油田電力系統(tǒng)技術改造與應用

李越

（中國石化華東石油工程有限公司 江蘇省南京市 210000）

在我們國家的建設發(fā)展之中，如何對于一些資源進行有效的開發(fā)運用，一直都是相關部門研究的主題，特別的是在石油相關資源的開采之中，油田的維護和建設從來都是相對應部門關注的重點，有效的開采設施運用、油田電力系統(tǒng)科學地建設等都能夠使得開采效率大大增加，有助于對石油資源的開采工作進一步發(fā)展[1]。在一系列的油田建設重點部分中，油田的電力系統(tǒng)發(fā)展則是重中之重，油田電力系統(tǒng)技術改造與應用是必然的發(fā)展趨勢，在油田電力系統(tǒng)的實際運行、發(fā)展過程之中，因為新技術的不斷融入，電力系統(tǒng)整體的運行質量有了本質上的提高，但是在目前由于油田電力系統(tǒng)在電網(wǎng)主網(wǎng)架構、電壓層級設置、設備等等方面，有一些問題存在，這就使得油田電力系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展受到了限制。為了油田電力系統(tǒng)的長遠發(fā)展，需要有著相關的應對措施來解決這些問題，使得油田電力系統(tǒng)可以為油田的運行提供高質量的電力能源供應，因此對于油田電力系統(tǒng)技術改造與應用的探究，有著極其重要的現(xiàn)實意義[2]。

1 油田電力系統(tǒng)

1.1 油田電力系統(tǒng)電氣工程技術的應用

在電力系統(tǒng)之中，變電站是非常基礎也是非常重要的一個部分，其升壓變電的作用使得電力資源能夠跨越長距離，輸送到需要電力的每一個用戶單位中，而電力工程技術的應用使得變電站作用有了更好的發(fā)揮，首先一個方面就是使得變電站的管理更加有效率，優(yōu)化了人力資源配置，在相關技術的應用中，變電站的工作形式更加成熟。電氣工程技術可以對于變電站中的數(shù)據(jù)信息進行自動監(jiān)測，如果某個設施的運行出現(xiàn)故障，那么就可以及時的被發(fā)現(xiàn)，而且系統(tǒng)可以進行自主修復，同時把故障信息上傳到相關部門，這樣就極大的維持了變電站的正常運行。電氣工程技術還可以把對于變電站的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行上傳、處理分析，工作人員可以通過相應結果判斷變電站的運行狀況，提高工作的精確程度[3]。電氣工程技術應用到電網(wǎng)之中，可以完成對于電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，然后進行相關的計算，這樣就可以有著關于故障點與頻率的預測，和傳統(tǒng)的人工技術相比較，電氣工程技術的應用更加具備優(yōu)勢，而且可以完成電網(wǎng)調(diào)度工作的自動化。電網(wǎng)調(diào)度工作自動化進行，可以進行自動采集與分析數(shù)據(jù)，保障電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性；電網(wǎng)調(diào)度安全管理中應用電氣工程技術，會使得電網(wǎng)可以依據(jù)設定好的程序運行，如果出現(xiàn)問題故障可以進行及時的處理。電氣工程技術和自動補償技術的相互結合，也促進了相關技術的進步，采用自動化技術后，能夠降低過補和欠補類錯誤的發(fā)生率，并能夠將動態(tài)補償、固定補償、穩(wěn)定補償以及快速補償結合起來，令其具有較強的負荷適應能力，從而使電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定[4]。

1.2 油田電力系統(tǒng)自動化技術的運用

自動化技術和計算機技術有著非常緊密的聯(lián)系，自動化技術的實現(xiàn)就是以計算機技術作為基礎的，要想保障自動化技術在油田電力系統(tǒng)之中發(fā)揮作用，計算機技術的能力不可忽視。自動化技術的實際應用，使得油田電力系統(tǒng)在配電的步驟減少了電能消耗，保障了電力配送的質量與效率[5]。自動化技術的特征主要的有三個方面，首先的是自動化的技術的遠程控制能力，其對于油田電力系統(tǒng)的提升是巨大的，使得配電方式和配電過程之中存在的漏洞獲得了補足，解決了電力配送過程之中的控制問題。其次的是自動化技術的靈活性與高效性，其對于油田電力系統(tǒng)的電能傳輸效率，以及電能的質量有著積極的影響。最后的是自動化技術的整體的優(yōu)勢，在自動化技術之中，涉及到計算機技術、通信技術等等的技術，使得油田電力系統(tǒng)的整體部分都有了提高，自動化技術極大的簡化了油田電力系統(tǒng)的操作流程，使得相關的系統(tǒng)流程運轉更加的流暢[6]。

