海洋石油161低壓配電系統(tǒng)優(yōu)化改造

高連燁 穆勝軍 許海東 李桂忠 孫金偉 張洪濤 許 濤 譚靜軒 李艷莉

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司，天津塘沽，郵編：300452）

1.0 前言

海洋石油161是我國首座插銷式液壓自升降生產(chǎn)儲油外輸裝置，隸屬于中海油能源發(fā)展股份有限公司。是為解決渤海灣淺海海域邊際小型油田“蜜蜂式采油”開發(fā)問題而研制的插銷式四樁腿液壓升降自升式采油裝置，設(shè)計壽命為25年。海洋石油161主體采用長60米、寬35米的箱體結(jié)構(gòu)，主要由機械甲板、輪機動力、工藝處理、液壓升降和直升機平臺等系統(tǒng)組成，適用于最大年產(chǎn)量20萬立方米、水深5米至30米的泥沙質(zhì)海底海域或相似海域的小油氣田油氣生產(chǎn)作業(yè)，具有原油生產(chǎn)處理、儲存和外輸?shù)裙δ?。該裝置在一個邊際油田開采完畢后，可遷航至其他目的油田繼續(xù)使用。

海洋石油161原主電站是由2臺1200KW蒸汽輪機和1臺1200KW柴油發(fā)電機組成，一臺500KW應(yīng)急發(fā)電機滿足應(yīng)急狀態(tài)下的供電要求。優(yōu)化后的電站由2臺1350KW原油發(fā)電機和1臺1000KW燃?xì)鈨?nèi)燃機發(fā)電機組成，一臺500KW應(yīng)急發(fā)電機滿足應(yīng)急狀態(tài)下的供電要求，并做為“黑啟動”工況下的恢復(fù)主電站的供電機組。因主機的更換需對原配電系統(tǒng)進行改造，本次改造本著最大程度利舊的原則，盡量減少改造工作量、縮短改造周期、節(jié)約改造費用的目的展開。

2.0 電站改造前后新舊配電系統(tǒng)概述

2.1 原電站配電系統(tǒng)主要設(shè)備概述（3）

原電站共有3臺1200KW主發(fā)電機，1臺500KW應(yīng)急發(fā)電機。主配電系統(tǒng)分為三個負(fù)載段即A段、B段、C段，由三個發(fā)電機主進線開關(guān)連接即ACB01 ACB02 ACB03，由兩個母聯(lián)開關(guān)連接即ACB04 ACB05。ACB01 ACB02 ACB03的開關(guān)額定電壓為400V，額定電流為2500A，短路電流容量為65KA RMS 1S。母聯(lián)開關(guān)額定電壓為400V，額定電流為3200A，短路電流容量為45KA RMS 1S。母排額定電壓為400V，額定電流為3200A，短路電流容量為50KA RMS 1S。應(yīng)急配電系統(tǒng)為E段，額定電壓為400V，額定電流為1250A，短路電流容量為 50KA RMS 1S。應(yīng)急機主進線開關(guān)額定電壓為400V，額定電流為1000A。原電站中的應(yīng)急機組不具備黑啟動能力，主電站失電后由主柴油機（3#主機）恢復(fù)正常供電。且應(yīng)急機組因沒有與主機的同期并車點，無法實現(xiàn)不斷電條件下的應(yīng)急機定期帶載測試功能。

圖1 原電站主單線圖（示意圖）

2.2 優(yōu)化后的新電站概述（1）

優(yōu)化后的新電站由2臺1350KW原油發(fā)電機組和1臺1000KW天然氣發(fā)電機組組成。主配電系統(tǒng)由原來的A、B、C 3段增加了D段-主機輔機盤負(fù)載段。新電站的原油機和天然氣發(fā)電機不具備自啟動能力，新增加的主機輔機盤主要是主機的輔機負(fù)載，即在主電站失電后由應(yīng)急機供電，滿足主機的黑啟動要求。同時增加與主機的同期并車點，實現(xiàn)了不斷電條件下的應(yīng)急機定期帶載測試功能。主配電系統(tǒng)主要是更換了2臺額定容量為3200A的主開關(guān)和2臺短路電流容量為50KA RMS 1S的母聯(lián)開關(guān)。下圖是優(yōu)化后的主配電系統(tǒng)單線圖（示意圖）。

圖2 改造后電站主單線圖（示意圖）

3.0 為適用新電站原配電系統(tǒng)存在的主要問題及相應(yīng)的分析

3.1 存在的主要問題

1)兩個原油發(fā)電機額定功率為1350KW，原發(fā)電機的主進線開關(guān)額定容量為2500A，短路電流容量為65KA RMS 1S，不滿足使用要求。

