海上油田群不停產工況下電力組網方案研究與應用

摘 要：電力是海上油田生產的動力來源，為了提高海上油田群供電可靠性和經濟性，需要將油田群內不同的電站平臺并網運行。為避免因進行電力組網而使平臺油井關停導致的經濟損失，研究了兩個獨立運行的電網在平臺油井不停產工況下進行電力組網的方案，并對現場實際應用效果進行了分析。

關鍵詞：海上油田群；不停產工況；電力組網

中圖分類號：TE48""" 文獻標志碼：A""" 文章編號：1671-0797（2025）02-0023-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.02.006

0" 引言

該海上油田群包括一座在產中心平臺EP15-1CEP，一座新建鉆采平臺EP20-4DPP，以及A、B兩個井口平臺，其中EP15-1CEP和EP20-4DPP為兩個裝有發電機組的電站平臺。平臺之間通過三條海底復合電纜連接，分別為從EP15-1CEP至EP20-4DPP、從EP15-1CEP至在產井口平臺A、從EP20-4DPP至新建井口平臺B。兩個電站平臺電力組網前，EP15-1CEP向井口平臺A單向供電，EP20-4DPP向井口平臺B單向供電。為提高電網的供電穩定性，需要將兩個獨立的電網進行并網運行。雖然將在產平臺關停后進行電力組網是最安全可靠的，但由停產帶來的經濟損失將是不可忽視的，于是，開展不停產工況下進行電力組網的研究就顯得尤為重要。

1" 現場工況

EP15-1CEP平臺有四臺輸出電壓為10.5 kV的原油發電機、一臺輸出電壓為10.5 kV的燃氣透平發電機，為平臺上的負載設備提供主電源；EP20-4DPP平臺有兩臺輸出電壓為10.5 kV的燃氣透平發電機組，為平臺上的負載設備提供主電源。EP15-1CEP與EP20-4DPP平臺之間通過35 kV海底復合電纜連接，EP15-1CEP安裝有兩臺升壓電力變壓器（10.5 kV/

35 kV）用于組網，EP20-4DPP安裝一臺升壓變壓器（10.5 kV/35 kV）用于組網。由于EP15-1CEP和井口平臺A之間、EP20-4DPP和井口平臺B之間，兩個獨立電網都是單向供電，所以本文主要研究的是兩個電站平臺EP15-1CEP和EP20-4DPP之間的電力組網。

2" 電力組網方案研究

由于組網工作需要在兩個電站平臺都具有可操作性[1]，所以此組網方案的研究從以下兩個方面展開。

2.1" 由在產平臺EP15-1CEP向新建平臺EP20-

4DPP送電組網

啟動EP20-4DPP透平發電機進行待機，并確認中壓盤上發電機進線斷路器的進線端帶電且斷路器處于斷開狀態，此時需觀察發電機進線斷路器的進線端帶電顯示儀及電壓表工作是否正常。在確認兩個平臺上的高壓盤斷路器狀態顯示正常后，閉合EP15-

1CEP高壓盤出線斷路器，完成EP15-1CEP至EP20-4DPP的海纜送電。

海纜首次送電后需要靜置24 h，其間定時檢查兩個平臺上的高壓盤斷路器狀態顯示以及海纜接線箱有無異常。

海纜靜置完成后，依次閉合EP20-4DPP高壓盤斷路器VCB001和斷路器VCB004。此時來自EP15-1CEP的電源已經送達EP20-4DPP中壓盤斷路器VCB104，使用核相儀在此斷路器下口位置對來自EP15-1CEP的電源相序進行核查。確認無誤后，依次閉合中壓盤斷路器VCB104及母聯斷路器，然后在VCB102與VCB112之間對EP20-4DPP和EP15-1CEP的電源進行核相操作。核相操作示意圖如圖1所示。

核相無誤后，依次斷開中壓盤斷路器VCB104以及高壓盤斷路器VCB004，此時，來自EP15-1CEP的電源已經退行至高壓盤VCB004上口；然后依次閉合中壓盤斷路器VCB102、VCB104，此時，來自EP20-4DPP的電源已經送至高壓盤VCB004下口。

第一步，在高壓盤VCB004處同期合閘，進行電力組網：通過對EP20-4DPP透平發電機進行調頻調壓，觀察高壓盤VCB004同期裝置進行同期合閘，實現EP15-1CEP平臺和EP20-4DPP平臺的電力組網，示意圖如圖2所示。

第二步，在高壓盤VCB001處同期合閘，進行電力組網：斷開高壓盤斷路器VCB001，通過對EP20-

4DPP透平發電機進行調頻調壓，觀察高壓盤VCB001同期裝置進行同期合閘，實現EP15-1CEP平臺和EP20-4DPP平臺的電力組網，示意圖如圖3所示。

2.2" 由新建平臺EP20-4DPP向在產平臺EP15-

1CEP送電組網

斷開EP15-1CEP高壓盤斷路器VCB007，確認高壓盤斷路器狀態顯示正常后，在高壓盤VCB007處同期合閘，進行電力組網：通過對EP15-1CEP主發電機進行調頻調壓，觀察高壓盤VCB007同期裝置進行同期合閘，實現EP15-1CEP平臺和EP20-4DPP平臺的電力組網。示意圖如圖4所示。

