海洋石油平臺電網隱患排查思路及方法探究

劉長富

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300450）

0 引言

海洋石油平臺電力由平臺自身發電機供應。一般情況下，每個油田群建立一座配置電站的中心平臺和多個井口平臺，井口平臺的電力由中心平臺通過海底電纜供應，且該電纜為單獨唯一供電鏈路。近幾年來，隨著海上組網技術的進步，不同油田群實現電力互聯，各電站相互配合形成海上電網，提高了供電穩定性。同時，隨著岸電技術的進步，海上電站依賴性極大降低。但是從輸電到用電的結構和組成并未改變，因供電模式的單一性，導致海上電網出現潰網等不同程度失電影響，對安全生產影響較大。

1 海洋石油平臺電網隱患排查思路及方法

1.1 電網隱患排查整體概述

基于海洋石油平臺電網特點，隱患排查實施從關鍵設備出發，逐個按照系統化展開，整體范圍覆蓋電網的發電系統、輸電系統、變電系統、配電系統、EMS 系統、應急機、UPS、電伴熱、照明系統、油井地面設備、暖通系統、臨時用電等多個系統。宗旨是以人為根本，以問題為導向，以設備廠家為合作，以技能為支撐點，以新技術為提高點，進而對整體“掃盲排查”缺陷性、隱蔽性問題進行挖掘并完善。

1.2 隱患排查主要設備或系統

（1）發電系統。發電機作為油田電力供應的源頭，在油田處于核心地位，其安全可靠性決定了平臺電力供應的穩定性。海洋石油平臺電網發電機發電介質為柴油、原油或天然氣。

（2）輸電系統。海洋石油平臺所采用的輸電線路均為電纜輸電形式，中心平臺向井口平臺輸電的電纜為單回路海底電纜，輸電電壓等級為3.3 kV、6.3 kV、10.5 kV、35 kV 等4 個電壓等級。

（3）變配電系統。為了降低電能的遠距離傳輸損耗，海洋石油平臺變電系統的作用主要是通過變壓器對一次側電壓進行升壓，再進一步變壓，供負載使用。

（4）EMS（Energy Managment System，能量管理系統）。根據電力系統頻率調整和經濟調度的要求，由調度控制中心的EMS控制系統直接控制各臺發電機組的出力。在透平出現故障跳機工況下，EMS 系統自動計算電網的熱備余量，在熱量余量不足的工況下則通過自動計算并觸發CASE 動作對預先設定好的負載進行分級卸載，進而確保電網的穩定運行，降低電網潰網概率。

（5）用電系統。海洋石油平臺主要用電設備包括油井、暖通、照明、電伴熱等。

（6）UPS。海洋石油平臺UPS 用戶主要包括中控系統、火氣系統、中控上位機、服務器、高低壓盤跳閘回路、EMS 系統、通信系統、各重要設備現場控制盤等。

（7）應急機。作為安全應急設備，主要確保海洋石油平臺電力恢復、消防安全。

1.3 電網隱患排查實施目標

通過電網隱患排查的實施，鎖定人員知識、技能、日常維護、應急方案、設備缺陷等盲區，并對發現的問題通過培訓、升級操作程序、引進新技術新工藝等手段消除盲區，進而降低故障發生概率和故障影響，提高設備或系統安全可靠性。

1.4 電網隱患排查實施思路

通過對近10 年發生的134 起與電網相關的故障進行分析，將排查重點鎖定為發電、關鍵唯一鏈路、變輸配電、用電設備、UPS、應急機等6 大類。針對不同大類進行細化分級排查，并通過風險矩陣評估方法（圖1），從人員傷害、財產損失、生產關停三大方面分5 級進行定性評估，以及將時間發生概率分為極少、較少、可能、很可能、時有發生等5 級，針對不同的頂上（頂層）時間和后果進行后果和概率兩個維度評估，并最終劃分為低風險、中風險、高風險三大等級。

圖1 風險矩陣評估表

1.5 電網“掃盲”隱患排查關注范圍

通過對歷年故障案例進行分析，結合風險矩陣評估表進一步制作隱患排查風險評估單（圖2），針對幾大系統分類，分別確認出發生概率和風險描述，在隱患排查過程中將對上述影響大的部分進行重點檢查，關注發生概率大且風險較大的項目，重點關注管理盲區、技術盲區和技術手段盲區，具體范圍如下：

