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[摘 要]本文以海上油气田电力组网为背景，详细介绍了前期研究阶段海底电缆选型的计算方法。依据海底电缆载流量，统筹考虑电网安全性以及项目经济性，初步选取海底电缆横截面积，再通过计算海底电缆电压降，进一步验证所选海底电缆的合理性。
[关键词]海底电缆 载流量 横截面积 海缆电压降
中图分类号：TE54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0038-01
0、前言
随着海上油气田的发展，海上油气田的供电模式由原来的孤岛供电，正在向海上油气田电力组网转变。海底电缆在海上油气田电力组网中起着重要的纽带作用，通过海底电缆实现电能的输送，从而将海上油气田电力系统组成一个完整的有机体。
在海上油气田前期开发项目中，由于海底电缆信息会体现在电气设计料单中，因此海底电缆的选型不仅关系到油气田电力系统的安全稳定，同时也影响着前期开发项目的经济效益，因此海底电缆选型要综合系统安全与经济效益进行统筹考虑。
1、海底电缆横截面积选取
海底电缆选型所需的前置条件包括平台间所需传输的电量，传输距离，海底电缆载流量值、电阻、电抗等参数信息。海底電缆选型需确定的信息包括海底电缆的电压等级、横截面积、以及海底电缆的长度。
首先需要计算海底电缆的载流量值，通过平台间所需传输电量计算海底电缆载流量。有功功率计算公式为，
（公式1）
由公式1推导出载流量计算公式2，
（公式2）
式中：I——海底电缆载流量，单位A；
P——平台间所需传输电量，单位kW；
U——海底电缆电压等级，单位kV；
cosφ——功率因数，前期开发项目中，通常取值0.8。
依据由公式2计算得出的海底电缆载流量，对比海底电缆厂家技术手册，选出合适的海底电缆型号。
举例说明，通过公式2计算得出的海底电缆载流量为400A ，通过表1展示的海底电缆典型电气参数信息，横截面积大于240mm?的海底电缆满足载流量要求。综合考虑经济性因素，首先选取最小截面积的海缆——240mm?进行下一步校核。若下一步校核不满足要求，则需增大海底电缆截面积，重新校核，直到满足要求。
2、海底电缆电压降计算
在前期开发项目中，海底电缆的选型不仅要满足计算得出的载流量的要求外，还要满足电压降的要求。当通过载流量确定好海底电缆的横截面积后，就要对所选择的海底电缆进行电压降的计算，计算方法如下，
（公式3）
式中： ——海底电缆电压降，单位V；
I——计算得出的海底电缆载流量，单位A；
P——平台间所需传输电量，单位kW；
R——海底电缆电阻，单位Ω/km；
X——海底电缆电抗，单位Ω/km；
L——海底电缆长度，单位km；
cosθ——功率因数，前期开发项目中，通常取值0.8。
通过海底电缆电压降以及海底电缆电压值，计算得出海底电缆电压降百分比，计算公式如下，
（公式4）
式中： ——海底电缆电压降百分比；
——海底电缆电压降，单位V；
U——海底电缆额定电压，单位V；
在海上油气田前期开发项目中，值不能超过5%，否则就需增加海底电缆横截面积，或者将海底电缆电压等级升高。
举例说明，通过计算得出的载流量400A，初步选取横截面积为240mm?的海底电缆，对应查找表1中240mm?海底电缆的电气参数，计算电压降。当电压为10.5kV，传输距离大于6km时，电压降百分比超过5%，因此需要对海底电缆重新选型，增加横截面积或升高电压等级。
3、结束语
在海上油气田前期开发项目中，海底电缆的选型，不仅影响着海上油气田电气网络的安全稳定，同时其作为前期开发项目经济评价输入条件，也直接反应到项目的经济评价结果上，尤其是在项目快速评价阶段，影响更加明显。本文通过举例详细介绍了海底电缆选型的具体计算方法，为后续相关项目的开展提供了参考及经验。
参考文献
[1]《海洋石油工程设计指南》编委会编著.海洋石油工程电气、仪控、通信设计[M].北京：石油工业出版社，2007.6
[2]吴锋，胡辉，胡鹏，邹道标，李大全.海上油气田电力组网技术研究与实践[J].中国海上油气，2010，22（1）：54-58.
