件,对海上石油平台电力系统的正常运行有重要的影响。因此,必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。
(3)海缆:海上石油平台电力系统的线路分为电缆和海缆,而不采用架空线路。海上石:油平台电力系统的电缆都很短,在海上石油平台电力系统中海缆是是船体、平台间的唯一连接线。
(4)高压电动机:海上石油平台电力系统的用于生产的负载主要为电动机,电动机把电能转换:为机械能,用来驱动各种用途的生产机械和其他装置。
2、海上石油平台电力系统的特点:
(1)海上石油平台电力系统一般容量比较小,大电动机起动时,将对海上石油平台电力系统造成很大冲击,而此类电动机起动的频繁性对海上石油平台电力系统的保护装置的整定方式提出了新的要求
(2)海上石油平台电力系统一般电压等级较低,但是,由于石油平台工作的重要性以及其保护元件的重要性,使其相对陆地低压电网的保护来说要具有更高的灵敏性和准确性。
(3)整个海上石油平台电力系统网络一般是呈辐射状的,单侧电源供电,所有线路都是单回线。
(4)海上石油平台电气系统一般不装设自动重合闸,由于海上石油平台电力系统的短路,通常是由电机、电气设备和电缆绝缘老化,或受机械损伤所致,故不仅没有短路自动再合闸的要求,而且某些规范规则还明确规定短路故障时仅允许手动合闸一次。因此在进行海上石油平台系统继电保护整定时要充分考虑其的特点,结合实际情况具体分析。
三、海上石油电气施工技术的探讨
电气施工是整个海洋平台电气部分的第一步,也是最为重要的基础的一步。施工质量的好坏,直接决定了将来电气部分的安全可靠性和运行维修的方便与否。电气施工包括电缆通道的选择、电气设备的预设位置和电缆的敷设三个方面。
1、电缆通道的选择
在确定电缆通道的选择时,首先要确定好主干电缆的走向,远离热源及油管线,如发电机排烟管、水蒸气管线、电阻器及撰油管线等;电缆也不可以与热管线交叉。电力、自控及通程电缆的分层敷设,高压电力电缆与低压电力电缆分层敷设,要考虑到电缆桥架的分层布置。
2、电气设备方面
电气设备可以分为室内与室外两大部分,配电室及主控室认备属于室内部分,也是电气设备设计的重点。配电盘柜以及配电箱的设计布局一定要合理,既要符合施工标准规范,又要方便摘作及维修。在其上方和后面不可有油管、水管及蒸气管线等可裁泄漏的管线或容器。另外,室外危险区内电气设备的布置也要作为重点考虑。危险区内应尽量避免布置电气设备及敷设电缆。在危险区内敷设电缆要考虑配保护管或敷设在密封桥郊内,进接线盒前应穿防爆挠形管进行保护。
3、电缆敷设方面
电缆敷设时,根据电缆的走向,安装电缆桥架、导线板,割焊电缆筒和电缆框。安装电缆桥架时,注意其规格、型号要符合加工图纸要求。在割电缆穿舱壁或甲板的孔洞时,不能对结构造成损伤,大小一定要合适,该用电缆筒的地方不能用电缆框以达到防水、防爆的要求。在进行舱室顶壁部分的工作时,特别是需要在舱室顶壁部分动用电焊、气割的工作,如桥架、导线板、电缆筒和电缆框等的焊接,必须对配电盘、集控台、变压器等已安装的设备进行保护。在主电缆通道上所有需要动用电焊、气割的工作都基本完成,且小设备也基本安装完毕的情况下,才可以进行电缆的敷设,电力电缆、主电源电缆、高压电缆与低压电缆要分层敷设,自控通信电缆与电力电缆也要分层。
四、海上石油平台电气系统的安检
主要包括有:电气设备性能及效用试验、报警系统设备性能及效用试验、应急系统设备的性能及效用试验、电缆性能及接地检查等。
电气设备主要包括主发电机,控制及配电盘柜上的开关、继电器、接触器、互感器等,电力变压器,照明变压器等;报警系统主要包括二氧化碳释放报警、烟火及可燃气探测报警、集合警铃等;应急系统主要包括应急发电机,蓄电池或不间断电源,应急照明等。对上述设备在按照标准、规范及设计要求进行性能试验合格后,还要实际操作或者模似操作进行保护、报警等动作效用试验,以确保其安全可靠运行。
对电缆和接地检查进行性能试验。對电缆主要进行绝缘电阻测试、耐压试验等;通过检查接地电阻值来确定接地性能。单项设备试验合格后再进行联合试验,试验合格后试运行。单机都试运合格后再进行联机试运,合格后组织竣工验收。
五、结论
电气系统是海上石油平台的重要系统,通过本文的探讨,对电气系统有了很大的了解,对保证平台电气部分的安全运行,使平台的正常生产与生活得以进行具有重要的指导意义。对于从事平台电气工作的技术人员,本文也具有很好的借鉴意义。
参考文献:
[1] 英莹,海上石油平台电力系统保护的配置与研究[D],天津;天津大学,2007
[2] 电力系统继电保护典型故障分析[M],北京:中国电力出版社,2003,215-217