石油鉆井發(fā)電機(jī)組供電線路切換裝置的規(guī)范化改造

侯海龍 王斌 潘躍明

摘要：石油鉆井行業(yè)，根據(jù)鉆機(jī)類型，配備不同功率的發(fā)電機(jī)組，但隨著井場(chǎng)自動(dòng)化用電設(shè)備的不斷增加，用電負(fù)荷節(jié)節(jié)攀升，設(shè)備初期配置的發(fā)電機(jī)，已經(jīng)無(wú)法滿足鉆進(jìn)中后期用電負(fù)荷的需求。公司從設(shè)備綜合利用的角度出發(fā)，統(tǒng)一調(diào)配300KW、400KW、500KW發(fā)電機(jī)組，為30型鉆機(jī)和大慶Ⅱ型鉆機(jī)配備一臺(tái)300KW和一臺(tái)400KW的發(fā)電機(jī)組，40型機(jī)械鉆機(jī)配備的一臺(tái)400KW和一臺(tái)500KW的發(fā)電機(jī)組，基本滿足現(xiàn)場(chǎng)用電的需求。但機(jī)組重新配置后輸出電源線連接方式?jīng)]有變化，仍是沿用并機(jī)發(fā)電房配電柜， 兩臺(tái)號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電源線都接入發(fā)電房配電柜內(nèi)的塑殼斷路器的輸出端，無(wú)論哪臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，另外一臺(tái)的端子都帶電，容易發(fā)生危險(xiǎn)，兩個(gè)發(fā)電機(jī)任意一個(gè)斷路器在正常使用中發(fā)生故障時(shí)，需要整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)停電進(jìn)行維修，嚴(yán)重影響鉆井施工的正常進(jìn)行。依據(jù)Q/SH1020 2144-2012《鉆井井場(chǎng)電氣安全技術(shù)規(guī)范》，此類現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備存在較大安全隱患，針對(duì)此現(xiàn)象，我們制定了整改方案，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電源線接線方式進(jìn)行了規(guī)范化改造，保障生產(chǎn)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；切換裝置； 規(guī)范化改造

勝利油田內(nèi)部市場(chǎng)，鉆機(jī)配置以40型機(jī)械鉆機(jī)居多，占到鉆機(jī)總量的50%以上，鉆機(jī)配套時(shí)多數(shù)選用能夠?qū)崿F(xiàn)并機(jī)的兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)組，設(shè)備使用初期發(fā)電機(jī)組單機(jī)運(yùn)行和并機(jī)運(yùn)行完全可以滿足，鉆井施工初期和中后期的用電要求，但隨著發(fā)電機(jī)組性能參數(shù)差異加大；發(fā)電機(jī)發(fā)生故障需要進(jìn)廠修理；替換的發(fā)電機(jī)與并機(jī)控制系統(tǒng)不匹配；并機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性下降、易損壞、維修成本高等種種原因，多數(shù)配置并機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)已不能實(shí)現(xiàn)并機(jī)。

一、發(fā)電機(jī)組供電線路切換裝置現(xiàn)狀

現(xiàn)場(chǎng)40型機(jī)械鉆機(jī)配備的發(fā)電機(jī)組，使用并機(jī)發(fā)電房配電屏，是兩臺(tái)發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)都有一套并機(jī)配電柜，一臺(tái)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)供電后，需要增加供電量時(shí)啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)電機(jī)，當(dāng)?shù)诙_(tái)發(fā)電機(jī)的頻率和電壓與第一臺(tái)發(fā)電機(jī)頻率、電壓相同時(shí)，控制儲(chǔ)能開關(guān)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并機(jī)。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出電纜接是通過(guò)一個(gè)發(fā)電機(jī)斷路器接到電控房?jī)?nèi)的，所以在這種并機(jī)發(fā)電機(jī)組供電線路切換裝置上，無(wú)論哪臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，另外一臺(tái)斷路器的接線端子始終都帶電，容易發(fā)生危險(xiǎn)，兩個(gè)發(fā)電機(jī)任意一個(gè)斷路器在正常使用中發(fā)生故障時(shí)，都必須全井場(chǎng)停電進(jìn)行維修，嚴(yán)重影響鉆井施工的正常進(jìn)行。

