比較分析海上平臺(tái)電氣負(fù)荷

白文柱

【摘 要】盡管陸上項(xiàng)目與海上項(xiàng)目在電氣負(fù)荷的計(jì)算上差別并不大，但受電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境以及項(xiàng)目運(yùn)營要求的影響，它們之間還是存在一定的差距的。本文著重介紹了海上平臺(tái)電氣負(fù)荷計(jì)算，并對(duì)不同的計(jì)算方法進(jìn)行分析和對(duì)比，希望對(duì)大家相關(guān)課題的研究有所幫助。對(duì)于海上平臺(tái)，其電氣負(fù)荷的計(jì)算可以適當(dāng)借鑒陸上項(xiàng)目的計(jì)算方式和方法，但也應(yīng)在同時(shí)使用系數(shù)以及電氣設(shè)備選型上加以側(cè)重，以提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全面性以及可靠性。

【關(guān)鍵詞】海上平臺(tái) 電氣負(fù)荷 比較分析

1海上平臺(tái)電氣負(fù)荷計(jì)算概況

1.1作用

電氣負(fù)荷的計(jì)算是海上平臺(tái)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作之一，貫穿于工程的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，起始于預(yù)可行性階段，終止于工程設(shè)計(jì)結(jié)束。

1.2方法

在陸地工廠供配電系統(tǒng)以及船舶電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)電氣負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，海上平臺(tái)的電氣系統(tǒng)屬于船舶電氣系統(tǒng)的一種，所以海上平臺(tái)電氣負(fù)荷計(jì)算的方法應(yīng)參考船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)。

1.3電氣負(fù)荷計(jì)算書的編制

電氣負(fù)荷的計(jì)算需要?dú)v經(jīng)預(yù)可行性研究、可行性研究、概念確立、基本設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)，各個(gè)階段對(duì)電氣負(fù)荷計(jì)算書的要求也不同，應(yīng)確保電氣負(fù)荷計(jì)算書的編制契合不同階段的需要，使得各電設(shè)備的負(fù)載系數(shù)、額定功率以及其它參數(shù)的更加的合理、可靠。總之，電氣負(fù)荷計(jì)算書的編制是電氣負(fù)荷計(jì)算的核心環(huán)節(jié)，關(guān)系到項(xiàng)目設(shè)計(jì)是否全面、完整，是否能滿足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需要以及運(yùn)行要求。

2以甲海上平臺(tái)為例實(shí)際分析電氣負(fù)荷的計(jì)算

對(duì)平臺(tái)各用電設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行收集，并在電氣負(fù)荷表進(jìn)行體現(xiàn)；在連續(xù)、間斷以及備用負(fù)載下對(duì)平臺(tái)各用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分，并據(jù)此選擇計(jì)算工況；根據(jù)各用電設(shè)備的效率和功率因數(shù)計(jì)算出其負(fù)載系數(shù)，或者直接查看船舶實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)得出；對(duì)平臺(tái)各用電設(shè)備在不同工況下的的功率進(jìn)行計(jì)算，然后據(jù)此得出各工況下所需總功率。對(duì)于總的電氣負(fù)荷的計(jì)算，有以下計(jì)算公式：連續(xù)負(fù)載下的總負(fù)荷=連續(xù)負(fù)載下的所有電氣設(shè)備的總功率 連續(xù)負(fù)載下的同時(shí)使用系數(shù)（0.9～1.0）；間斷負(fù)載下的總負(fù)荷=間斷負(fù)載下單臺(tái)電氣設(shè)備的最大功率+間斷負(fù)載下所有電氣設(shè)備的總功率 間斷負(fù)載下的同時(shí)使用系數(shù)（0.5）；備用負(fù)載下的總負(fù)荷=備用設(shè)備的單臺(tái)最大功率+所有備用電力設(shè)備的總功率 同時(shí)使用系數(shù)（0.1）； 總的有功功率=間斷負(fù)載下的總負(fù)荷+間斷負(fù)載下的總負(fù)荷+備用負(fù)載下的總負(fù)荷；總的電氣負(fù)荷=10%的功率余量+總的有功功率 功率因數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算公式，甲海上平臺(tái)的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表1所示：

