靖邊氣田無人值守集氣站發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程控制自動啟停技術(shù)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(tǒng)現(xiàn)狀

按照無人值守站巡檢管理規(guī)定，應(yīng)急保障點(diǎn)員工每天對管轄站進(jìn)行1次巡護(hù)，目前集氣站日常均使用市電，夏季農(nóng)忙及秋、冬季地方線路普查時(shí)，集氣站市電斷電及閃?，F(xiàn)象較為頻繁，導(dǎo)致站內(nèi)自控設(shè)備無法正常運(yùn)行。

因集氣站歸屬與市電歸屬的重疊性，同一應(yīng)急保障點(diǎn)管轄集氣站市電也大多歸屬同一變電所管理，如變電所發(fā)生斷電，應(yīng)急保障點(diǎn)連續(xù)往返各集氣站啟運(yùn)發(fā)電機(jī)。目前集氣站斷電后UPS供電時(shí)間能夠達(dá)到1-3小時(shí)，當(dāng)遭遇特殊天氣時(shí)，由于往返路程較遠(yuǎn)，部分集氣站進(jìn)站道路為沙石路，道路濕滑無法在3小時(shí)內(nèi)趕赴斷電站啟發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致站內(nèi)UPS電量消耗殆盡，站內(nèi)自控設(shè)備失靈存在安全隱患。

根據(jù)目前我區(qū)供電系統(tǒng)現(xiàn)狀，計(jì)劃選取一座集氣站進(jìn)行供電系統(tǒng)改造，安裝“雙電源轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)”。通過改造確保特殊天氣區(qū)域斷電后，集氣站發(fā)電機(jī)能夠自動啟動或遠(yuǎn)程啟動，確保集氣站供電正常，保障集氣站安全生產(chǎn)受控。

2.發(fā)電機(jī)改造實(shí)施目標(biāo)

集氣站燃?xì)獍l(fā)電機(jī)為集氣站的應(yīng)急供電設(shè)備，市電斷電后，啟運(yùn)發(fā)電機(jī)來保障集氣站正常生產(chǎn)。目前由于我區(qū)12座集氣站無人值守，市電斷電后，應(yīng)急保障點(diǎn)員工需趕赴斷電站人工啟運(yùn)發(fā)電機(jī)、預(yù)熱、市電切換、加載。斷電后遭遇特殊天氣且燃?xì)獍l(fā)電機(jī)需進(jìn)行熱運(yùn)行，導(dǎo)致站控UPS消耗殆盡，致使站內(nèi)自控儀表失控。針對這一情況，我區(qū)計(jì)劃對2座集氣站進(jìn)行發(fā)電機(jī)自動啟停改造，實(shí)現(xiàn)市電斷電后發(fā)電機(jī)自動啟機(jī)、切換、加載功能。

3.發(fā)電機(jī)自動啟停設(shè)計(jì)方案

針對目前集氣站外電斷電后，集氣站發(fā)電機(jī)需人為啟動分析，計(jì)劃安裝“雙電源轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)”，該系統(tǒng)主要由三部分組成：發(fā)電機(jī)智能控制模塊、自動切換系統(tǒng)、市電監(jiān)控模塊組成。主要應(yīng)用于主電源（市電）與備用電源（燃?xì)獍l(fā)電機(jī)）之間的轉(zhuǎn)換。雙電源轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測主電源和備用電源的工作狀況，并把測量電參數(shù)上傳到自控系統(tǒng)。當(dāng)被監(jiān)測的主電源發(fā)生故障（如斷相、欠壓、失壓或頻率出現(xiàn)偏差等故障）時(shí)，控制系統(tǒng)自動發(fā)出動作指令，斷開主電源，啟動備用電源，待備用電源工作穩(wěn)定后將負(fù)載轉(zhuǎn)換（時(shí)間可調(diào)整）到備用電源供電。當(dāng)主電源恢復(fù)正常后，斷開備用電源負(fù)載，將負(fù)載轉(zhuǎn)換到主電源。備用電源經(jīng)過卸載冷機(jī)（時(shí)間可調(diào)整）后關(guān)閉。

