浅谈海洋采油平台电气系统的配电自动化设计

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月7期   作者:王书来
[导读] 根据与海岸线位置的关系,海洋钻井采油平台分为3种采油开发模式
        摘要:根据与海岸线位置的关系,海洋钻井采油平台分为3种采油开发模式:滩海、浅海、深海。其中深海石油开发模式,由于深海采油距离陆地较远,其电气系统通常具有独立性和特殊性。滩海和浅海采油平台通过陆地海洋变电站通过海底铺设电缆对采油平台进行配电。本文主要介绍了深海采油平台电气系统的配电自动化设计,从实质上对采油平台的配电系统的发展提出改良意见。
        关键词:海洋平台 电气系统 配电自动化
        目前社会经济快速发展,国内外对于石油的开采力度不断加大,陆上油田的开采规模也不断扩大,使陆上油田石油开采工作越来越困难,勘探开发难度不断增大,使陆上石油开采的成本不断提升,对海上油田的勘探开发已经是目前石油开采的主要方向之一。
一、海上采油平台配电自动化系统分析以及相关设计
        1.1海上采油平台配电自动化系统分析
        目前,我国电力系统自动化的发展对我国海上采油平台的配电自动化系统影响较大,自动化的配电系统能够显著促进配电网络性能的提高。深海的石油开采平台自身的地理位置比较特殊,距离陆地相对较远,而且其平台的配电系统受到外部环境的影响比较大。智能仪器仪表推广使用之后,石油开采平台的配电自动化系统也随之快速发展起来。
        智能的自动化配电系统能够对海上采油平台配电系统进行调控,全面监控平台的配电运行状况,能够对配电柜开关进行有效控制,在平台上出现事故之后,能够及时对相关设备采取跳闸断电措施,触发报警,保证海上采油平台的正常运行。
        1.2对海上采油平台配电自动化系统的设计
        海上采油平台的配电自动化系统的设计,要满足能够对平台运行的数据及时收集,并且能够有效对这些数据进行处理运算,并将分析的结果传送到相关的子系统的服务器,最后再将信息传递到各级单元。不同的单元设备之间互不干扰,运行相对独立,不论是哪一个单元的设备出现故障,都不会影响到整个系统的正常运行。
        在系统设计过程中,需要满足以下几个方面的要求:(1)数据采集处理。对平台的实时数据及时收集,对数据进行深度处理,以区分系统的分布模拟和实时操作数据,处理后得到的数据用于数字分析和通信,各级单元和分配系统站之间进行数据交换,以获得最新的有效数据。(2)统计分析以及画面显示。对实时数据收集,计算和处理,生成与时间相对应的数值,获取不同设备运行的次数和时间,以此来进行深度的计算统计,依靠从监控机器发送的相关数据来促进人和机器之间的信息交流。(3)报警系统。要能够对已经发生的事故发出警报,并且对将要发生的事故进行预知警报。(4)管理维护。该系统要对各个设备进行监控,相关设备的参数及时采集,并对其进行深度处理,生成对不同设备的信息档案,帮助平台上工作人员能够对这些设备进行监控管理,提高海上采油平台的工作效率。
二、海洋采油平台配电系统的介绍
        我国深海石油平台配电系统的自动化程度很大取决于我国当前电力系统自动化的发展水平,且配电系统的自动化对于提高配电网性能具有非常重要的作用。但是由于深海采油平台自身的独特地理特征,以及得天独厚的独立性,在初具规模海上配电系统上,受到外界环境影响非常严重。
        深海采油平台的的配电系统随着智能化仪表和仪器的大量应用,配电自动化得到了广泛的应用和发展。配电系统的控制开关以及进线系统的空气断路器选用PLC控制,且控制功能易于实现,保护全面,连锁关系可靠。配电自动化系统不仅要求电力系统能够高效准确的运行,同时对于仪表、仪器的启停控制,使用状态显示,状态反馈以及故障报警等各方面都必须可靠。