2)原油發(fā)電機機組額定電流為2436A，按照開關(guān)容量選擇要求應(yīng)選高于2436A級別的開關(guān)。

3)原系統(tǒng)母聯(lián)開關(guān)ACB04 ACB05短路容量為40KA RMS 1S，低于母排短路容量，不滿足使用要求。

4)原油發(fā)電機不具備自啟動能力，需在平臺失電的情況下由應(yīng)急機給原油機輔機盤供電，啟動原油發(fā)電機。

5)應(yīng)急機額定功率為500KW，由于需在應(yīng)急機狀態(tài)下既要給應(yīng)急盤供電又要滿足原油機輔機盤的供電要求，所以需重新核算黑啟動工況下的負(fù)荷容量，看應(yīng)急機的容量是否滿足應(yīng)急狀態(tài)下使用要求。

6)原電站失電后主要由備用柴油機恢復(fù)主電站的供電，應(yīng)急機沒有安裝綜保裝置，原電站應(yīng)急機與主電站沒有同期裝置，平臺失電恢復(fù)供電后需再次給應(yīng)急盤斷電再由主機供電。

3.2 對存在問題的分析

1)對于新電站的主進線開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)按照規(guī)范要求選擇合適的開關(guān)即可。

2)對于應(yīng)急機沒有綜保裝置，按照規(guī)范要求只需增加發(fā)電機逆功率保護裝置即可。

3)關(guān)于主機輔機盤在負(fù)載段中的位置的問題。在與原油發(fā)電機及天然氣發(fā)電機廠家的溝通中，確認(rèn)主機輔機主要包括原油機的―原油分油機2臺、滑油分油機2臺、啟動空壓機2臺、預(yù)潤滑油泵2臺、缸套水預(yù)加熱裝置2臺、燃油循環(huán)泵2臺、燃油增壓泵2臺。天然氣發(fā)電機的―預(yù)潤滑油泵1臺、缸套水加熱器一臺、發(fā)電機淡水循環(huán)泵1臺（要求發(fā)電機防護等級為IP44，中冷水冷卻）。因為涉及到的開關(guān)比較多，原低壓盤的正常段和應(yīng)急段的備用開關(guān)容量不滿足使用要求。通過與設(shè)計的溝通，確定單獨在低壓盤中配置一個MCC D段滿足主機輔機盤的功能要求。

4)關(guān)于電站改造后應(yīng)急機的容量 （500KW）問題。經(jīng)過與發(fā)電機廠家及設(shè)計的溝通，平臺失電后必須啟動的設(shè)備為―啟動空壓機（10KW）、燃油增壓泵（10KW）、燃油循環(huán)泵（10KW）、缸套水預(yù)加熱裝置（25KW）、預(yù)潤滑油泵（15KW）、海水提升泵（130KW）、空壓機（30KW）、應(yīng)急照明（約 40KW）、應(yīng)急電伴熱（約100KW），啟動總功率約370KW，容量滿足正常使用要求。

5)新電站輔機設(shè)備如燃油供給撬塊在主電站啟動后不允許失電，這就需要輔機段的開關(guān)需和應(yīng)急機具備同期互鎖裝置。也就是在圖2中設(shè)計的ACB06和ACB09的同期互鎖功能。

6)原電站應(yīng)急機不具備平臺要求的定期帶載測試要求（如需應(yīng)急機帶載測試，需手動斷開應(yīng)急段連接正常段的母聯(lián)開關(guān)，然后才能啟動應(yīng)急機供電給應(yīng)急盤），經(jīng)過與設(shè)計方及低壓盤廠家溝通，采取加裝ACB08與ACB06的同期互鎖功能。（見圖2）

4.0 新電站配電系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

1)新增抽屜式MTE32N-5.0開關(guān)2臺，Icu/Ics/Icw=65KA（替換原固定式MTE25N）；

2)原固定式母聯(lián)開關(guān)短路能力不能滿足修改后的電氣要求，現(xiàn)更換為抽屜式開關(guān)2臺：MTE32-HA，Icw/Ics/Icu=55KA；

3)新增1臺配電盤用于安裝ACB09和ACB07開關(guān)（ACB09開關(guān)為原G1或G2拆下的開關(guān)）；

4)新增MCC輔機盤2屏，每屏內(nèi)安裝新增負(fù)載及備用開關(guān)各11路，柜體形式為抽屜式。

5)應(yīng)急機增加逆功率保護裝置一套及通過改變開關(guān)控制原理，實現(xiàn)應(yīng)急機的黑啟動功能及定期帶載測試功能。（ACB06與ACB09同期互鎖實現(xiàn)黑啟動功能，ACB06與ACB08同期互鎖實現(xiàn)應(yīng)急機定期帶載測試功能）

5.0 結(jié)束語

通過與設(shè)計及發(fā)電機廠家的溝通，經(jīng)過對配電系統(tǒng)的改造。有效解決了主開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)容量、短路電流容量，應(yīng)急機保護、同期互鎖功能、定期帶載測試功能、黑啟動功能等問題，保證了改造后的平臺低壓配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行。同時通過對原系統(tǒng)的改造相比更換新設(shè)備節(jié)約大概30%的費用并有效縮短了改造周期。

【1】海洋石油工程設(shè)計指南第三冊；

【2】鋼質(zhì)海船入級規(guī)范第四分冊 中國船級社2009人民交通出版社；

【3】海洋石油161低壓配電板完工資料 江蘇常恒航海電器有限公司2009；