某采油平臺(tái)發(fā)電機(jī)繼保系統(tǒng)數(shù)字化升級(jí)改造

寧印斌

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518054）

1 改造前背景

從發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造的必要性、制約性因素和經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮，本次改造決定采用Basler公司的BE-11g和BE1-11f微機(jī)型綜合保護(hù)器，替換原來由多臺(tái)單功能繼電器組成的繼電保護(hù)裝置，BE1-11g作為主保護(hù)器，BE1-11f作為后備保護(hù)器。

2 改造前準(zhǔn)備工作

2.1 原始數(shù)據(jù)采集

收集出廠設(shè)計(jì)圖紙信息及原繼保參數(shù)設(shè)定的數(shù)據(jù)，將實(shí)際測試結(jié)果與原始設(shè)定值進(jìn)行校對(duì)分析，為新綜保裝置參數(shù)設(shè)定提供可靠性依據(jù)。通過對(duì)原繼保系統(tǒng)的單功能繼電器進(jìn)行整定值檢測，其實(shí)際動(dòng)作值如表1所示。

表1 舊繼電保護(hù)器整定動(dòng)作值檢測記錄

舊繼電器的過流保護(hù)51G及接地電流保護(hù)51N的反時(shí)限曲線如圖1、圖2所示。

圖1 原51N繼電器反時(shí)限動(dòng)作曲線圖

圖2 原51G繼電器反時(shí)限動(dòng)作曲線圖

2.2 新綜保功能調(diào)試

使用繼保測試儀給新綜保提供相模擬電壓和模擬電流，以測試設(shè)置參數(shù)后，綜保能否實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確保護(hù)。測試差動(dòng)（87G）、逆功率（67G）、接地過流（51N）、速斷（50G）功能，核對(duì)啟動(dòng)值和動(dòng)作時(shí)間，檢查相應(yīng)保護(hù)出口接點(diǎn)通斷良好、保護(hù)跳閘指示燈顯示正常，差動(dòng)及過流測試曲線如圖3、4所示。

圖3 綜合保護(hù)器BE1-11g差動(dòng)保護(hù)設(shè)置及測試曲線

2.3 電路設(shè)計(jì)變更

發(fā)電機(jī)新繼保系統(tǒng)選用BE1-11g和BE1-11f兩臺(tái)微機(jī)型綜合保護(hù)器分別作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)和后備保護(hù)，遵循“硬件升級(jí)、接線優(yōu)化，整定值不變”的設(shè)計(jì)思路對(duì)發(fā)電機(jī)綜保系統(tǒng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，主要電路變更有以下5個(gè)方面：（1）欠壓27G、欠頻95G、速斷51G及逆功率67G保護(hù)電路設(shè)計(jì)變更。將原95G、27G兩單功能繼電器電壓采樣信號(hào)接入新綜合保護(hù)器BE1-11g及BE1-11f的C13、C14、C15及C16端子，將原51G、67G兩單功能繼電器電流采樣信號(hào)改接入母線側(cè)新綜合保護(hù)器BE1-11f的C1/C2、C3/C4及C5/C6端子，原單功能繼電器直流110V電源改接入新綜合保護(hù)器BE1-11f，另外，增加復(fù)位按鈕接入BE1-11f的B3、B4端子。（2）過壓保護(hù)59G電路設(shè)計(jì)變更。將原59G單功能繼電器的交流勵(lì)磁110V電壓信號(hào)接入新綜合保護(hù)器BE1-11f的C17/C18端子，原59G直流110V電源接線取消。（3）差動(dòng)保護(hù)87及接地電流保護(hù)51N主電路設(shè)計(jì)變更。將原87GR、87GS、87GT及51N四個(gè)單功能繼電器信號(hào)電路及直流110V電源接入發(fā)電機(jī)側(cè)新綜合保護(hù)器BE1-11g。（4）差動(dòng)保護(hù)87及接地電流保護(hù)51N輔助電路設(shè)計(jì)變更。將原51N單功能繼電器常開觸點(diǎn)線路接入BE1-11g綜合保護(hù)器C3/C4端子，將原87GS、87GR、87GT三組單功能繼電器常開輔助觸點(diǎn)線路優(yōu)化為一組改為BE1-11g綜合保護(hù)器C7/C8端子，刪除原87GA、87TA、R51N、R87N及TS87等電路。（5）報(bào)警電路設(shè)計(jì)變更。將原單功能繼電器的51、59、27及95L輸出信號(hào)常開觸點(diǎn)線路分別改接入BE1-11f綜合保護(hù)器C1/C2端子、C5/C6端子、C7/C8端子、C9/C10端子，將原單功能繼電器的67輸出信號(hào)常開觸點(diǎn)線路改接入BE1-11g綜合保護(hù)器C5/C6端子。

