摘要：海上石油采油平台具有高风险、高投入、高度集成的特点，尤其是电气系统受到海上平台结构建筑成本的影响，从发电到变配电至用户整个电力系统布局基本在同一集中空间内，电气设备布局十分密集。本文阐述了海上石油平台建造时电气设备安装调试施工后发现的若干问题及相关经验总结，从而为后期的海上石油平台电气设备安装调试施工提供可借鉴的经验。
关键词：海上石油平台; 电气设备；安装调试；问题;
引言
进入21世纪以来，伴随着科学技术的迅速发展，人们已经不再局限于在陆地上开采石油，更多的人开始研究海洋石油的开采[1]。近些年随着国内能源的紧缺，国家政策的开放，国内对原油需求的不断上升，海上钻井和采油技术的不断提升等因素，海上石油平台的建造生产正在逐步进入加速阶段。海上石油平台，它与陆地上的石油开采有着一定的差异，陆地上设备相对分散，而海洋平台上的设备相对集中在有限的区域内，并且又是处于海洋这个大环境下，导致海上石油平台的交通运输十分不便，如果设备出现故障需要陆地专业检修工程师进行技术支持，人员无法第一时间赶到现场对问题进行处理，所以对海上石油平台设备的稳定性提出了更高的要求[2]。
1.海上石油平台电气系统及设备的组成
电力系统是海洋石油平台的心脏，它发出的电能供全平台用电设备使用，是平台安全和正常生产的前提和基础。一般情况下，海上采油平台都配备有主电源和应急电源，以满足不同用电设备对电源在供电时间上的不同要求。主电源在正常生产时为平台所有用电设备提供电能，而应急电源只是在平台黑启动时为透平辅机提供电源和应急状态下为一些安全设备提供电源，因此主电站的发电机组一般选用功率较大的燃气轮机发电机组或柴油发电机组，而应急电源一般都选用启动迅速的柴油发电机组[3]。
海上油田电气系统系统/设备构成：由透平发电机，高、中、低压配电盘，高、中低变压器，UPS系统、小功率配电盘，导航系统，现场设备，以及伴热带、照明灯具/插座等组成。
2.海上石油平台建造时电气设备安装调试应注意的问题
2.1 图纸审核
海上石油平台在建造期间需要对各类电气设备进行图纸的审核，图纸审核时主要需要注意一下几点：
1）要明确现场设备在平台上的使用功能，是否所提供的电气图纸上能够满足设备所需求的功能。例如：有一设备要求一台电机停止后另一台指定电机开始自动运行，此时就需要注意所画的电气线路是否能够实现此功能，其指定运行的电机是否正确。其实在平台建造时会经常出现此类问题，设备厂家不熟悉平台设备，所以再画图纸时就随意指定一台电机，在调试过程中才发现问题，但由于是另一个电机错误的运行，会可能发生设备损坏或人员的受伤，如发现不懂的地方一定要与生产专业及厂家进行密切的沟通，直到把不清楚的地方弄懂，保证设备运行的可靠稳定。
2）由于海上平台的建造所涉及的电气设备繁多都是由不同厂家进行提供，所以在电气线路的设计和图纸上也是参差不齐，图纸上往往会出现有些保护功能并不能够保护到电路和设备。例如：有些电气设备微型断路器开关的容量与电机的额定电流容量一致，导致电机一启动微型断路器就跳闸电机无法运行，微型断路器开关无法承受住电机启动的冲击电流；有些图纸上缺少热继电保护器无法保护电机；有些图纸上电气回路的控制回路选择的保险电流安数过大，也发过控制回路元器件出现短路现象，控制回路线路都已烧断，但保险完好无损的情况。
3）对于同一系统不同厂家提供的电气设备组装在一起时形成同一系统后，审核每个电气设备图纸的兼容性情况也是非常关键的。例如：某一平台中压盘需要A厂家提供注水泵软启动柜整套设备，而其余为中压盘为B厂家提供，由于A厂家与B厂家对于设备的匹配上并没有进行充分的沟通，图纸也由各自进行设计，导致在中压盘组装过程中发现B厂家提供的中压盘安装位置母排直接横穿A厂家的软启动柜，中压母排直接暴露在软启动柜后上方位置，严重不符合电气安全规范，后有经重新的设计施工对软启动柜装置构建了母排室，问题才得以解决,在控制系统也易发生此类情况。
