海洋在生產(chǎn)平臺(tái)主電站并網(wǎng)調(diào)試方案優(yōu)化

孟凡然

【摘 要】生產(chǎn)狀態(tài)下的海洋平臺(tái)要求電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，如在生產(chǎn)平臺(tái)新增發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)，很可能對(duì)平臺(tái)電網(wǎng)的穩(wěn)定造成沖擊。本文以渤海墾利油田群為例，設(shè)計(jì)了在生產(chǎn)平臺(tái)新增發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)調(diào)試方案，保證調(diào)試的同時(shí)將對(duì)平臺(tái)生產(chǎn)的影響降到最低。該方案使用了“干電阻+平臺(tái)負(fù)載”結(jié)合的方式進(jìn)行調(diào)試，節(jié)約了資源，探索了海上大型發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試的新思路。

【關(guān)鍵詞】海洋平臺(tái) 發(fā)電機(jī)組 調(diào)試 并網(wǎng)

1 油田群概況及電網(wǎng)運(yùn)行情況

墾利油田群包括3座中心平臺(tái)和8座井口平臺(tái)，電網(wǎng)由9臺(tái)額定功率10500KW的索拉Titan130燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組并網(wǎng)組成，目前運(yùn)行模式為“1+1+1”，即BZ35-2CEPA、KL3-2CEPA、KL10-1CEP平臺(tái)各運(yùn)行1臺(tái)機(jī)組，由EMS（Energy Management System）系統(tǒng)控制負(fù)荷分配。隨著油田的開發(fā)和更多新井的投產(chǎn)，需要在BZ35-2CEPA新增一臺(tái)Titan130機(jī)組與其余9臺(tái)并網(wǎng)以滿足油田日趨增長(zhǎng)的用電需要。

2 并網(wǎng)試驗(yàn)的前提條件與方案選擇

新增機(jī)組達(dá)到并網(wǎng)條件需要以完成以下幾項(xiàng)工作為前提：

⑴透平單機(jī)負(fù)載測(cè)試完成；

⑵透平出線柜功能測(cè)試及綜保校驗(yàn)完成；

⑶EMS系統(tǒng)與透平、透平出線柜的通訊測(cè)試、控制邏輯測(cè)試完成。

其中第2、3項(xiàng)都可以通過常規(guī)的施工手段實(shí)現(xiàn)，第1項(xiàng)透平負(fù)載測(cè)試，傳統(tǒng)的調(diào)試方案是先將平臺(tái)停產(chǎn)，利用干式電阻箱作為穩(wěn)定負(fù)載，完成調(diào)試后再復(fù)產(chǎn)。這種方案不僅影響平臺(tái)正常生產(chǎn)，還因?yàn)闄C(jī)組功率大，需要從陸地動(dòng)員較多的干電阻出海并占用平臺(tái)大量的空間和資源，不適合海上平臺(tái)這種空間相對(duì)狹小的環(huán)境，工程總體費(fèi)用也相對(duì)較高。

本項(xiàng)目從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況出發(fā)，利用平臺(tái)中壓盤MA段1臺(tái)10.5KV 1250A備用開關(guān)VCB112，只選用一臺(tái)5000KW干電阻用于透平50%負(fù)載測(cè)試，之后將機(jī)組并入電網(wǎng)，利用生產(chǎn)平臺(tái)負(fù)載完成剩余測(cè)試，兩種方案的比較如下：（表1）

通過對(duì)比得知，優(yōu)化方案占用資源、空間少，施工方便，且平臺(tái)停產(chǎn)時(shí)間短，產(chǎn)量損失小，綜合考慮應(yīng)作為首選的施工方案。

3 調(diào)試方案設(shè)計(jì)

3.1 調(diào)試總體方案

從圖1和圖2得知，BZ35-2CEPA已運(yùn)行的3臺(tái)機(jī)組GTG-A/B/C輸出的10.5KV 電直接到中壓盤，再通過變壓器分別連接到低壓盤和高壓盤，高壓盤通過海纜向BZ35-2WHPB、BZ29-4WHPC平臺(tái)供電，距離CEPA較近的BZ35-2WHPA平臺(tái)通過VCB106直接由BZ35-2CEPA平臺(tái)供電，同時(shí)高壓盤通過海纜和組網(wǎng)開關(guān)VCB127與KL3-2CEPA組網(wǎng)。

