靖邊氣田無人值守集氣站發電機遠程控制自動啟停技術探討

張建華 楊玉林 劉瑞軍 楊振峰 尚麗(中國石油長慶油田分公司第一采氣廠,陜西 靖邊 718500)

1.集氣站供電系統現狀

按照無人值守站巡檢管理規定，應急保障點員工每天對管轄站進行1次巡護，目前集氣站日常均使用市電，夏季農忙及秋、冬季地方線路普查時，集氣站市電斷電及閃停現象較為頻繁，導致站內自控設備無法正常運行。

因集氣站歸屬與市電歸屬的重疊性，同一應急保障點管轄集氣站市電也大多歸屬同一變電所管理，如變電所發生斷電，應急保障點連續往返各集氣站啟運發電機。目前集氣站斷電后UPS供電時間能夠達到1-3小時，當遭遇特殊天氣時，由于往返路程較遠，部分集氣站進站道路為沙石路，道路濕滑無法在3小時內趕赴斷電站啟發電機，導致站內UPS電量消耗殆盡，站內自控設備失靈存在安全隱患。

根據目前我區供電系統現狀，計劃選取一座集氣站進行供電系統改造，安裝“雙電源轉換控制系統”。通過改造確保特殊天氣區域斷電后，集氣站發電機能夠自動啟動或遠程啟動，確保集氣站供電正常，保障集氣站安全生產受控。

2.發電機改造實施目標

集氣站燃氣發電機為集氣站的應急供電設備，市電斷電后，啟運發電機來保障集氣站正常生產。目前由于我區12座集氣站無人值守，市電斷電后，應急保障點員工需趕赴斷電站人工啟運發電機、預熱、市電切換、加載。斷電后遭遇特殊天氣且燃氣發電機需進行熱運行，導致站控UPS消耗殆盡，致使站內自控儀表失控。針對這一情況，我區計劃對2座集氣站進行發電機自動啟停改造，實現市電斷電后發電機自動啟機、切換、加載功能。

3.發電機自動啟停設計方案

針對目前集氣站外電斷電后，集氣站發電機需人為啟動分析，計劃安裝“雙電源轉換控制系統”，該系統主要由三部分組成：發電機智能控制模塊、自動切換系統、市電監控模塊組成。主要應用于主電源（市電）與備用電源（燃氣發電機）之間的轉換。雙電源轉換控制系統能實時監測主電源和備用電源的工作狀況，并把測量電參數上傳到自控系統。當被監測的主電源發生故障（如斷相、欠壓、失壓或頻率出現偏差等故障）時，控制系統自動發出動作指令，斷開主電源，啟動備用電源，待備用電源工作穩定后將負載轉換（時間可調整）到備用電源供電。當主電源恢復正常后，斷開備用電源負載，將負載轉換到主電源。備用電源經過卸載冷機（時間可調整）后關閉。

把現用動力柜和新動力柜并聯起來，用新動力柜的雙投刀閘來選擇用哪個動力柜來提供電源，這樣就形成了一用一備，確保了生產安全。

控制柜設置“就地”“遠程”兩種運行模式，控制柜上選擇按鈕切換到“就地”模式，可以實現現場人工控制。控制柜上選擇按鈕切換到“遠程”模式，電力檢測儀表把市電和油電的數據時時上傳給本系統的控制系統，在由控制系統把數據上傳到自控系統，這樣遠程就能夠時時檢測市電、油電電參數。

4.發電機自動啟停技術可行性分析

4.1 技術改造分析

燃氣發電機自動化控制系統主要由三部分組成：發電機智能控制模塊、自動切換系統、市電監控模塊組成。增加一組動力柜與現有配電柜進行并聯，將市電、發電機電源接入新增控制柜。市電供電時，市電監控模塊監控市電的運行狀態（電壓、電流），當發生斷電或欠壓時，自動切換系統停止市電輸入，發電機自動控制模塊開啟發電機電磁閥供氣、打火，發電機熱運行30-50分鐘（可調節熱運行時間），根據設定時間發電機加載運行，市電監控模塊在市電、發電機切換時持續監測市電運行狀態，當將測到市電來電后或電壓正常5-10分鐘后，發電機卸載運行，市電正常供電，發電機怠速運行10-30分鐘后停機。

燃氣發電機自動化控制系統接入監控設備，可在監控頁面設置發電機啟動和停運，可保障寒冷天氣下多次對發電機的卸載運行，防止燃油系統的低溫下運行困難，及對電瓶的蓄電，保證了發電機運行的穩定性。

4.2 安全運行分析

燃氣發電機自動化控制系統具有三種啟動方式。當市電斷電或異常時，系統自動報警，由人工來遠程操作，斷開市電，啟動發電機，待油電電壓穩定后，再將油電合閘。當市電恢復后先斷開油電，再將市電合閘，等發電機卸載工作一段時間后，再將發電機熄火。為了保證安全，市電合閘和油電合閘互鎖，在市電合閘的情況下，油電無法合閘，但是可以啟動發電機。在油電合閘的情況下同樣市電也沒法合閘。

5.結語

隨著我廠集氣站數字化改造工作的穩固推進，天然氣外供任務的嚴峻形勢，特殊天氣外電斷點后，應急人員不能及時前往對集氣站的安全生產及天然氣保供會帶來很大的影響。本著持續降低員工勞動強度、大力提升集氣站安全管控、杜絕員工特殊天氣出車風險的管理理念。通過增設“燃氣發電機自動化控制系統”將能達到以下幾個目的。

5.1 夏季農忙及外電檢修過程，集氣站外電斷電后，“燃氣發電機自動化控制系統”自動啟動發電機在保證足夠熱運行時間后，加載運行，確保站內自控、計量、監控設備正常運行，使集氣站安全受控。

5.2 當集氣站發生外電斷電，應急保障點員工不需要再趕赴多座集氣站緊急啟動發電機，大大降低了員工出車頻次、勞動強度，降低了惡劣天氣員工出車發現。

5.3 “燃氣發電機自動化控制系統”安裝后，發電機打鐵開關需長期處于合閘狀態，電瓶電量消耗較大，自動控制系統可隨時遠程對集氣站發電機進行啟動，及時對發電機電瓶充電，保證該控制系統運行正常。