2.2 发电系统
海上石油平台一般情况下都使用索拉透平发电机，该发电机采用体积较小的模块给检查和检修带来一定的困难，同时该发电机在组装和调试过程中电气方面也存在着一些问题和注意事项：
1）由于该发电机为美标发电机，所有的电机电源出线都未有接线端子而是由电缆从电机定子的绕组中引出，电源线与电机定子出线在电机本身的电源接线箱盒内进行连接，所以需要用特殊的接线端子进行接线并且对接线处进行绝缘的加强，以保证因震动摩擦导致电缆接线处的绝缘出现问题。
2）透平发电机控制系统与中压盘透平发电机进线柜之间的连锁控制及差动保护是非常关键的，所以在透平发电机调试时，一定要多次测试透平发电机与中压盘透平发电机进线柜之间的连锁动作，同时对于差动保护进行校验测试，保持保护的有效性和可靠性。
2.3 变配电系统
变配电系统分为变电系统和配电系统。简单说，变电就是将外面引入的电压变成适合使用的电压，配电就是将电分配到各个用电点。
2.3.1 高中低压配电盘安装调试问题注意事项
1）在中高压配电盘安装调试时，除了图纸要与现场电气线路一致外，配电盘内的母排和端子都需要采用防松脱螺栓进行标准扭矩的紧固，尤其是母排及配电盘各个出线端包括控制回路，这里还要特别注意的是垂直母排与各个配电单元开关上口的连接线和母排支撑件的紧固情况，因为在后期的运行中也是发现了相关设备松动高温的情况。
2）在中高压配电盘安装调试时，一定要检查整体盘柜的接地情况是否可靠接地，同时一定要检查注意CT、PT的接地情况，并且在送电前一定要确认CT不能开路，PT不能短路，否则就会烧毁CT和PT,造成设备的损坏情况。
3）检查高中低压盘各个保护定值设定是否与海工设计提供的定值单一致，如出现不一致的地方应第一时间进行调整，如为综保定值需要修改则需要再次进行校验，保证综保的动作正常。
4）差动保护的测试和调整，因为差动保护是带有方向的并且还需要盘柜流过一定的电流才能去判断极性是否一致，所以在初次调试时会出现误动作的情况，在调试前必须要与各个专业进行沟通做好个别设备停电的准备，差动极性的判断十分重要，尤其是带载到正常负荷时要密切关注差动值和角度有无波动是否存在异常情况。
5）在低压盘的安装中，还需要特别注意备用抽屉单元柜后预留电缆开孔的大小，比如一面抽屉柜有4个预留有2个接入设备，但是在详设里面盘柜内接线的电缆开孔开关就是2个接入设备电缆尺寸的大小，并没有考虑后期4个抽屉单元柜电缆接入盘柜开孔的大小，所以对于备用抽屉单元柜后电缆开孔的预留大小必须要提前考虑进去，让加设进行修改把备用抽屉柜需要的电缆孔尺寸大小也考虑进去，避免以后设备接线困难。
2.3.2 高中低压变压器安装调试问题及注意事项
高中低压变压器在海上石油平台一般情况下都是处于一直带电的情况，除非停产检修或者对变压器进行倒运，所以投入运行后很难进行维修，同时作为电力系统中的变电环节也是非常关键，需要注意的问题如下；
1）检查变压器连接线、压块、底脚等是否存在松动的情况，尤其是有时我们忽略变压器底脚和压块的紧固程度，往往在后期变压器运行过程中慢慢端子开始松动，导致变压器运行时震动和局放值逐渐上升。
2）检查变压器的接地情况，往往施工单位在安装完变压器后，常常忽略铁芯和外壳的接地，同时也要查看是否有重复接地的情况，避免变压器产生环流。
