海上油氣田海底電纜校核計算案例分析

高陽 陳建玲 金秋 郝銘 鄒昌明

摘要：海底電纜校核作為海上油氣田電力組網設計的一項重要內容，其校核結論直接影響整個電力組網方案，為保證海底電纜能力校核的準確性，需對海底電纜參數進行合理的選取。本文以海上油氣田電力組網為背景，通過具體案例對海底電纜參數的選取尤其是處于臨界條件的海底電纜電氣參數的合理選取進行系統分析，為后續相關項目提供了參考及借鑒經驗。

關鍵詞：海底電纜 ;電力組網 ;臨界條件

中圖分類號：TE54 ? ? ? ?文獻標識碼：A

0、前言

隨著海上油氣田的發展，海上油氣田的供電模式由原來的孤島供電，正在向海上油氣田電力組網轉變。在油氣田電力組網設計時，為保證電網的安全可靠運行，需對電網的主要電氣設施進行充分的分析校核。

海底電纜校核就是其中一項非常重要的校核內容。海底電纜在海上油氣田電力組網中起著重要的紐帶作用，通過海底電纜實現電能的輸送，從而將海上油氣田電力系統組成一個完整的有機體。若海底電纜不滿足電能傳輸要求，電力組網就無法實現，因此，需對海底電纜參數進行合理的選取，保證海底電纜能力校核的準確性。

1、海底電纜校核原則

對電力組網中的海底電纜校核，其所需的輸入參數包括，海底電纜需要傳輸的電量，海底電纜的電壓等級、載流量值、電阻、電抗等參數信息。其中需要傳輸的電量，不僅僅包含新建油田的用電負荷及功率因數，還包含老油田的用電負荷及功率因數。根據校核結果，分析所校核海底電纜的傳輸能力及壓降是否滿足要求，本文主要從海底電纜的傳輸能力方面進行計算分析。

根據海底電纜電壓、載流量，通過公式1計算海底電纜的額定容量，

點擊并拖拽以移動（公式1）

式中：S0——海底電纜額定容量，單位kVA;

U——海底電纜電壓等級，單位kV;

I——海底電纜載流量，單位A。

在海上油氣田電力組網設計時，海底電纜傳輸能力要在額定容量基礎上考慮一定帶載率。

S=S0*k ? ? ? ? ? ?（公式2）

式中：S——海底電纜傳輸能力，單位kVA;

S0——海底電纜額定容量，單位kVA;

k——海底電纜帶載率。

若海底電纜傳輸能力大于其需要傳輸電量，則海底電纜滿足電力組網要求，若海底電纜傳輸能力小于其需要傳輸電量，則該海底電纜不滿足組網要求，需要新增海底電纜或者更換海底電纜。

2、案例分析

某一在生產海上油田，包含1座中心平臺CEPA，4座井口平臺（WHPA/WHPB/WHPC/WHPD），新建的中心平臺CEPC與WHPD平臺相連實現電力組網。組網后，電網共有四條海底電纜，電壓均為35kV。 CEPA通過一條3CX185mm2的海纜為WHPA供電，WHPA通過3CX70mm2的海纜為WHPB供電，WHPB通過3CX70mm2的海纜為WHPC供電，WHPC通過3CX70mm2的海纜為WHPD供電。已建在運行的4條海底電纜負責組網后的電能輸送，對其傳輸能力進行校核。

根據海底電纜的電壓、橫截面積信息，查找海底電纜廠家技術手冊對應的載流量信息，對組網電網中涉及的四條海底電纜供電能力進行分析。經分析，基于廠家技術手冊參數計算的海底電纜傳輸能力，WHPA與WHPB之間的海底電纜已無余量，不能滿足電網供電需求。海底電纜能力校核分析見表1。

查找該4條海底電纜的實際電氣參數信息，并依據實際電氣參數進行供電能力分析。經分析，WHPA與WHPB之間的海底電纜實際載流量大于廠家技術手冊值，四條海底電纜供電能力在滿足供電平臺用電需求后，均有余量，滿足電網供電需求，不需更換或新增海底電纜。海底電纜能力校核分析見表2。

以上基于兩種不同參數的校核分析，得出了不同的校核結論，因此，在海底電纜校核過程中需對海底電纜參數進行合理選取，尤其是處于臨界條件的海底電纜，以保證海底電纜能力校核的準確性。

3、結束語

海底電纜在海上油氣田電力組網中起著重要的紐帶作用，海底電纜校核作為海上油氣田電力組網設計的一項重要內容，其校核結論直接影響整個電力組網方案，在進行海底電纜校核時，為保證海底電纜能力校核的準確性，需對海底電纜參數進行合理的選取。本文通過具體案例，對海底電纜參數的選取尤其是處于臨界條件的海底電纜電氣參數的合理選取進行系統分析，為后續相關項目的開展提供了參考及借鑒經驗。

參考文獻：

[1]《海洋石油工程設計指南》編委會編著.海洋石油工程電氣、儀控、通信設計[M].北京：石油工業出版社，2007.6

[2]王士政.電網調度自動化與配網自動化技術[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

第一作者簡介：高陽（1986.02-），女，電氣工程師，現主要從事海上油氣田電力系統設計及研究。