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

控制柜設(shè)置“就地”“遠(yuǎn)程”兩種運(yùn)行模式，控制柜上選擇按鈕切換到“就地”模式，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場人工控制。控制柜上選擇按鈕切換到“遠(yuǎn)程”模式，電力檢測儀表把市電和油電的數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)上傳給本系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，在由控制系統(tǒng)把數(shù)據(jù)上傳到自控系統(tǒng)，這樣遠(yuǎn)程就能夠時(shí)時(shí)檢測市電、油電電參數(shù)。

4.發(fā)電機(jī)自動啟停技術(shù)可行性分析

4.1 技術(shù)改造分析

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)主要由三部分組成：發(fā)電機(jī)智能控制模塊、自動切換系統(tǒng)、市電監(jiān)控模塊組成。增加一組動力柜與現(xiàn)有配電柜進(jìn)行并聯(lián)，將市電、發(fā)電機(jī)電源接入新增控制柜。市電供電時(shí)，市電監(jiān)控模塊監(jiān)控市電的運(yùn)行狀態(tài)（電壓、電流），當(dāng)發(fā)生斷電或欠壓時(shí)，自動切換系統(tǒng)停止市電輸入，發(fā)電機(jī)自動控制模塊開啟發(fā)電機(jī)電磁閥供氣、打火，發(fā)電機(jī)熱運(yùn)行30-50分鐘（可調(diào)節(jié)熱運(yùn)行時(shí)間），根據(jù)設(shè)定時(shí)間發(fā)電機(jī)加載運(yùn)行，市電監(jiān)控模塊在市電、發(fā)電機(jī)切換時(shí)持續(xù)監(jiān)測市電運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)將測到市電來電后或電壓正常5-10分鐘后，發(fā)電機(jī)卸載運(yùn)行，市電正常供電，發(fā)電機(jī)怠速運(yùn)行10-30分鐘后停機(jī)。

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)接入監(jiān)控設(shè)備，可在監(jiān)控頁面設(shè)置發(fā)電機(jī)啟動和停運(yùn)，可保障寒冷天氣下多次對發(fā)電機(jī)的卸載運(yùn)行，防止燃油系統(tǒng)的低溫下運(yùn)行困難，及對電瓶的蓄電，保證了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.2 安全運(yùn)行分析

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)具有三種啟動方式。當(dāng)市電斷電或異常時(shí)，系統(tǒng)自動報(bào)警，由人工來遠(yuǎn)程操作，斷開市電，啟動發(fā)電機(jī)，待油電電壓穩(wěn)定后，再將油電合閘。當(dāng)市電恢復(fù)后先斷開油電，再將市電合閘，等發(fā)電機(jī)卸載工作一段時(shí)間后，再將發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)。在油電合閘的情況下同樣市電也沒法合閘。

5.結(jié)語

隨著我廠集氣站數(shù)字化改造工作的穩(wěn)固推進(jìn)，天然氣外供任務(wù)的嚴(yán)峻形勢，特殊天氣外電斷點(diǎn)后，應(yīng)急人員不能及時(shí)前往對集氣站的安全生產(chǎn)及天然氣保供會帶來很大的影響。本著持續(xù)降低員工勞動強(qiáng)度、大力提升集氣站安全管控、杜絕員工特殊天氣出車風(fēng)險(xiǎn)的管理理念。通過增設(shè)“燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)”將能達(dá)到以下幾個(gè)目的。

5.1 夏季農(nóng)忙及外電檢修過程，集氣站外電斷電后，“燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)”自動啟動發(fā)電機(jī)在保證足夠熱運(yùn)行時(shí)間后，加載運(yùn)行，確保站內(nèi)自控、計(jì)量、監(jiān)控設(shè)備正常運(yùn)行，使集氣站安全受控。

5.2 當(dāng)集氣站發(fā)生外電斷電，應(yīng)急保障點(diǎn)員工不需要再趕赴多座集氣站緊急啟動發(fā)電機(jī)，大大降低了員工出車頻次、勞動強(qiáng)度，降低了惡劣天氣員工出車發(fā)現(xiàn)。

5.3 “燃?xì)獍l(fā)電機(jī)自動化控制系統(tǒng)”安裝后，發(fā)電機(jī)打鐵開關(guān)需長期處于合閘狀態(tài)，電瓶電量消耗較大，自動控制系統(tǒng)可隨時(shí)遠(yuǎn)程對集氣站發(fā)電機(jī)進(jìn)行啟動，及時(shí)對發(fā)電機(jī)電瓶充電，保證該控制系統(tǒng)運(yùn)行正常。