自動化技術在油田電力系統(tǒng)配電之中的實際運用，有著卓越的優(yōu)勢，從其相應的應用價值方面來說，第一個優(yōu)點就是對于配電的運行過程進行細致的優(yōu)化，使得相關的配電產(chǎn)生的能源的損失大幅度的減少。在進行配電管理運行的過程之中，因為自動化技術的使用，油田電力系統(tǒng)的相關部分的控制完成了智能化的設置，系統(tǒng)可以對于配電的傳輸過程進行優(yōu)化，通過計算機技術進行計算，能夠在最大的程度上有對于油田電力系統(tǒng)的各個部分的掌握[7]。第二個優(yōu)點是自動化技術可以完成對于油田電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測的目標，在配電工作過程之中，自動化技術對于油田電力系統(tǒng)線路的運作有著全面的掌控，配電的各種數(shù)據(jù)信息都會被及時的傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)之中，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的狀況，那么就會及時的進行報警處置。而且對油田于電力系統(tǒng)參數(shù)的控制分析，還可以找出油田電力系統(tǒng)的運行最優(yōu)狀態(tài)，以此來完成對于系統(tǒng)的運行優(yōu)化[8]。第三個優(yōu)點是自動化技術的運用使得對于故障的處理更加的便捷，油田電力系統(tǒng)檢測到故障能夠及時的報警，并做出切斷處理，保障其他部分的運行，相關部門就可以及時的對于故障進行排除。自動化技術在油田電力系統(tǒng)配電中的運用，使得油田電力系統(tǒng)的綜合特性更強，同時的對于系統(tǒng)的運行的操作變得簡潔，不再需要大量的人力資源來對于油田電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的一些部分進行人工操縱，自動化技術都能夠進行相應的操作。而且自動化技術的運用使得油田電力系統(tǒng)運行更加的安全，對于油田電力系統(tǒng)全網(wǎng)絡的實時監(jiān)控，在一定的程度上減少了安全問題的發(fā)生[9]。

2 油田電力系統(tǒng)技術改造與應用的分析

2.1 關于DEH控制系統(tǒng)LVDT技術的改進應用

在油田熱電廠之中，通常會有著不同類型的控制系統(tǒng)運用，常用的控制系統(tǒng)是DEH系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了具備對于汽輪機進行基本控制的功能以及汽輪機自啟動控制功能之外，還有著對于相關設備監(jiān)視與保護的功能，可以在最大的程度上精準控制一定數(shù)量的進汽調(diào)門的變化。位移傳感器LVDT就是能夠控制現(xiàn)場閥門的反饋裝備，其實際的工作原理是運用差動變壓器進行設計而成，也就是如果鐵芯和線圈之間有相對位移出現(xiàn)時，傳感器輸出的電氣信號就能夠表示油動機的位移[10]?，F(xiàn)階段油田熱電廠使用的是雙通道位置反饋形式，其工作過程是通過安裝在每一個執(zhí)行機構中的兩只位移傳感器，位置反饋信號被篩選之后和計算機輸出的閥位指令進行比較，從而控制閥門的開度，這樣可以防止出現(xiàn)使用單LVDT位置反饋的時候，如果反饋信號消失，閥門全開使得汽輪機超速的情況，這種反饋方式的運用非常依賴位移傳感器的可靠性，那么為了提升位移傳感器的可靠性，就需要做出相關的技術改進應用。在機組實際運作的時候，調(diào)門的位置會隨著負荷的變化而不斷進行改變，位移傳感器的線圈側固定在鐵板上，鐵芯的一端則會固定在調(diào)門上，隨著調(diào)門一起移動，另一端插在線圈的圓柱體中心，調(diào)門的位置如果出現(xiàn)變化，鐵芯在線圈中的感應電壓就會有著相對應的變化，但是因為其機械連接的形式是硬性連接，那么位移傳感器LVDT的線圈與鐵芯運動不同步的時候，傳感器內(nèi)部線圈就會和鐵芯之間產(chǎn)生摩擦，在長時間的摩擦過程中，線圈就會損壞，實際反饋的電壓會大于實際給定電壓，調(diào)速汽門全關，調(diào)門異常波動，就可能出現(xiàn)油管破裂的狀況，嚴重甚至會停機[11]。在提升位移傳感器可靠性的技術改進中，主要是從機械連接部分入手，為了使得鐵芯和線圈之間的摩擦阻力降低，可以在鐵芯頭上加裝材質是聚四氟乙烯塑料的接頭，這樣就使得鐵芯和線圈之間的摩擦問題得到解決，同時要在鐵芯和調(diào)門固定的連接位置裝設萬向節(jié)，鐵芯也就能夠自由的進出線圈，這解決了連接不同心的問題，改進之后的位移傳感器芯桿的固定端從以前的剛性連接變?yōu)榱巳嵝赃B接，這樣既減少了相關部位的摩擦，也去除了芯桿上承受的應力，使得位移傳感器的可靠性大大提高[12]。

