本文摘要：摘要：隨著海上油田的滾動開發，海上電網規模的不斷擴大，同期技術的應用將會越來越廣泛，同期點的設置也會越來復雜。基于此，本文以某電網為例分析了海洋石油平臺電力組網工程同期技術的應用。 關鍵詞：海洋平臺;電力組網;同期技術 電網工程中在設計電氣主
摘要：隨著海上油田的滾動開發，海上電網規模的不斷擴大，同期技術的應用將會越來越廣泛，同期點的設置也會越來復雜�；诖�，本文以某電網為例分析了海洋石油平臺電力組網工程同期技術的應用。
關鍵詞：海洋平臺;電力組網;同期技術
電網工程中在設計電氣主接線時，當開關兩側出現不同源電源時需要設置同期點。海洋石油平臺電力系統隨著電力組網工程的日益發展，同期點已不僅局限于發電機出口、母線聯絡開關等處。海洋電網各電站中心在何處實現組網互聯，減少并網沖擊，如何設置同期點可便于操作而又經濟變得極為重要。
1電力組網的必要性
1.1平臺間可互供電力、互為備用，減少事故及大型負荷啟動備用容量，提高電網運行的經濟性;同時增強其抵抗事故能力，實現事故情況下的相互支援，最終提高電站安全水平和供電可靠性，避免因電站平臺出現問題造成整個平臺供電的中斷。
1.2能承受較大的沖擊負荷，如注水泵、壓縮機等沖擊負荷，從而有利于改善提高電能質量。
1.3可減少備用機組數量，節省投資及運行維護成本。兩平臺可通過共享一臺備用電站，從而節省投資及平臺的占用空間。
2電網同期技術的重要性
電力系統同期并車三要素：頻率、電壓、相角。在電力組網工程實施前，海洋石油平臺電力系統通常為放射性網絡結構，即一個電站中心平臺或FPSO設置若干臺發電機組作為電站中心，通過變壓器為低壓400V、230V系統供電，或通過升壓變壓器、海纜為油田群內其他終端平臺供電。該系統同期點一般設置于發電機出口斷路器，同期功能由發電機控制系統完成;發電機設置為3臺或以上時發電機出口母線及對應低壓400V系統母線一般設置為雙母線分段形式，在中、低壓系統母聯處設置同期點。以往同期功能通常由繼電器或PLC實現，通過裝置自動或人員手動調節發電機組電壓與頻率，在合適相角差角度(一般為±5°)內實現合閘并車操作。
海洋平臺實施電力組網工程后，電網通常由兩、三個甚至更多的電站中心互聯而成，僅發電機出口及母聯開關具備同期功能顯然無法滿足電網操作的需求，必須在電站中心互聯路徑關鍵節點設置電網同期點，以完成各電站平臺均已起機帶生產的情況下電網的并車。而電網內進行同期操作時，由于同期點兩端均已是具備一定規模的電力系統，為了減少并網的沖擊應盡量減小合閘時兩側的相角差，以往的同期繼電器或PLC控制的相角差±5°無法完美解決，因此建議在電網同期點使用準同期技術，安裝準同期裝置，實現0°相角差合閘，以保證電網的穩定。
3同期點的設置原則與方法
海洋平臺電力系統實施電力組網后，多個電站中心互聯，聯網主線路雙端各連接對應的電站中心，因此需考慮設置并網同期點。
3.1雙向供電回路。同期點設置的首要原則：設置在存在雙向供電可能的回路。在海洋平臺電力組網工程中，多個電站中心互聯的主線路通常為35kV海纜或電纜連接(部分組網回路為10.5kV或其他電壓等級)，其組網主連接線路的開關斷路器可考慮設置為同期點并安裝準同期裝置，同期點同時可作為電網解列點，當系統發生震蕩穩定性遭到破壞時能迅速合理的解列為兩個或多個部分，以防止故障的進一步擴大，從而減少損失。
海洋平臺電力組網工程中存在大量雙向供電可能的開關節點，從實際設計角度出發，并非所有雙向供電開關均需設置為同期點，需結合電網操作的便利性與必要性進行考慮。
