配電自動化在國內海洋采油平臺中的應用

李強 王睿

【摘 要】根據與海岸線的位置關系，海上鉆井石油生產平臺分為三類石油生產發展模式：灘海，淺海和深海。其中深海石油的開采遠離陸地，其電力系統一般是獨立運行的，情況比較特殊。海灘海域和淺海的石油開采平臺依靠陸地海洋變電站所設置的海底電纜向石油開采平臺提供電力。本文對海洋采油平臺的配電系統進行分析概述，對配電系統的內容進行介紹，并對配電系統的設計進行闡述，對海上采油平臺配電自動化的網絡結構以及功能應用進行分析。

【關鍵詞】海洋平臺；電氣系統；配電自動化

隨著社會經濟快速發展，對陸上油田的開發已經達到飽和，石油的開采量逐漸下降，勘探開發難度不斷增大，使陸上石油開采的成本不斷提升，海上油田的勘探開發逐步成為石油生產的另一大方向。為保障海上采油平臺工作人員的安全以及生產設備的正常運行和維護，平臺對于安全生產和自動化要求相對較高。在深海進行石油開采一般需要建設海上采油平臺，因為它距離陸地較遠，所以電力系統通常是獨立運行。[1]而近海附近的采油平臺需要通過海底電纜來進行供電，隨著目前海上采油規模不斷擴大，平臺的配電系統也越來越復雜，采用配電自動化技術，能夠有效保障海上平臺用電的穩定性和安全性，對平臺配電的實時監控具有重要意義。

一、海洋采油平臺配電系統概述

1、對配電系統的介紹

我國海上采油平臺的配電自動化系統在很大程度上取決于我國目前電力系統自動化的發展水平，配電系統的自動化能夠有效提高配電網絡的性能。然而，因為深海的石油開采平臺自身的地理位置比較特殊，相對陸地較遠，其配電系統受到外部環境的影響比較大。石油開采平臺的配電系統在智能儀器儀表得到廣泛應用后，配電自動化也快速發展起來。[2]將配電系統中的控制開關和進線系統的空氣斷路器由邏輯控制器來進行掌控，使控制更加有效全面。在海上平臺采用配電自動化系統，不僅能夠使供電得到高效利用，而且還可以準確控制儀器和儀表的啟停，對相關儀器的使用狀態進行相關反饋，對儀器出現故障能夠及時報警。

2、對配電自動化系統的設計

采油平臺的配電自動化系統能夠對平臺運行的數據進行采集，并合理分析相關數據，然后把分析的結果傳送到相關的子系統的服務器，最后這些數據信息傳送到各級單元。而且不同的單元設備互不干擾，不論是哪一個單元的設備出現故障，都不會影響到整個系統的正常運行。

數據采集處理：收集平臺的實時數據，對數據進行深度處理，以區分系統的分布模擬和實時操作數據，處理后得到的數據用于數字分析和通信，不同單元和分配系統站之間進行數據交換，以獲得最新和最有效的數據。統計分析以及畫面顯示：收集，計算和處理實時數據，生成與時間相對應的數值，獲取不同設備運行的次數和時間，以此來進行深度的計算統計，依靠從監控機器發送的相關數據來促進人和機器之間的信息交流。[3]報警系統：報警系統在進行報警處理時，通常是對已出現的事故發出警報，又或者是對將要發生的事故進行預知警報。管理維護：通過對不同設備進行監控，收集相關參數數據，對這些參數進行處理，生成對不同設備的信息檔案，幫助平臺上工作人員能夠對這些設備進行監控管理，促進采油平臺工作效率。

二、配電自動化系統網絡結構以及先進功能

1、網絡結構

在灘海和淺海海上采油平臺的運行中，主要是通過海底的電纜來供電，而且還要相應的結合發電機，不過海底電纜有一定的局限性，電纜的分支相對較多，上下級配電很難相互配合，對電纜的保護不足，時常會發生跳閘的情況，對海上平臺用電影響較大，而且停電的時間比較長，對平臺的正常生產會產生嚴重的影響。目前對灘海和淺海平臺的供電已經得到了顯著發展，然而隨著海上采油平臺建設規模不斷擴大，海上平臺的配電系統也出現了較多問題，使海上采油的工作效率大大降低。[4]在海上平臺建設配電自動化系統，應當設置系統總站和子站，同時還要設立遠程監控的站點，配電自動化系統利用計算機系統來實現對海上平臺的監控，同時實現主站和子站以及子站和海上平臺之間的通信聯系，不過這些平臺之間的距離較遠。