2.2 關于汽輪機缸體壁溫元件安裝的改進應用

對于汽輪機來說，其在油田電力系統(tǒng)之中有著非常重要的作用，汽輪機是發(fā)電機可以順利運作的主要動力輸入設施，汽輪機缸體壁溫是汽輪機缸體在運作過程中所處情況的外在判斷依據(jù)，相關的技術工作人員能夠通過汽輪機缸體壁溫精確的判斷出缸體的運行狀況以及出現(xiàn)故障的位置，同時也能夠對于蒸汽的質量進行判斷，因此汽輪機缸體壁溫準確的顯示是非常重要的一個油田電力系統(tǒng)正常運作的標準。在這一部分中最常見的問題是汽輪機缸體壁溫的溫度測點有時會失靈，而且有一些元件使用的壽命非常短，進行細致的研究可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機內(nèi)缸體的元件在安裝完成之后穿出內(nèi)外缸連接法蘭，而法蘭的保護鋼管會有20cm左右的長度，為了保證機組的保溫效果，相關的工作人員進行保溫時保溫層通常都會超過20cm，這樣就會使得元件會有一部分與保溫材料接觸，而保溫材料有著一定的腐蝕作用，這就是導致汽輪機缸體壁溫的溫度測點失靈以及一些元件使用壽命縮短的原因。針對這部分問題的技術改進應用，主要是對于相關的元件和保溫材料接觸的位置進行保護裝置的加設，防止元件和保溫材料接觸被腐蝕，這樣就可以使得汽輪機缸體壁溫溫度測點不會失靈，相關元件的使用壽命也獲得了延長，保障了機組的安全穩(wěn)定運作[13]。

2.3 關于30%旁路控制系統(tǒng)的技術改進應用

對于30%旁路控制系統(tǒng)的作用進行分析，可知其主要是依據(jù)機組冷、溫、熱態(tài)啟動和運行要求，自動或者是手動控制主蒸汽與再熱蒸汽的壓力和溫度，而且還有著相對應的聯(lián)鎖、保護以及診斷的功能。30%旁路控制系統(tǒng)面臨的主要問題是電子元件老化，內(nèi)部的功能軟件功能不符合當前油田電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，因此需要對于30%旁路控制系統(tǒng)進行重新設計改進，在參照原系統(tǒng)設計功能的基礎上，對于自動、保護、聯(lián)鎖邏輯依據(jù)實際的現(xiàn)場情況進行修正，使得油田電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運作。在30%旁路控制系統(tǒng)技術改進中，系統(tǒng)編程是較為重要的部分，原系統(tǒng)的編程過于繁瑣，而且在運行的過程中需要工作人員敲入特定的程序指令，相關的數(shù)據(jù)顯示也非常單一，無法滿足實際的需求，因此對于原程序進行語句的逐一翻譯，相關控制、保護等等進行羅列，重新進行系統(tǒng)控制邏輯圖的繪制，對各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行標注，根據(jù)新的系統(tǒng)進行設計并完成圖形組態(tài)，實現(xiàn)當前通用邏輯控制方式的轉換，這樣就使得油田電力系統(tǒng)滿足了要求[14]。

3 結語

總的來說，對于油田電力系統(tǒng)技術改造與應用的研究，促進了油田電力系統(tǒng)的發(fā)展，對于油田的穩(wěn)定開發(fā)具有重要的作用。