本文摘要：摘要：隨著海上油田的滾動開發(fā)，海上電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，同期技術的應用將會越來越廣泛，同期點的設置也會越來復雜�；诖�，本文以某電網(wǎng)為例分析了海洋石油平臺電力組網(wǎng)工程同期技術的應用。 關鍵詞：海洋平臺;電力組網(wǎng);同期技術 電網(wǎng)工程中在設計電氣主
摘要：隨著海上油田的滾動開發(fā)，海上電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，同期技術的應用將會越來越廣泛，同期點的設置也會越來復雜�；诖�，本文以某電網(wǎng)為例分析了海洋石油平臺電力組網(wǎng)工程同期技術的應用。
關鍵詞：海洋平臺;電力組網(wǎng);同期技術
電網(wǎng)工程中在設計電氣主接線時，當開關兩側出現(xiàn)不同源電源時需要設置同期點。海洋石油平臺電力系統(tǒng)隨著電力組網(wǎng)工程的日益發(fā)展，同期點已不僅局限于發(fā)電機出口、母線聯(lián)絡開關等處。海洋電網(wǎng)各電站中心在何處實現(xiàn)組網(wǎng)互聯(lián)，減少并網(wǎng)沖擊，如何設置同期點可便于操作而又經(jīng)濟變得極為重要。
1電力組網(wǎng)的必要性
1.1平臺間可互供電力、互為備用，減少事故及大型負荷啟動備用容量，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性;同時增強其抵抗事故能力，實現(xiàn)事故情況下的相互支援，最終提高電站安全水平和供電可靠性，避免因電站平臺出現(xiàn)問題造成整個平臺供電的中斷。
1.2能承受較大的沖擊負荷，如注水泵、壓縮機等沖擊負荷，從而有利于改善提高電能質量。
1.3可減少備用機組數(shù)量，節(jié)省投資及運行維護成本。兩平臺可通過共享一臺備用電站，從而節(jié)省投資及平臺的占用空間。
2電網(wǎng)同期技術的重要性
電力系統(tǒng)同期并車三要素：頻率、電壓、相角。在電力組網(wǎng)工程實施前，海洋石油平臺電力系統(tǒng)通常為放射性網(wǎng)絡結構，即一個電站中心平臺或FPSO設置若干臺發(fā)電機組作為電站中心，通過變壓器為低壓400V、230V系統(tǒng)供電，或通過升壓變壓器、海纜為油田群內其他終端平臺供電。該系統(tǒng)同期點一般設置于發(fā)電機出口斷路器，同期功能由發(fā)電機控制系統(tǒng)完成;發(fā)電機設置為3臺或以上時發(fā)電機出口母線及對應低壓400V系統(tǒng)母線一般設置為雙母線分段形式，在中、低壓系統(tǒng)母聯(lián)處設置同期點。以往同期功能通常由繼電器或PLC實現(xiàn)，通過裝置自動或人員手動調節(jié)發(fā)電機組電壓與頻率，在合適相角差角度(一般為±5°)內實現(xiàn)合閘并車操作。
海洋平臺實施電力組網(wǎng)工程后，電網(wǎng)通常由兩、三個甚至更多的電站中心互聯(lián)而成，僅發(fā)電機出口及母聯(lián)開關具備同期功能顯然無法滿足電網(wǎng)操作的需求，必須在電站中心互聯(lián)路徑關鍵節(jié)點設置電網(wǎng)同期點，以完成各電站平臺均已起機帶生產(chǎn)的情況下電網(wǎng)的并車。而電網(wǎng)內進行同期操作時，由于同期點兩端均已是具備一定規(guī)模的電力系統(tǒng)，為了減少并網(wǎng)的沖擊應盡量減小合閘時兩側的相角差，以往的同期繼電器或PLC控制的相角差±5°無法完美解決，因此建議在電網(wǎng)同期點使用準同期技術，安裝準同期裝置，實現(xiàn)0°相角差合閘，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。
3同期點的設置原則與方法
海洋平臺電力系統(tǒng)實施電力組網(wǎng)后，多個電站中心互聯(lián)，聯(lián)網(wǎng)主線路雙端各連接對應的電站中心，因此需考慮設置并網(wǎng)同期點。
3.1雙向供電回路。同期點設置的首要原則：設置在存在雙向供電可能的回路。在海洋平臺電力組網(wǎng)工程中，多個電站中心互聯(lián)的主線路通常為35kV海纜或電纜連接(部分組網(wǎng)回路為10.5kV或其他電壓等級)，其組網(wǎng)主連接線路的開關斷路器可考慮設置為同期點并安裝準同期裝置，同期點同時可作為電網(wǎng)解列點，當系統(tǒng)發(fā)生震蕩穩(wěn)定性遭到破壞時能迅速合理的解列為兩個或多個部分，以防止故障的進一步擴大，從而減少損失。