三、海上采油平台配电自动化系统的网络结构及功能
        3.1自动化配电系统的网络结构
        滩海和浅海的海上采油平台需要依靠陆地海洋变电站所引出的海底电缆进行供电,同时还要配合相应的配电柜来进行配电。海底电缆在实际的使用中存在一定的局限性,电缆在使用时会有较多的分支,上下级之间配电很难相互配合,因此常常发生跳闸的情况,对电缆的保护力度不够,长时间的断电会使海上采油平台的工作效率严重下降,对平台的正常生产会产生严重的影响。虽然目前对滩海和浅海采油平台的配电技术已经得到了显著发展,但是随着海上采油平台建设规模不断扩大,海上平台的配电系统也暴露出了较多问题,使海上采油的工作效率大大降低。海上采油平台的配电自动化系统,要求设置监控总站和子站,同时还要在陆地上设立远程监控的站点。配电自动化系统利用计算机系统来实现对海上平台的监控,同时使主站和子站以及子站和各级单元之间能够通信无碍,保证相互之间的信息交流。
        海上采油平台的配电自动化系统一般情况下可以分为以下三个级别的管理形式:首先,是在陆地上设立配电系统监控中心,要对海上平台的配电进行总体上的管理;其次,是在海上采油平台设立配电控制中心,对海上平台的配电进行管理,对相关配电任务进行分配,以及及时将平台实时数据和大陆控制中心进行交流,有效保障海上采油平台的用电安全;最后,是设置卫星雷达系统,对海上平台的各个设备进行控制保护,要在卫星雷达系统上安装相应的保护设备,对平台的配电进行控制保护。
        因此,海上采油平台配电自动化系统的网络结构构成为:陆上监控中心、网关、计算机终端、海上卫星平台站、雷达扩频设备、相关报警处理设备、对系统综合测控保护设备、对平台参数手机记录设备。
        3.2海上采油平台配电自动化系统的功能
        调度和传送是海上采油平台自动化配电系统的两个主要功能。自动化配电系统实现对平台实际的配电数据进行采集,能够将这些信息由卫星平台传递到子站的服务器上,最后子站的服务器电脑将这些实时数据由光纤传输到各级的单元设备。相关设备的运行情况都能够得到良好的反映,而且所有单元相互之间不会造成影响,工作相互独立,任何一个单元出现问题都不能对整个系统的正常工作造成影响。
        海上采油平台配电自动化系统能够依靠不同级别的单元来对相应配电情况进行模拟运算,对各级单元所上传的数据进行逻辑处理,加强对平台设备的控制,配电系统的服务器主机也能够及时对平台配电的实时数据进行更新,得到最新的平台数据。而且自动化智能系统还可以统一的计算处理不同种类的数据,对不同数据进行详细的分析,同时能够对一些专业性的函数计算进行模拟,确保采油平台配电工作的顺利进行。采油平台的自动化配电系统还能够对设备的工作状况进行画面监控,依靠监控机来采集相关画面,使工作人员能够准确及时掌握平台工作运行的真实情况,对设备的运行状况等信息进行充分了解。智能的自动化系统不但可以对已经发生的事故进行报警处理,还可以对将要发生的事故进行预知报警。海上平台的相关设备在运行的过程中,配电自动化系统能够对设备的实际工况以及相关运行档案进行综合管理,而且相关维护工作人员能够在现场或者远程对平台的计算机系统进行检修维护工作。
四、结语
        海洋平台电气系统的自动化配网技术既有先进的一面也有其限制的一面,要求工作人员具有非常高的专业技术支持和专业操作能力。尽管如此,自动化配网技术的进步和提高,对于提高我国海洋石油的开发具有非常重要的意义。
       
参考文献:
        [1]赵锦涛.浅谈海洋石油电气系统的配电自动化[J]现代制造,2017(12):28-29.
        [2]戴海峰,何小玉,季锦涛.海洋平台电力系统配电自动化及保护配置优化[J].电气技术,2017(10):74-75.
        [3]杨力.海洋钻井采油平台自动化配配电系统的应用与管理[J].化工管理,2017(14):34.
        [4]赵英年.海洋石油生产平台平面布置设计原则[J].中国海上油气,工程,2016(01).
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