圖2 隱患排查風險評估單

（1）管理缺陷或管理缺失。針對幾大類系統劃分，除設備常規化管理外，重點關注電氣設備管理的覆蓋性、全面性、細化性。隱患排查過程中，對管理缺陷和缺失情況進行檢查。

（2）設計缺陷或設計欠妥。除管理缺失等，重點關注電氣設備的設計缺陷和欠妥情況，尤其針對聯鎖、互動、條件判斷等點位進行摸排。

（3）維保欠妥或維保不夠。重點關注維保欠妥和維保不夠問題，特別是針對同一類設備，如接地電阻柜，部分只采用外觀檢查和絕緣檢測兩個步驟維保，而部分采用外觀檢查、絕緣檢測、定期倒運、安全間距測量等步驟開展。

（4）預案缺乏或預案不足。隱患排查還特別關注任何直接造成關斷失電或直接造成安全環保事件的設備針對性的應急預案制定情況，模擬推演應急預案存在的不足之處和影響恢復時效之處。

（5）隱患發現或治理不夠。隱患排查過程中，關注電氣設備現存的隱患，及對前期發現的隱患解決治理情況進行回顧和檢查，對于治理的隱患又出隱患情況進行重點解決。

（6）故障頻發或故障征兆。針對電氣設備歷史故障情況預判電氣設備運行穩定程度，同步根據電氣設備的現狀情況進行分析可能會造成的影響，另外對于電氣設備內備件的使用周期和壽命進行對比評估，對于直接造成關斷失電、使用年限較久的備件（如繼電器或保險等）進行篩查并預防性更換。

1.6 電網隱患排查方法

電網隱患排查方法，以3 個維度為流程基準（圖3）：工作計劃（主動預防）、問題導向、應急預案。按照不同系統劃分，以問題為導向，結合RCCA 分析方法及DESTEP 分析，從問題發生結果出發倒推問題根源，從眾多根源中尋找可能引發一系列問題的源頭點位，將其進行主動預防性更換或將列為重點關注對象，同步根據問題根源，確定問題發生概率，分析引發的故障面和影響程度，針對性地做好應急預案，做到以最短的時間恢復故障，減少損失。

圖3 電氣隱患專項通用性方法流程

1.6.1 安全環保事件結果下的倒逼排查

針對上述幾個大類，首先從出現安全環保事件的結果出發，按照管理、維保、隱患、設計、預案、故障6 個大類進行細化，利用魚骨圖（圖4）進行倒推分解，得出最終導致安全環保事件的多個小點，專項排查重點摸排這些小點的隱患情況。

圖4 造成安全環保結果的魚骨圖倒推分析

魚骨圖大的分支中，從管理缺陷或缺失、維保欠妥或不夠、隱患發現或治理不夠、設計缺陷或缺乏、預案缺乏或不足、故障頻發或故障征兆6 個大類開展深入排查。凡是任何在這6 類中的大小因素都統一劃歸為造成安全環保事件結果的關鍵因素，針對性地開展主動預防或應急預案強化。

1.6.2 失電或局部關停事件結果下的倒逼排查

針對上述幾個大類，繼續從出現失電關停事件的結果出發，按照管理、維保、隱患、設計、預案、故障6 個大類進行細化，利用魚骨圖（圖5）進行再次倒推分解，得出最終導致設備失電關停事件的多個小點，專項排查重點去摸排這些小點的盲區情況。

圖5 造成失電關停結果的魚骨圖倒推分析

1.6.3 規范隱患排查基礎性模板

制定隱患排查表格（圖6），包含系統分類、設備名稱、檢查內容、嚴重程度、影響范圍及應對措施。

圖6 電網隱患排查發電系統部分檢查內容模板

1.6.4 電網隱患排查問題跟蹤及通報機制

電網隱患排查屬長期性工作，需根據電氣設備在網狀態擇機開展，期間要制定電氣設備臺賬，形成問題跟蹤整改和月報通報機制，及時跟進排查和隱患動態整改。

2 結語

通過對海洋石油平臺多個油田群近10 年電網故障的分析，形成電網隱蔽性隱患排查的思路和具體方法，通過隱患排查實踐，提高隱患發現的能力和水平，電網穩定性和安全性得到進一步提高。