通常海上采油平臺的配電自動化系統分為以下三個級別的管理形式：

（1）陸地上設立配電系統的監控中心，要對海上平臺的配電進行總體上的管理。

（2）在海上采油平臺設立配電控制中心，對海上平臺的配電進行管理，對相關配電任務進行分配，以及及時將平臺實時數據和大陸控制中心進行交流，有效保障海上采油平臺的用電安全。

（3）設置衛星雷達系統，對海上平臺的各個設備進行控制保護，要在衛星雷達系統上安裝相應的保護設備，對平臺的配電進行控制保護。

海上采油平臺配電自動化系統的網絡結構主要為：陸上監控中心、網關、計算機終端、海上衛星平臺站、雷達擴頻設備、相關報警處理設備、對系統綜合測控保護設備、對平臺參數手機記錄設備。

2、系統的功能

海上采油平臺配電自動化系統總體上能夠分成調度和傳送兩個部分，對平臺實際的配電數據進行采集，將這些信息由衛星傳輸到子站的服務器上，最后子站的服務器電腦將這些實時數據由光纖傳輸到各級的單元設備。每一級單元都能夠較好地顯示相應設備地運行情況，同時不同單元相助之間不會造成影響，工作相互獨立，不論是哪一個單元出現故障都不能對整個系統的正常工作造成影響。

海上采油平臺通過配電自動化系統能夠有效實現對平臺實時的數據進行采集，依靠不同級別的單元來對相應配電情況進行模擬，對各級單元所傳輸的參數數據進行深度處理，能夠有效對相關設備進行控制，配電系統的服務器主機也可以及時對平臺配電的實時數據進行統計更新，獲取最新的平臺數據。而且配電自動化系統還可以對不同種類的數據進行統一的計算處理，對不同數據進行詳細的運算分析，同時能夠對一些專業性的函數計算進行模擬，能夠保證平臺數據的準確運算。[5]平臺的配電自動化系統還能夠對實時的運行狀況進行畫面監控，依靠監控機來對實時的工作畫面進行采集，使工作人員能夠準確及時掌握平臺工作運行的真實情況，對設備的運行狀體以及設備的操控次數等信息進行充分了解。配電自動化系統不僅能夠對已經發生的事故進行報警處理，還可以有效預知事故的發生，對將要發生的事故進行預知報警。海上平臺的相關設備在運行的過程中，對一些設備的實際工況報告以及相關運行檔案進行綜合管理，而且相關維護工作人員能夠在現場或者遠程對平臺的計算機系統進行檢修維護工作。

三、結束語

綜上所述，在海上采油平臺推行配電自動化系統，能夠有效對平臺配電運行進行監控，智能系統具備先進的工作性能，有效保障海上平臺的正常運行。然而對于相關系統的操作，工作人員的專業知識素養需要得到相應的提高，否則無法對配電系統進行掌控。在隨著科技水平不斷提高，在將來自動化的配電系統必定會得到廣泛的應用，在未來海上采油平臺的應用中有著較大的發展空間，促進海上采油平臺工作效率有效提高。

參考文獻：

[1]戴海峰，何小玉，季錦濤.海洋平臺電力系統配電自動化及保護配置優化[J].電氣技術，2016（10）：74-75.

[2]趙錦濤.淺談海洋石油電氣系統的配電自動化[J].現代制造，2016（12）：28-29.

[3]楊力.海洋鉆井采油平臺自動化配配電系統的應用與管理[J].化工管理，2016（14）：34.

[4]何學謙.對結構設計中兩個關鍵問題的探討[J].山西建筑，2017（08）.

[5]趙英年.海洋石油生產平臺平面布置設計原則[J].中國海上油氣，工程，2016（01）.

（作者單位：1 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋采油廠海四采油管理區；

2 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋采油廠海一采油管理區）