BZ35-2CEPA中壓盤被母聯(lián)開關(guān)VCB105分隔為MA、MB兩段，MA段和MB段具備獨(dú)立的通路分別向低壓盤和高壓盤供電。本次新增透平GTG-D位于MA段，同時(shí)MA段還有1臺(tái)10.5KV 1250A備用開關(guān)VCB112可用于連接干電阻，故確定調(diào)試的總體方案為：BZ35-2CEPA透平全停，KL10-1啟動(dòng)兩臺(tái)透平，電網(wǎng)運(yùn)行模式由“1+1+1”改為“0+1+2”，然后斷開VCB105將中壓盤MA段隔離并接入干電阻用于D機(jī)50%負(fù)載調(diào)，MB段不斷電維持WHPB和WHPC平臺(tái)的生產(chǎn)。待D機(jī)調(diào)試完成后恢復(fù)VCB105，將D機(jī)并入電網(wǎng)，利用電網(wǎng)負(fù)載完成剩余調(diào)試。

3.2 調(diào)試方案校核

⑴電網(wǎng)容量校核：油田群實(shí)際負(fù)載25300KW，透平單機(jī)額定功率10500KW，D機(jī)滿載試驗(yàn)時(shí)電網(wǎng)計(jì)劃投用4臺(tái)透平，模式為“1+1+2”，熱備容量16700KW，滿足要求；

⑵低壓變壓器容量校核：低壓變壓器TR-002、TR-003容量均為2500KVA，BZ35-2CEPA低壓段實(shí)際負(fù)載1650KW，滿足要求；

⑶備用開關(guān)容量校核：干電阻負(fù)載5000KW，VCB112額定電流1250A，CT變比為1000/5，開關(guān)容量約為：P=√3UICOSΦ=1.732 x 10.5 x 1000 x 0.8≈14500KW，滿足要求。

3.3 調(diào)試操作步驟

⑴將中壓盤MA段負(fù)載轉(zhuǎn)移至MB段；

⑵隔離變壓器TR-001，閉合低壓盤母聯(lián)開關(guān)ACB104，將低壓盤LA段與LB段串聯(lián)；

⑶KL10-1CEP啟動(dòng)兩臺(tái)透平，BZ35-2透平關(guān)閉，電網(wǎng)變?yōu)椤?+1+2”模式；

⑷關(guān)閉BZ35-2WHPA所有設(shè)備，斷開VCB113和VCB105，將中壓盤MA段隔離；

⑸啟動(dòng)GTG-D，利用接在VCB112的干電阻進(jìn)行50%負(fù)載試驗(yàn)，之后退出D機(jī)，恢復(fù)VCB105、VCB113和WHPA平臺(tái)生產(chǎn)；

⑹將D機(jī)并入電網(wǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行模式為“1+1+2”，將EMS系統(tǒng)推出，通過手動(dòng)分配負(fù)載使D機(jī)滿載，其余3臺(tái)機(jī)組平均分配剩余負(fù)載，配合D機(jī)進(jìn)行100%負(fù)載試驗(yàn)；

⑺將D機(jī)由EMS系統(tǒng)接管，KL10-1退出一臺(tái)機(jī)組，電網(wǎng)運(yùn)行模式恢復(fù)為“1+1+1”。

4 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論

實(shí)際試驗(yàn)中，D機(jī)并入電網(wǎng)后狀態(tài)良好，在電網(wǎng)“1+1+2”模式下將EMS退出，通過手動(dòng)加載使D機(jī)滿載，4臺(tái)機(jī)組按照2：1：1：1負(fù)荷比例分配，有功功率負(fù)荷分配穩(wěn)定時(shí)間8S，各機(jī)組功率波動(dòng)范圍小于300KW。之后將EMS系統(tǒng)投用，退出一臺(tái)機(jī)組使電網(wǎng)模式恢復(fù)為“1+1+1”，剩余3臺(tái)按照1：1：1負(fù)荷比例分配，有功功率負(fù)荷分配穩(wěn)定時(shí)間3S，各機(jī)組功率波動(dòng)范圍小于 150KW。整個(gè)調(diào)試過程中WHPA平臺(tái)實(shí)際停產(chǎn)5.5小時(shí)，WHPB、WHPC平臺(tái)正常生產(chǎn)，成功完成了本次調(diào)試。

實(shí)踐證明，墾利油田群新增透平機(jī)組海上并網(wǎng)調(diào)試方案不僅可行，而且節(jié)約了資源，減少了工作量，可以為后續(xù)項(xiàng)目提供借鑒。