海洋平臺電力組網(wǎng)工程中存在大量雙向供電可能的開關節(jié)點，從實際設計角度出發(fā)，并非所有雙向供電開關均需設置為同期點，需結合電網(wǎng)操作的便利性與必要性進行考慮。
3.2考慮操作便利與供電恢復操作的原則。海洋平臺電力組網(wǎng)工程中存在多個雙向供電可能開關節(jié)點時，如何選擇其中哪個節(jié)點設置為同期點，需遵循電網(wǎng)操作的便利、供電恢復操作合理的原則。
通常海洋平臺電站中心平臺在電力組網(wǎng)實施前具備獨立發(fā)電機并供其周邊負荷平臺用電孤島運行模式，同期點的設置應考慮盡量設置在電力組網(wǎng)連接總出口處，以達到簡化電網(wǎng)操作的目的，當電網(wǎng)局部組網(wǎng)或由于某些故障導致部分電力系統(tǒng)從電網(wǎng)中解列后，恢復聯(lián)網(wǎng)時不應有復雜的倒換開關導致局部暫時性失電的問題發(fā)生。
圖1
以該電網(wǎng)為例如圖1，KL3-2CEPA平臺通過③④號開關與KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺連接，KL3-2CEPA平臺聯(lián)網(wǎng)總出口即為開關③④，可設置為同期點。同理KL10-1CEP平臺⑤號開關與BZ35-2CEPA平臺⑦號開關同樣可設置為同期點。
BZ35-2CEPA平臺同期點設置在35kV的⑦號開關而沒有考慮設置在中壓的①至⑥號開關主要原因在于：若①至⑥號開關均設置同期裝置其效果與35kV的⑦號開關設置一個同期點作用基本相同;而投資成本與施工工作量卻增加很多，造成不必要浪費;同時若考慮將同期點設置在某一臺組網(wǎng)主變壓器兩側開關時，當該變壓器檢修時將直接影響并網(wǎng)功能的使用。同理KL10-1CEP平臺也僅在⑤開關設置同期點，而非在①至④號開關設置同期點。
KL3-2CEPA平臺的①號開關也考慮了同期點的設置，這是由于其處于電網(wǎng)的連接中心處，需考慮兩種可能發(fā)生的情況：1)KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺通過KL3-2CEPA平臺35kV局部組網(wǎng)，KL3-2CEPA平臺組網(wǎng)主變壓器未投入，此時需并入電網(wǎng);2)組網(wǎng)主變壓器的設置問題，KL3-2CEPA平臺組網(wǎng)主變壓器僅設置了1臺，當主變故障時該變壓器兩側開關跳閘則KL3-2CEPA平臺即脫網(wǎng)，而BZ35-2CEPA平臺組網(wǎng)主變壓器有3臺、KL10-1CEP平臺主變設置為2臺，多臺變壓器并聯(lián)同時故障脫網(wǎng)的風險要比KL3-2CEPA平臺小很多，KL3-2CEPA平臺組網(wǎng)主變故障開關跳閘后KL3-2CEPA平臺需重新并入電網(wǎng)。兩種情況均為KL3-2CEPA平臺35kV已帶電，若沒有KL3-2CEPA平臺①號開關同期點，則需將電網(wǎng)重新解列通過其他同期點重新逐步并網(wǎng)，而KL3-2CEPA平臺①號開關設置同期點則可在該點并入電網(wǎng)，這是由于其處于電網(wǎng)連接中心的特殊性造成的，KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺則不存在該問題，因此考慮操作與供電恢復的便利則在KL3-2CEPA平臺變壓器上口開關多設置了一個同期點。
結語
隨著海洋石油平臺電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力組網(wǎng)工程的不斷實施，海上平臺電力系統(tǒng)逐漸形成多個有規(guī)模的電網(wǎng)。電網(wǎng)中普遍存在多個電站中心互聯(lián)，為了方便電網(wǎng)的操作，避免非同期合閘事故的發(fā)生，減少關鍵節(jié)點同期并網(wǎng)的沖擊，電網(wǎng)同期技術尤為重要。
參考文獻
[1]李鑫.淺析電力組網(wǎng)的必要性[J].中國海上油氣，2014(02).
[2]劉國鋒.電力組網(wǎng)技術在海洋石油平臺開發(fā)中的應用[J].中國海洋平臺，2014(05).
[3]王雅乾.海洋石油平臺電力組網(wǎng)工程同期技術應用研究[J].中國科技信息，2018(08).
推薦閱讀：《海洋氣象學報》是山東省氣象局主管，由山東省氣象學會與山東省氣象科學研究所聯(lián)合主辦的山東省唯一的氣象類科技期刊。
轉載請注明來自發(fā)表學術論文網(wǎng)：http:///dzlw/19172.html