二、規(guī)范化改造方案

（一）能并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組供電線路切換裝置規(guī)范化改造方案

針對(duì)仍然使用能并機(jī)的兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)組控制屏規(guī)范化改造方案，目前40機(jī)械鉆機(jī)電控房只設(shè)置了兩路電源輸入，一路是發(fā)電機(jī)輸入，一路是節(jié)能發(fā)電機(jī)輸入，所以兩臺(tái)能并機(jī)的發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)不能并機(jī)的發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出電纜都是并列安裝在一臺(tái)發(fā)電機(jī)控制柜后再輸出到電控房的，這種線路切換裝置要完全符合井場(chǎng)用電安全規(guī)范，又要能使兩臺(tái)能并機(jī)的發(fā)電機(jī)還能實(shí)現(xiàn)并機(jī)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)之間的并機(jī)電纜必須保留，在1號(hào)發(fā)電機(jī)通往2號(hào)發(fā)電機(jī)控制柜內(nèi)的斷路器的之間加裝一個(gè)斷路器，斷路器下端接1號(hào)發(fā)電機(jī)并機(jī)電纜，斷路器上端與2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出并在一起，另外在1號(hào)發(fā)電機(jī)控制柜內(nèi)需要再單獨(dú)加裝一個(gè)斷路器，將進(jìn)線并在蓄能開關(guān)下部，輸出使用節(jié)能發(fā)電機(jī)的電纜及進(jìn)線端子與電控房連接，（40型機(jī)械鉆機(jī)配備的節(jié)能發(fā)電機(jī)，由于受柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)影響，節(jié)能發(fā)電機(jī)的電壓非常不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響變頻設(shè)備和LED照明系統(tǒng)，所以各隊(duì)的節(jié)能發(fā)電機(jī)已經(jīng)不再使用，這樣節(jié)能發(fā)電機(jī)的電纜可以用在這次規(guī)范化改造上）。電控房控制柜內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)供電與節(jié)能發(fā)電機(jī)供電互鎖閘刀，使用節(jié)能發(fā)電機(jī)供電時(shí)發(fā)電機(jī)的閘刀斷開，使用發(fā)電機(jī)供電時(shí)節(jié)能發(fā)電機(jī)閘刀斷開。這樣就完成了還能并機(jī)發(fā)電機(jī)組的規(guī)范化改造。整個(gè)改造電控房?jī)?nèi)未做改動(dòng)。

1、能夠并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組規(guī)范化改造后第一種發(fā)電狀態(tài)

單獨(dú)使用1號(hào)發(fā)電機(jī)時(shí)，把通往2號(hào)發(fā)電機(jī)的并機(jī)線路斷路器斷開，合上新增加的斷路器，1號(hào)發(fā)電機(jī)新增加的輸出電纜通過(guò)電控房節(jié)能發(fā)電機(jī)的進(jìn)線端子接入電控房，通過(guò)互鎖閘刀扳至節(jié)能發(fā)電機(jī)位置單獨(dú)為全井供電。此時(shí)2號(hào)發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)處于安全無(wú)電狀態(tài)。完全符合《鉆井井場(chǎng)電氣安全技術(shù)規(guī)范》要求。

2、能夠并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組規(guī)范化改造后第二種發(fā)電狀態(tài)

單獨(dú)使用2號(hào)發(fā)電機(jī)時(shí)，把1號(hào)發(fā)電機(jī)并機(jī)線路新接入的斷路器斷開，1號(hào)發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)也處于安全無(wú)電狀態(tài)了，2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電纜接入電控房發(fā)電機(jī)進(jìn)線端子，通過(guò)互鎖閘刀扳至發(fā)電機(jī)供電位置單獨(dú)為全井供電。此時(shí)1號(hào)發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)處于安全無(wú)電狀態(tài)。也完全符合《鉆井井場(chǎng)電氣安全技術(shù)規(guī)范》要求。

3、能夠并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組規(guī)范化改造后第三種發(fā)電狀態(tài)

兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并機(jī)使用時(shí)，把1號(hào)發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)新接的斷路器斷開，把2號(hào)發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)新接的斷路器合上，其他并機(jī)操作仍然按照改造前操作執(zhí)行。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并機(jī)后通過(guò)2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電纜接入電控房發(fā)電機(jī)進(jìn)線端子，通過(guò)互鎖閘刀扳至發(fā)電機(jī)供電位置并機(jī)為全井供電。并機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組控制屏內(nèi)處于正常有電狀態(tài)。

（二）不能并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組供電線路切換裝置規(guī)范化改造方案：

不能實(shí)現(xiàn)并機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)組改造分兩部分，一部分按照井場(chǎng)安全用電規(guī)范解決發(fā)電房控制屏內(nèi)斷路器接線端子帶電問(wèn)題；一部分解決不更換 大功率500KW發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)滿足鉆進(jìn)中后期負(fù)載需求的問(wèn)題。

1、 不能實(shí)現(xiàn)并機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組安全用電規(guī)范改造

只需將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)斷路器之間的并機(jī)連接線拆除，把沒有與電控房連接的發(fā)電機(jī)斷路器輸出接線端子與節(jié)能發(fā)電機(jī)端子之間連接好，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)單獨(dú)或同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)控制柜內(nèi)互不影響，達(dá)到了井場(chǎng)安全用電的規(guī)范要求。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)可以通過(guò)電控房?jī)?nèi)的互鎖閘刀單獨(dú)給井場(chǎng)供電。

2、 不能實(shí)現(xiàn)并機(jī)運(yùn)行的400KW發(fā)電機(jī)組滿足負(fù)載需求的改造

不能并機(jī)的單臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)在鉆進(jìn)施工用電負(fù)荷較大時(shí)，已無(wú)法滿足全井的用電需求，全井用電設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于400KW的功率范圍，從用電的設(shè)備功率大小分析，把功率較大的電動(dòng)轉(zhuǎn)盤的母排與井場(chǎng)用電的母排分開，單獨(dú)控制，一臺(tái)發(fā)電機(jī)帶電動(dòng)轉(zhuǎn)盤，一臺(tái)發(fā)電機(jī)帶井場(chǎng)用電設(shè)備，井場(chǎng)的用電負(fù)荷合理的分配到兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)組上，兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)也滿足鉆進(jìn)中后期負(fù)載需求的問(wèn)題。

三、安全性與經(jīng)濟(jì)性分析

通過(guò)對(duì)井隊(duì)的兩臺(tái)400KW電機(jī)組供電線路切換裝置規(guī)范化改造，首先避免了觸電安全隱患，能并機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的井隊(duì)，根據(jù)鉆井工況可以隨時(shí)選擇單機(jī)運(yùn)行還是并機(jī)運(yùn)行。不能并機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的井隊(duì)，由于合理的分配負(fù)載，兩臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)滿足了40型鉆機(jī)的負(fù)載要求，不用重新配置大功率發(fā)電機(jī)；在電力負(fù)荷較大時(shí)時(shí)需要兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，但兩臺(tái)發(fā)電機(jī)負(fù)荷適中，燃油消耗與一臺(tái)500kw大功率發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的柴油相差無(wú)幾。改進(jìn)后兩臺(tái)400kw發(fā)電機(jī)處于中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，故障率下降，使用壽命得到延長(zhǎng)。本次改造費(fèi)用平局在1.5萬(wàn)元左右，重新配置一臺(tái)500KW發(fā)電機(jī)組至少需要70萬(wàn)元左右，經(jīng)濟(jì)性顯而易見。

四、結(jié)論

經(jīng)過(guò)井場(chǎng)安全用電規(guī)范化改造，既避免了觸電安全隱患，又在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中總結(jié)出一套經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀的電控房改造方案。在現(xiàn)有設(shè)備情況下，只增加1.5萬(wàn)元的改造費(fèi)用，就能較好的解決現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)的使用不均衡問(wèn)題，既保障了安全生產(chǎn)，又為公司節(jié)約了大量資金。