3）检查变压器内风机的运行情况，配置是否合理，温控仪是否为双表决系统，温控仪内置风机接触器是否能够满足所安装内风机的容量，所以不仅要测试内风机是否能够正常工作，还要去关注温控仪内部接触器是否能够满足所有内风机的运行容量。
2.4应急电气系统
海上应急电气系统主要指的是应急机和UPS系统，应急电力系统在海上石油平台十分关键是保证海上石油平台出现应急事件后能够第一时间给关键设备提供电力保障，所以在对于应急电气系统的安装和调试不可有麻痹大意的思想，需要注意的相关问题如下：
1）在应急机调试期间一定要注意额定转速和怠速之间的切换是否在设定的转速范围内运行，发电机发出的电压是否稳定，同时检查应急机蓄电池充电器的充电电压是否正常，应急机蓄电池应至少保证能够3次连续启动，但调试期间也不可太多次的频繁启动从而造成蓄电池不可逆的损坏，如不能满足3次连续启动的情况则需要考虑蓄电池的质量和容量是否存在缺陷。
2）在对UPS系统进行调试时首先要测试UPS系统在各个模式下的切换是否正常，同时检查各个风扇运行是否正常，对每个负载开关进行测量，检验其开关的好坏，同时需要对UPS电池开关状态点是否接入中控进行检查，最为重要的就是对UPS蓄电池的带载能力进行测试，在新电池第一次测试使用的一般情况下都为规定带载能力时间的1.5倍以上，测试完成后一定要去检查每块蓄电池的状态，查看蓄电池的液位有无明显变化，蓄电池支架上有无电池漏液的情况，有时候在UPS蓄电池的安装过程中施工人员比较暴力难免会造成电池外壳的损失，尤其是在蓄电池充放电的之后对于一些有问题的蓄电池会暴露出来。
3.5 防爆电气
防爆电气问题一直是困扰着海上石油平台的安全生产隐患问题之一，但由于海上石油平台的特殊性经常出现损伤的情况，再加之各个厂家提供的防爆接线箱质量参差不齐，有些防爆接线箱自身就是不合格的产品，所以为了平台投产后在防爆电气问题上能够最大限度的减少，保证合格防爆电气设备安装在平台上，需要抓住几个工作节点：
1）必须要分批次（至少三次）邀请防爆第三方设备检验机构对油田建造期间的防爆接线箱进行全面检查。
2）必须要掌握好检验时间，过早进行检查很多设备都还没有安装到位，过晚检查如果有大批设备不合格需要返厂进行更换，则会影响整体项目的进度。
3）必须要对返厂或检修后的设备进行再次的检验直至合格为止不能放过一个设备，如果出现遗漏而这个设备还是比较关键的设备只能在停产时进行更换，那会给自己就会添加不必要的麻烦。
4）采用滚动式的检查方法更为高效，首先当防爆设备接线箱已经70%安装在平台上时进行第一次的检查，同时将不合格的接线箱让各厂家进行整改。之后当防爆设备接线箱已经90%安装在平台上时，同时第一批检查不合格的接线箱已经整改完毕，可以开展第二次检查和复查，对前期不合格的接线箱及剩余新安装的接线箱进行检查。当所有防爆设备接线箱全部安装完成后，且前期整改的接线箱已整改完成，开展第三次的检查和复查，如果还有不合格的接线箱被检查出来或多次检查不合格的接线箱，应根据项目的采办合同对厂家进行施压。当油田即将进入投产调试时，还需要开展第四次的防爆电气检验，此次检验的重点检查防爆接线箱的安装问题。同时梳理出平台防爆电气的台账及相关证书，以备竣工验收检查之用。
3.6 电缆铺设
电气施工中电缆通道选择、电缆的敷设至关重要。
在海洋石油平台建筑施工中，要确定好电缆的走向和通道，电缆要距离热源和油管线有一定的安全距离，距离发电机排烟管、水蒸气管线、电阻器及燃油管线要有合适的安全距离。电力电缆、自动化控制电缆、通信电缆要不同桥架上进行铺设。
