淺談LNG長輸管線中電氣與通信設計

黃瑞

摘 要：隨著電氣及通信設備的更新以及施工水平的進步，LNG長輸管線的電氣及通信設計會不斷提高，“效益為先、節能環保、內外平衡、流向優化、合理分配”的設計理念會得到更好的實現，也會為國家和社會創造更大的經濟效益。

關鍵詞：LNG長輸管線；電氣設計；通信設計

一、概述

LNG（液化天然氣）作為一種潔凈能源應用廣泛，在燃氣行業、汽車行業等各領域消費量逐年增加，這使氣源地的輸送范圍越來越大，因此考慮長距離輸送的經濟性和可行性對我國能源行業的發展具有重要意義。下面我們就從LNG長輸管線中電氣與通信系統的設計方面進行一下探討。

二、LNG長輸管線工程中的電氣設計

（一）電氣設計包含的內容

LNG長輸管線工程電氣設計一般包含管道公司、調控中心及輸氣管理處和維修隊以及所有生產站場、閥室的供配電、照明、防雷防靜電設計。

（二）供配電方式

根據《輸氣管道工程設計規范》GB50251規定，判別上述設計單元的負荷等級，對于供電可靠性要求高的調控中心、首站、壓氣站作為一級負荷，其它輸氣站、閥室及管道公司宜為二級負荷，支線站場根據工程條件和需要可分為三級負荷。各輸氣管理處、維修隊為三級負荷。需注意的是各站內的自控、通信、應急照明為一級負荷。

一級負荷應自不同變電站引入兩路電源。二級負荷則可考慮由同一變電站不同母線段引入兩回電源或采用一回架空專線，如不能滿足上述要求，也可采用一路外電（非專線）與站內設一臺天然氣發電機組作為備用電源的供電方式，發電機組與外電自動切換，并相互閉鎖。二級負荷中的監控閥室負荷容量小，因此可靠的外電源供電方案為首選。工藝站場的自控及通信電源采用冗余UPS供電，后備時間0.5小時，通信直流電源后備時間2小時，以滿足其不間斷供電的要求。

（三）照明

管道公司、調控中心及輸氣管理處和維修隊以及所有生產站場、閥室都應設置照明，在壓縮機廠房、變配電室、發電機房、站控室、通信機房、消防泵房等重要場所要設置應急照明。應急照明宜由UPS、直流電源或蓄電池供電。

（四）電氣設備選擇

1.變頻調速設備及諧波抑制和功率因數補償裝置的選用

因長輸管線需要根據氣量調節管道輸出壓力，一般壓縮機等采用變頻調節，可實現無級調速，限制電機的啟動電流，不會對電網造成較大沖擊，適用于各壓氣站變工況情況，可節約大量電能。但變頻器的應用也會造成諧波對電網的污染機功率因數的降低，因此諧波抑制和功率因數補償裝置也是長輸管線電氣設計需要考慮的。

2.防爆設備

LNG主要成分為甲烷，屬易燃易爆介質。首站、輸氣管線、各站廠的電氣設備選擇需根據爆炸危險區域的劃分選擇相應防爆產品，以滿足安全生產的需求。

3.操作電源

操作電源指變配電所的控制、信號、保護、自動裝置及其它二次回路的工作電源。鑒于目前輸氣站變電所一般按無人值守設計，對直流系統安全可靠性要求很高，直流電源一般采用微機監控高頻開關模式直流屏，配蓄電池組。對壓氣站全站事故所用停電時間可按2h設計。

4.變電站微機綜合自動化

變電站采用微機綜合自動化裝置可實現對電氣設備運行狀態及有關的電流、電壓、有功、無功進行實時采集和監控，做到無人值班即可滿足電網調度及管線自動化的要求，即滿足遙測、遙信、遙控、遙調。適用于長輸管線配電系統的管理調控。

5.遠動系統

長輸管線遠動系統按照無人值班原則進行設計。變電站的遠動功能應和當地的監控功能統一考慮，遠動信息由監控系統的數據采集單元采集，保證遠動信息的直采直送。變電站測量數據采集采用交流采樣方式，同時滿足電網調度自動化遙測量精度的要求。

（五）防雷防靜電

輸氣管道的防雷分類及防雷措施參照《建筑物防雷設計規范》GB50057執行。管線的始、末端及分支處以及直線段每隔100～200m處，設防靜電和防感應雷的接地裝置。可產生靜電的管道、設備、金屬導體等處做防靜電接地。閥門、法蘭等處做金屬線跨接。工藝裝置和電氣設備的防雷接地裝置可兼做防靜電接地。各場站內的電氣接地、自控、通信的保護接地接地及工作接地、防雷防靜電接地等共用接地裝置，并應做好均壓措施。

三、LNG長輸管線工程中的通信設計

通信系統是為長輸管道的生產調度、行政管理、巡線搶修等提供多種通信業務，支持數字化管道建設而設。一般包含SDH光傳輸系統及光纜線路、工業以太網光傳輸系統、局域網辦公自動化系統、工業電視監控系統及周界安防系統等。

1）因長輸管線工程距離很長，采用單模光纜通信作為通信系統的主通信方式，公共有線通信作為站場的備用通信方式，GPRS（通用分組無線服務技術）無線傳輸方式作為閥室備用通信方式。每個站場配備GSM（全球移動通信系統）移動通信網手機電話，在調控中心、管理處及維修隊分別配備全球通衛星電話，滿足工作人員野外作業時的通信需求和巡線、搶修時的應急通信需求；有人值守的站場，配備防爆無線對講通信系統，用于站場內巡視及檢修人員使用。2）在調控中心設核心交換機，在各個站場設接入交換機，各交換機通過光纜組成內部以太網，整個內部網絡在調控中心接入Internet網，服務器設于調控中心。3）工業電視系統主要用于對管道沿線工藝站場及閥室的工藝設備及人員出入情況、重要工作崗位運行進行監控，單獨組網，各站攝像機視頻信息先傳輸至本站內的監控室，然后上傳至調控中心，可在調控中心進行全面監控。4）在站場及閥室裝設周界安防系統，控制室等重要場所設門禁，實現安全保障功能。

四、結束語

隨著電氣及通信設備的更新以及施工水平的進步，LNG長輸管線的電氣及通信設計會不斷提高，“效益為先、節能環保、內外平衡、流向優化、合理分配”的設計理念會得到更好的實現，也會為國家和社會創造更大的經濟效益。

參考文獻：

[1] 輸氣管道工程設計規范.GB50251.

[2] 建筑物防雷設計規范.GB50057.