3" 組網試驗主要操作

3.1" 核相方法[2]

1）首先必須保證變壓器原邊、副邊開關柜的繼電保護裝置無故障及報警信息、面板指示燈正常，且母排帶電。

2）在開關設備的一次側核相，保證二次側電壓相序一致。

3）在核相點采取二次電壓和儀表核對兩個電源對應的相序。

通過以上方法，如果發現兩個電源相序有誤，則對相序錯誤的電源，任意調換兩根電纜接線位置，接線工藝不變。

3.2" 核相操作

1）工作開始前要對使用的核相儀器、儀表進行校核。

2）全面核查核相范圍內的設備設施是否達到運行標準以及是否具備運行條件，并核實核相范圍內設備設施的調試及竣工資料。

3）在核相作業點和設備前后設置人工接地安全保護裝置；作業核相斷開點，保證兩個電源同相和異相的操作距離和安全距離，核相工作人員進入作業位置并安排作業器具和儀表接線，布局可靠的安全防護裝置和警戒護欄；最后拆除作業點前后人工接地安全保護裝置。

4）作業人員穿戴好高壓絕緣手套、絕緣鞋等個人防護用品。

以上每個環節的操作均應按照電氣安全操作規程和制度執行。無論是采用高壓側直接核相還是二次電壓儀表核相，均要求核相點兩側電源的A-A相、B-B相和C-C相相序必須一致。

3.3" 配電柜自動準同期并網

1）將配電柜隔離刀閘進行合閘，并檢查同期裝置內部測量數值，確認兩側數值正常。

2）確認高壓開關柜的“遠方/本地”選擇開關在“本地”位置，同期合閘開關處于“投入”位置。

3）利用同期調節選擇開關選擇需要調節的電站，利用升壓/降壓、升頻/降頻調節開關對相應的電站進行調節。

4）當檢測到兩電站滿足準同期并網條件[3]，斷路器自動合閘，EP15-1CEP和EP20-4DPP兩電站并網成功。

經過以上步驟，電網并網成功后，檢查兩個平臺的變壓器差動保護繼電器和海纜光線差動保護繼電器[4]。

4" 試驗注意事項與應急措施

4.1" 注意事項

1）平臺上所有與電力組網工作有關的新設備的調試工作全部完成并驗收合格，具備送電條件。

2）單一平臺的EMS系統調試工作完成，能夠為組網過程中的并網和解列操作提供依據，保證電力系統安全、穩定。

3）所有組網工作相關的繼電保護裝置參數已按照設計定值單正確設定，并校驗完成。

4）組網工作涉及的區域范圍內避免有其他作業活動。

5）組網工作之前對全體參與人員進行技術交底、安全交底，確保相關人員具有合格的特種作業操作證書；所有參與人員必須配備合格的防靜電工作服以及必要的勞動防護用品。

6）所使用的工具、設備（表1）必須具有相關的合格及檢驗證書，確保能正常使用并在有效期內。

4.2" 人員觸電應急措施

發生人員觸電事故，應立即采取以下應急救援措施：

1）現場目擊人員，應立即斷開電源，在未斷開電源前嚴禁觸及觸電者身體，可用絕緣救生鉤等絕緣體將觸電者與帶電設備分開；

2）立即撥打救援電話，并根據觸電者情況開展胸外復蘇等現場急救，直到專業救援人員到達，其間不得隨意搬動觸電者身體；

3）匯報事故經過及現場處置情況。

4.3" 火災應急措施

現場發生火災事故，應立即采取以下應急救援措施：

1）第一發現人應立即發起火災警報；

2）根據火災類型，使用適當滅火器或其他滅火設備進行滅火；

3）隔離失火現場，轉移附近可燃物；

4）匯報事故經過及現場處置情況。

5" 結束語

本文對EP15-1CEP在不停產工況下與新建的EP20-4DPP進行電力組網的方案進行了研究并成功應用于實踐，不僅提高了該油田群電網供電的可靠性，也為油田群的生產經營創造了一定的經濟價值。本文的應用實踐為其他油田群不停產工況下進行電力組網提供了一種可供借鑒的方案。

[參考文獻]

[1] 周新剛，呂應剛，李毅，等.海上電力孤島組網工程技術[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2] 翟丹丹.海上平臺復雜電力組網的應用[J].油氣田地面工程，2018，37（2）：70-74.

[3] 李強，李鑫，魏澈.海上油氣田群電力組網技術[J].中國造船，2011，52（增刊1）：218-223.

[4] 吳鋒，胡輝，胡鵬，等.海上油氣田電力組網技術研究與實踐[J].中國海上油氣，2010，22（1）：54-58.

收稿日期：2024-09-20

作者簡介：朱海峰（1990—），男，山東人，工程師，從事海上油氣田開發工程相關工作。