3.2考慮操作便利與供電恢復操作的原則。海洋平臺電力組網工程中存在多個雙向供電可能開關節點時，如何選擇其中哪個節點設置為同期點，需遵循電網操作的便利、供電恢復操作合理的原則。
通常海洋平臺電站中心平臺在電力組網實施前具備獨立發電機并供其周邊負荷平臺用電孤島運行模式，同期點的設置應考慮盡量設置在電力組網連接總出口處，以達到簡化電網操作的目的，當電網局部組網或由于某些故障導致部分電力系統從電網中解列后，恢復聯網時不應有復雜的倒換開關導致局部暫時性失電的問題發生。
圖1
以該電網為例如圖1，KL3-2CEPA平臺通過③④號開關與KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺連接，KL3-2CEPA平臺聯網總出口即為開關③④，可設置為同期點。同理KL10-1CEP平臺⑤號開關與BZ35-2CEPA平臺⑦號開關同樣可設置為同期點。
BZ35-2CEPA平臺同期點設置在35kV的⑦號開關而沒有考慮設置在中壓的①至⑥號開關主要原因在于：若①至⑥號開關均設置同期裝置其效果與35kV的⑦號開關設置一個同期點作用基本相同;而投資成本與施工工作量卻增加很多，造成不必要浪費;同時若考慮將同期點設置在某一臺組網主變壓器兩側開關時，當該變壓器檢修時將直接影響并網功能的使用。同理KL10-1CEP平臺也僅在⑤開關設置同期點，而非在①至④號開關設置同期點。
KL3-2CEPA平臺的①號開關也考慮了同期點的設置，這是由于其處于電網的連接中心處，需考慮兩種可能發生的情況：1)KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺通過KL3-2CEPA平臺35kV局部組網，KL3-2CEPA平臺組網主變壓器未投入，此時需并入電網;2)組網主變壓器的設置問題，KL3-2CEPA平臺組網主變壓器僅設置了1臺，當主變故障時該變壓器兩側開關跳閘則KL3-2CEPA平臺即脫網，而BZ35-2CEPA平臺組網主變壓器有3臺、KL10-1CEP平臺主變設置為2臺，多臺變壓器并聯同時故障脫網的風險要比KL3-2CEPA平臺小很多，KL3-2CEPA平臺組網主變故障開關跳閘后KL3-2CEPA平臺需重新并入電網。兩種情況均為KL3-2CEPA平臺35kV已帶電，若沒有KL3-2CEPA平臺①號開關同期點，則需將電網重新解列通過其他同期點重新逐步并網，而KL3-2CEPA平臺①號開關設置同期點則可在該點并入電網，這是由于其處于電網連接中心的特殊性造成的，KL10-1CEP平臺與BZ35-2CEPA平臺則不存在該問題，因此考慮操作與供電恢復的便利則在KL3-2CEPA平臺變壓器上口開關多設置了一個同期點。
結語
隨著海洋石油平臺電力系統的發展，電力組網工程的不斷實施，海上平臺電力系統逐漸形成多個有規模的電網。電網中普遍存在多個電站中心互聯，為了方便電網的操作，避免非同期合閘事故的發生，減少關鍵節點同期并網的沖擊，電網同期技術尤為重要。
參考文獻
[1]李鑫.淺析電力組網的必要性[J].中國海上油氣，2014(02).
[2]劉國鋒.電力組網技術在海洋石油平臺開發中的應用[J].中國海洋平臺，2014(05).
[3]王雅乾.海洋石油平臺電力組網工程同期技術應用研究[J].中國科技信息，2018(08).
推薦閱讀：《海洋氣象學報》是山東省氣象局主管，由山東省氣象學會與山東省氣象科學研究所聯合主辦的山東省唯一的氣象類科技期刊。
轉載請注明來自發表學術論文網：http://www.cnzjbx.cn/dzlw/19172.html