[3]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M].北京：中国水利水电出版社，2003.
作者简介
高阳（1986.02-），女，电气工程师，现主要从事海上油气田电力系统设计及研究。
[关键词]海底电缆 载流量 横截面积 海缆电压降
中图分类号：TE54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0038-01
0、前言
随着海上油气田的发展，海上油气田的供电模式由原来的孤岛供电，正在向海上油气田电力组网转变。海底电缆在海上油气田电力组网中起着重要的纽带作用，通过海底电缆实现电能的输送，从而将海上油气田电力系统组成一个完整的有机体。
在海上油气田前期开发项目中，由于海底电缆信息会体现在电气设计料单中，因此海底电缆的选型不仅关系到油气田电力系统的安全稳定，同时也影响着前期开发项目的经济效益，因此海底电缆选型要综合系统安全与经济效益进行统筹考虑。
1、海底电缆横截面积选取
海底电缆选型所需的前置条件包括平台间所需传输的电量，传输距离，海底电缆载流量值、电阻、电抗等参数信息。海底電缆选型需确定的信息包括海底电缆的电压等级、横截面积、以及海底电缆的长度。
首先需要计算海底电缆的载流量值，通过平台间所需传输电量计算海底电缆载流量。有功功率计算公式为，
（公式1）
由公式1推导出载流量计算公式2，
（公式2）
式中：I——海底电缆载流量，单位A；
P——平台间所需传输电量，单位kW；
U——海底电缆电压等级，单位kV；
cosφ——功率因数，前期开发项目中，通常取值0.8。
依据由公式2计算得出的海底电缆载流量，对比海底电缆厂家技术手册，选出合适的海底电缆型号。
举例说明，通过公式2计算得出的海底电缆载流量为400A ，通过表1展示的海底电缆典型电气参数信息，横截面积大于240mm?的海底电缆满足载流量要求。综合考虑经济性因素，首先选取最小截面积的海缆——240mm?进行下一步校核。若下一步校核不满足要求，则需增大海底电缆截面积，重新校核，直到满足要求。
2、海底电缆电压降计算
在前期开发项目中，海底电缆的选型不仅要满足计算得出的载流量的要求外，还要满足电压降的要求。当通过载流量确定好海底电缆的横截面积后，就要对所选择的海底电缆进行电压降的计算，计算方法如下，
（公式3）
式中： ——海底电缆电压降，单位V；
I——计算得出的海底电缆载流量，单位A；
P——平台间所需传输电量，单位kW；
R——海底电缆电阻，单位Ω/km；
X——海底电缆电抗，单位Ω/km；
L——海底电缆长度，单位km；
cosθ——功率因数，前期开发项目中，通常取值0.8。
通过海底电缆电压降以及海底电缆电压值，计算得出海底电缆电压降百分比，计算公式如下，
（公式4）
式中： ——海底电缆电压降百分比；
——海底电缆电压降，单位V；
U——海底电缆额定电压，单位V；
在海上油气田前期开发项目中，值不能超过5%，否则就需增加海底电缆横截面积，或者将海底电缆电压等级升高。
举例说明，通过计算得出的载流量400A，初步选取横截面积为240mm?的海底电缆，对应查找表1中240mm?海底电缆的电气参数，计算电压降。当电压为10.5kV，传输距离大于6km时，电压降百分比超过5%，因此需要对海底电缆重新选型，增加横截面积或升高电压等级。
3、结束语
在海上油气田前期开发项目中，海底电缆的选型，不仅影响着海上油气田电气网络的安全稳定，同时其作为前期开发项目经济评价输入条件，也直接反应到项目的经济评价结果上，尤其是在项目快速评价阶段，影响更加明显。本文通过举例详细介绍了海底电缆选型的具体计算方法，为后续相关项目的开展提供了参考及经验。
参考文献
[1]《海洋石油工程设计指南》编委会编著.海洋石油工程电气、仪控、通信设计[M].北京：石油工业出版社，2007.6
[2]吴锋，胡辉，胡鹏，邹道标，李大全.海上油气田电力组网技术研究与实践[J].中国海上油气，2010，22（1）：54-58.
[3]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M].北京：中国水利水电出版社，2003.
作者简介
高阳（1986.02-），女，电气工程师，现主要从事海上油气田电力系统设计及研究。