圖4 綜合保護(hù)器BE1-11g速斷保護(hù)設(shè)置計(jì)測試曲線

3 改造實(shí)施步驟

（1）查閱圖紙確定測試時(shí)需要旁通的信號(hào)以及旁通方法。（2）依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和控制原理進(jìn)行梳理，現(xiàn)場拆除和安裝新的控制回路，并做好標(biāo)記，避免誤拆誤解，并有專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。（3）更換安裝綜合保護(hù)器，按照設(shè)計(jì)電路圖紙進(jìn)行接線。（4）控制回路接線結(jié)束后，核對(duì)新繼電器接線的正確性，檢查沒有短路、斷路情況后，測試新繼電器絕緣良好，測試裝置電源正負(fù)極之間、三相交流電壓相間直流電阻阻值在合理范圍。

4 實(shí)施后調(diào)試

（1）綜保上電。將發(fā)電機(jī)出線端的VCB 拉到測試位置，合入VCB開關(guān)柜的110V直流控制電源空開，即給綜合保護(hù)器通入正式的110V直流工作電源，檢查指示、顯示是否正常。（2）模擬功能測試。使用綜保測試儀提供測試電流和電壓，測試綜保及其控制柜內(nèi)的繼電器是否動(dòng)作準(zhǔn)確，觸發(fā)87G、67G、51N、51G、27、59、81-1、81-2保護(hù)的出口接點(diǎn)動(dòng)作，檢查發(fā)電機(jī)控制盤上相應(yīng)的紅色跳閘報(bào)警光字牌將被點(diǎn)亮，同時(shí)，在VCB開關(guān)柜的端子G1131A（G2131A）與N111（N211）之間將立即出現(xiàn)110V直流電壓（分閘信號(hào)），測試綜保及其控制柜內(nèi)的繼電器是否動(dòng)作準(zhǔn)確，其中失磁保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)不僅具備跳開發(fā)電機(jī)出線端VCB功能，還具備讓發(fā)電機(jī)停機(jī)功能。（3）空載參數(shù)檢查。先不投入逆功率功能，將輸出繼電器旁通，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，檢查相關(guān)參數(shù)，無誤后再投入逆功率功能，檢查相關(guān)參數(shù)是否正常。（4）帶載試驗(yàn)。解除隔離措施，VCB開關(guān)推入工作位置。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)后手動(dòng)帶載150kW左右，檢查發(fā)電機(jī)電壓、電流的幅值及相位顯示正常，頻率、功率顯示正常，重點(diǎn)檢查差動(dòng)電流顯示值在“0.001～0.005”，發(fā)電機(jī)及繼保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后逐漸加載測試，確保新綜保裝置可靠投用。

5 實(shí)施后效果

在不影響平臺(tái)正常原油生產(chǎn)、施工周期短、總體造價(jià)低的前提下，利用微機(jī)型多功能綜合保護(hù)器對(duì)原老型單功能繼電保護(hù)器進(jìn)行數(shù)字化改造，將采樣、檢測、比對(duì)、保護(hù)集為一身，不僅簡化了繼保系統(tǒng)電路，節(jié)約后續(xù)設(shè)備維護(hù)所需的人力、物力和財(cái)力，為平臺(tái)安全生產(chǎn)、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行打下了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)，更為后續(xù)拓展發(fā)電機(jī)綜保裝置的遠(yuǎn)程通信、監(jiān)控及控制功能奠定了基礎(chǔ)，提升了老舊設(shè)施數(shù)字化、智能化水平。同時(shí)，提升了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，故障率比原繼保系統(tǒng)降低了70%，定期校驗(yàn)的工作量較改造前減少了60%，值得向其他老舊設(shè)施推廣。

6 結(jié)語

此次繼保系統(tǒng)數(shù)字化改造工作能夠安全高效順利地開展，得益于新技術(shù)、新方法的實(shí)踐與創(chuàng)新，由于平臺(tái)舊繼電保護(hù)器已經(jīng)投用20多年，配電柜因圖紙缺失、盤柜不集中及不停產(chǎn)施工等因素，給這次改造工作帶來了一定的困難，通過查閱標(biāo)準(zhǔn)、收集圖紙、原理分析、接線及參數(shù)設(shè)置的校對(duì)等大量前期工作，確認(rèn)最優(yōu)設(shè)備選型及改造方案，確保了此次升級(jí)改造工作的順利完成。