有載調壓變壓器在海洋石油平臺上的應用

石作鋒

（艾法能源工程股份有限公司，天津300457）

有載調壓變壓器在海洋石油平臺上的應用

石作鋒

（艾法能源工程股份有限公司，天津300457）

隨著我國海洋石油的開發和利用，海洋石油平臺的規模越來越大，海上油田電力系統的供電范圍也越來越遠。平臺電力系統的穩定對于海洋石油平臺的穩定運行具有重要的意義。因此電壓穩定是設計人員需要著重考慮的問題。簡要介紹了海洋石油平臺的調壓方式，并詳細論述了有載調壓裝置在平臺上的使用案例。

有載調壓裝置電壓穩定電力系統

0　引言

海上石油平臺調壓方式主要有以下幾種：

1）改變發電機的勵磁電流調壓。改變發電機的勵磁電流可以調節它的端電壓，一般發電機的端電壓允許有±5%的波動。由于這種調壓措施不需要另外增加設備，所以滿足技術要求的條件下應該優先考慮。目前海洋平臺的發電機均配備了自動電壓調節器（AVR），一般出廠時AVR已經設定好了，一般能夠滿足試運行的要求，一般只需要調整一個在空載或負載時的電壓

2）電容器組等無功補償裝置調壓。由于電壓降主要是由于無功功率在線路上傳輸導致的，因此依靠無功補償裝置可以對系統電壓進行有效的調壓，一方面通過維持系統的無功功率平衡來維持系統的電壓水平，當系統無功不足時，通過增投無功補償裝置的備用容量，達到系統無功功率的平衡；另一方面，依靠在用戶端裝設的無功補償裝置調壓，可減少線路的有功損耗和電壓損耗，從而提高末端電壓水平，以達到調壓的目的。但由于無功補償設備本身的投資和損耗，將增加電網的建設費用和運行費用。因此要經過經濟技術比較來決定是否利用無功補償設備進行調壓。

3）依靠改變變壓器變比調壓。直接通過變壓器抽頭的變化來調整變壓器的二次側電壓，達到維持系統電壓穩定的目的。從本質上看，這種方式并不增減系統的無功功率，而是通過改變系統的無功功率分布來實現調壓的。改變變壓器分接頭的方式有兩種：一種是在停電情況下改換分接頭，稱為無勵磁調壓；另一種是在帶電運行情況下改換分接頭，稱為有載調壓。無勵磁調壓方式的調壓范圍較小，且調壓不便。而有載調壓變壓器不僅隨時可以根據負荷的變化來進行調壓，而且調壓范圍大。因此特別適合于電壓偏移大和負載潮流變化大的地方使用。也正因為如此，對于潮流變化大的海上石油平臺電力系統，有載調壓變壓器經常作為海上石油平臺上主變壓器而得到廣泛的運用。

1　應用

某平臺為渤海區域井口采油平臺，電源由中心平臺通過海底電纜傳輸到井口平臺35 kV高壓盤上，再由三臺降壓主變壓器降壓后35kV/400V給下面各個生產設備供電，由于系統線路較長，潮流變化較大，主變壓器采用的是國內某廠家的有載調壓形式（OLTC）變壓器。

有載調壓變壓器主要附屬調壓設備有電壓調整器及電動執行機構。通過調整器來控制執行結構，最后控制變壓器抽頭變化。電壓調整器需要一路220 V工作電源，電動執行機構需要一路380V三相操作電源，調整器和執行結構之間有電纜連接用于信號傳輸，具體如圖1所示。

同時，對于有電源管理系統要求的（本項目未采用），電動執行機構及電壓調整器都有接口用于管理系統的接入（包括RS485通訊接口），以便于遠程自動控制，電力系統智能化管理。

對于采樣電壓信號，有載調壓開關可以直接從變壓器二次低壓側取電壓信號，也可以從低壓側配電盤內取電壓信號（如圖2，從低壓側的配電盤內取PT信號即可），然后通過電壓調整器自動調整電動執行結構，以實現有載調壓的目的。

圖1　有載調壓裝置接線示意圖

圖2　低壓側取樣信號接線示意圖

圖3　有載調壓變壓器分接頭

若當地電網電壓為35 kV，則分接檔應接5檔，如圖3所示；

當輸出電壓偏高時，向上調節有載調壓分接開關檔位；

當輸出電壓偏低時，向下調節有載調壓分接開關檔位。

由于有載調壓變壓器的調整范圍比較大，在經過模型模擬計算后，項目的在各種工況下運行在調整后的系統電壓均能滿足系統要求。

2　總結

隨著電力系統的發展，對于電壓穩定性的要求越來越高，系統的潮流變化大，電壓需要調整的問題會在實際工作中經常碰到。有載調壓變壓器作為一種電壓調整設備，雖然在價格上比較高，同時也存在一定的不足，比如無法改變系統的無功平衡狀態、出現大的擾動仍需閉鎖調壓等。但由于它具有調整范圍大，能帶載調壓，便于電力系統智能化運行等一系列優點，同時加裝自動減負荷裝置等能降低有載調壓的一些副作用，使得有載調壓變壓器在電壓調整的實際運用中還是得到了廣泛的運用。

［1］ 中國航空工業規劃設計研究院組編.工業與民用配電設計手冊. 中國電力出版社，2005.

［2］ 王樹達，安曉龍等. 海洋平臺電力系統主要調壓方式探討.2005.

［3］ 何仰贊，溫增銀等.電力系統分析（下）.武漢：華中理工大學出版社（第一版），1991.

［4］ 海洋石油工程設計指南編委會.海洋石油工程電氣、儀控、通信設計.2007.

Applications of On-load Tap Changer to Offshore Oil Platform

Shi Zuofeng
（Afar Energy Engineering Services Co.，Ltd. Tianjin 300457，China）

With national offshore oil development and utilization, the scale of offshore oil platform is getting bigger, the range of offshore oil field power system is farther, and the stability of the platform’s power system has important significance for the stable operation of the offshore oil platform, so the voltage stability is the problem that the designer needs to be focused on. This paper briefly introduces the voltage regulation mode of offshore oil platform, and discusses the applications of the on-load tap changer on the platform.

on-load tap changer; voltage stability; power system

TM423

A

1003-4862（2015）09-0045-03

2015-05-09

石作鋒（1984-），男，工程師。研究方向：石油工程。