Rating

Continuous Load 1474 kW 842kVAr

Intermittent load（50% of total） 308 kW 116 kVAr

Largest intermittent load 104 kW 50 kVAr

Standby load（10% of total） 103 kW 51 kVAr

Largest standby load 274 kW 133 kVAr

Total plant load（ptotal）（note i） 2056 kW 1091 kVAr

Plant load rating c/w 10% capacity 2262 kW 1200 kVAr

Plant（LV）rating c/w 10% capacity 2560 kVAr

{Ptotal/pf plus 10%}

Exisiting LV transformer rating of 2576 kVAr

OPA-XF-0001 （ONAF）

表1甲海上平臺(tái)的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

3電氣負(fù)荷計(jì)算方法分析

3.1系數(shù)的選取

在陸上項(xiàng)目中，連續(xù)負(fù)載下的同時(shí)使用系數(shù)取1，間斷負(fù)載下的同時(shí)使用系數(shù)取0.3，間斷負(fù)載下的同時(shí)使用系數(shù)取0.1。在海上項(xiàng)目中，電氣設(shè)備的同時(shí)使用系數(shù)分別是1，0.5，0.1，并且不同的海上項(xiàng)目選擇的系數(shù)也是有所區(qū)別的，但都處于一定的范圍之內(nèi)。

3.2對(duì)電氣設(shè)備選型的影響

通常情況下，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求以及實(shí)際運(yùn)行的需要來選擇電氣設(shè)備的型號(hào)。以變壓器的發(fā)電機(jī)的選型為例進(jìn)行分析對(duì)比：在陸地工業(yè)項(xiàng)目中，由于維護(hù)方便、運(yùn)行環(huán)境良好，對(duì)變壓器發(fā)電機(jī)的容量要求并不高，那么就可以采取并列運(yùn)行的方式，以降低投資成本；而在海上項(xiàng)目中，由于運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，且一旦發(fā)生的大的故障需要較長的維修周期，所以為了減低可能的故障對(duì)生產(chǎn)的影響，要求單臺(tái)變壓器的發(fā)電機(jī)的容量就能滿足生產(chǎn)的需要。

3.3工程經(jīng)驗(yàn)

在電氣負(fù)荷的計(jì)算中，陸地項(xiàng)目與海上項(xiàng)目的共同之處是負(fù)荷的分類以及各負(fù)荷下電氣設(shè)備總功率的計(jì)算方法，不同之處是同時(shí)使用系數(shù)的取值以及對(duì)單臺(tái)電氣設(shè)備符合的要求。所以說，在計(jì)算海上平臺(tái)的電氣負(fù)荷時(shí)可借鑒陸上電力負(fù)荷的計(jì)算方式和方法，并在不同的地方進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3.4適用范圍

甲海上平臺(tái)電氣負(fù)荷的計(jì)算方法適用于已知或容易察知各電氣設(shè)備參數(shù)的海上平臺(tái)，應(yīng)為該方法的第一步就是對(duì)各參數(shù)進(jìn)行收集，并需要一一錄入，且在電氣負(fù)荷表體現(xiàn)。該方法的優(yōu)勢是可靠、準(zhǔn)確，但對(duì)相關(guān)人員的素質(zhì)要求較高，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力斤進(jìn)行計(jì)算和匯總。首先是區(qū)分各電氣設(shè)備的運(yùn)行工況，比如連續(xù)、間斷以及備用荷載；其次是計(jì)算出各工況下的總負(fù)荷，并乘以各同時(shí)使用系數(shù)得出各工況下的電氣負(fù)荷。最后對(duì)各工況下的電氣負(fù)荷進(jìn)行匯總求得總的電氣負(fù)荷。

4結(jié)語

在不同的領(lǐng)域電氣負(fù)荷計(jì)算方式方法均有所區(qū)別，甚至是同屬海上平臺(tái)的海上鉆井平臺(tái)與海上生產(chǎn)平臺(tái)之間也有著一定的差別，這不僅僅是設(shè)計(jì)專業(yè)方面的問題，也與項(xiàng)目運(yùn)行要求、運(yùn)行環(huán)境以及設(shè)備的型號(hào)密切相關(guān)。所以說，針對(duì)具體的海上平臺(tái)的電氣負(fù)荷計(jì)算，除了參考相應(yīng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和類似的電氣負(fù)荷計(jì)算外，還應(yīng)充分考慮設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、項(xiàng)目的運(yùn)行需要以及設(shè)備的型號(hào)，也只有綜合考慮上述因素才能使得變壓器、應(yīng)急發(fā)電機(jī)、斷路器等電氣設(shè)備能更好地海上平臺(tái)的生產(chǎn)服務(wù)。

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