电缆穿房间壁或甲板的孔洞处理要十分仔细，不能对主体结构产生破坏，空洞大小要合理，位置要适合，根据实际情况选择使用电缆筒或电缆框，进而实现设备的防水、防爆要求。间顶壁部分电焊或切割时，要做好配电盘、集控台、变压器等设备的保护，保证其正常运行。电力电缆、主电源电缆、高压电缆与低压电缆要做好分层。电力电缆、仪表通信电缆接地处理要差别对待[4]。
电缆的铺设中还需要注意电缆穿过各个房间的密封，同时对于母线桥穿房间必须要采用特殊的密封填料对两个房间直接进行密封处理，保证平台电气安全规范要求。
3.7 电伴热系统
海洋石油平台的电伴热系统在冬季可以说是保证平台稳定生产极为关键的系统之一，在项目建造前期往往遇到的问题就是生产流程上电伴热回路问题，电伴热的两通、三通、尾端的接线质量和电伴热带存在短路接地等情况而且这种问题的数量基本上都是100个以上，但是不要着急其实这是一种很正常的现象，电伴热系统本来就是很纷繁复杂的需要下很大的功夫进行排查才能把问题从根本上进行解决，需要同海工维修队伍进行密切的沟通，了解整体解决的进度和在哪个方面遇到了问题要，并一起协同进行解决推进故障处理的速度。同时除此之外一定要检查好伴热变压器及伴热小功率盘的母排接线情况，因为电伴热系统小功率盘基本上的运行电流都在200A以上，如果端子出现松动的情况很可能会使端子损坏或发生更为严重的火灾事故，所以对于伴热小功率盘及伴热变压器内各接线的端子紧固情况需要额外注意。
3.8 生活楼电气系统
生活楼电气系统的调试往往并没有受到足够的重视，调试时功能正常就行，但是往往在投产使用后暴露出来各种的问题影响人们在生活楼居住的舒适，所以还需注意以下几个问题：
1）检查中央空调加湿系统是否完善。在生活楼建造验收初期就应该检查中央空调的加湿系统，因为后期改造起来非常麻烦，一般海上平台的湿膜加湿循环系统不仅结构简单而且加湿的效果比较好，但对于空间有一定的要求，所以在建造验收前需要对问题进行提出和改造。
2）中央空调回风口的风道布局是否合理，中央空调回风口的风道不应布置在人员住房前或者办公室前，应布局在楼梯过道等人员不常停留的区域，因为中央空调的回风口声音较大，容易影响人员的工作和休息。
3）生活楼中央空调的进风口和回风口总风闸建议在出厂前改为手动控制，这样可以方便调节进风量和回风量，这决定整体生活楼风从布风器出来的噪音，如果按照中央空调进风口额定进风风闸全开，则有可能有些房间的出风量太大造成布风器出现的噪声超标的情况。
4）检查厨房电气设备开关检是否带漏电保护器，厨房设备的外壳必须要可靠进行接地，同时开工是否跟厨房设备进行一一对应，开关容量是否满足厨房设备要求。
3.结语
海上石油平台建造期间施工质量的好坏直接关系到平台投产后安全生产的稳定，尤其一旦大部分电气设备投入使用一般情况下很难有长时间的停电检修机会，同时电气设备的使用和运转也是海上平台运转的基础，所以无论从电气设备布局设计采购、选择、设备安装与调试都应该仔细审核细致检查，尽量不出现遗漏的情况，进而保证电气设备的安全运行，实现海洋石油平台的顺利投产。
参考文献
[1] 孙明君.卢凯挺.海上石油平台特殊环境与电气设备[J].化工管理.2015(6).207
[2] 殷红.海上石油平台防爆电气设备常见问题浅析[J]. 电气防爆,2013,01:38-42.
[3] 郝晓东.王春路.海上油田开发项目电气系统调试[J].科技创新与应用,2012(08):25.
[4] 韩立超.海上石油钻井平台电气设备安全管理问题[J].设备管理与维修,2019,1(上):41.
作者简介：刘诗扬（1987.07-），男，汉族，电气工程师，国家二级技师，2010年毕业于西安石油大学电气工程及其自动化专业、现从事海上石油平台电气工程及其自动化管理工作。