油田电力系统技术改造及应用

李韧

【摘要】：各个行业的发展都离不开电力系统的支持，在油田方面的油田电力系统在整个油田产业中进行电力输送、配电环节当中起到了非常重要的作用。从当前油田电力系统状况来看，主要存在油田电网主网架结构不合理、电压层级较高、设备陈旧等问题，所以必须及时对其进行改造，提高油田电力系统质量。基于此，本文主要对油田电力系统技术改造及应用进行分析探讨。

【关键词】：油田电力系统；技术改造；应用

【前言】：如今国内大多数油田企业在真正的生产过程当中基本实现其完全自动化，因此就必须要进行综合性管理，并以此来有效的实现其全面的自动化控制管理，这样才能真正有效的提升油田产业当作的生产效率，从而有效降低其能源消耗。

1、油田电力系统技术改造及应用

1.1改进DEH控制系统的LVDT技术

大庆油田三台200MW机组的DEH均为XDPS-400控制系统，不仅具有基本的汽轮机控制与自启动功能，还可以实现监视和保护操作。一般将控制现场阀门反馈的装置称之为位移传感器（LCDE），主要利用差动变压器原理设计而成，当线圈和铁芯发生移动时，传感器输出电气信号就表示了油动机的移动状况。

为了提高位移传感器精确度，可以采用双通道位置反馈完成操作，位置反馈的信号必须筛选后才能控制阀门开度，避免单独采用LVDT时造成反馈信号消失，进而引起汽轮机超速运行。但是此种操作容易出现阀门关闭后减负荷情况，所以必须提高LVDE可靠性。机组运行时调门会随着负荷变化而变化，将铁片一端固定在调门上，另一端与调门同步移动，LVDE固定在铁板上，当调门位置变化时，贴心在线圈电压下也会发生变化，进而导致贴心与线圈产生较大摩擦。在长期摩擦力作用下，容易损坏线圈，导致实际反馈电压大于实际设定电压，调速气门全关后，高压调速气门负荷可以达到两万以上，给LVDE传感器造成了很大损害，导致油管断裂，进而产生严重的停机事故。而且此种故障的产生，需要更换很多LVDE，不仅浪费了人力、物力和财力，还会影响机组安全运行。

1.2汽轮机缸体壁温元件的安装与改造

汽輪机的主要作用是给发电机提供动力，是维持发电厂运行的主要设备。汽轮机缸体壁温是人员了解和判断缸体故障的重要参考元件，可以及时监控蒸汽。汽轮机只有正确显示缸体壁温，才能保证发电厂的安全运行。目前大庆油田在汽轮机壁温监视方面已经取得了成熟的经验。但是经过年检发现，汽轮机壁温监视出现过失灵问题，内部元件寿命较短。经过长期观察和实践发现，之前内缸体元件安装完成后，需要穿出内缸连接法兰，法兰保护钢管长度为二十厘米，为了提高保温效果，实际的保温厚度均超过二十厘米，由于保温材料具有腐蚀性，导致元件与保温层接触地方发生开裂。进行处理时，给保温材料与元件接触位置安装了保护装置，避免了直接接触发生腐蚀，延长了元件寿命。改装后及时解决上了上述问题，维持了机组的安全可靠运行，目前该项技术已经应用到机组检修中，具有较广的实际应用意义。

1.3改造30%旁路系统技术

30%旁路系统可以结合机组冷、热启动及运行情况，合理控制蒸汽压力与温度，实现联锁、保护与诊断功能。大庆油田的30%旁路系统已经使用了很多年，由于长期连续工作，内部部分电子元件已经老化，经常产生模块损坏问题，不符合当前自动化控制系统要求。而且在科学技术的带动下，技术更新速度越来越快，30%旁路系统中使用的模块已经不再生产，不能及时更新功能模块。如果使用其他电厂的功能模块，就会产生不兼容或价格昂贵等问题。对#1机组进行修理时，重新设计了30%旁路系统，主机依然使用SIMATICS7400控制系统，充电设计了供电系统。此外，还对原有自动、保护、联锁逻辑等进行了修正，维持了电厂的安全稳定运行。

改造中遇到的问题分析：原始TELEPERM控制系统专门服务与200MW电厂系统。内部自动调节与联锁保护电路较多，而且程序主要是TML语言，此种编程语言主要具有两方面问题，一方面，各个部分的控制都必须使用很多语言组成，条理模糊，检修人员编程水平不高根本无法掌握回路流程，一般某句语言发生错误，将会导致整个控制回路瘫痪。另一方面，原控制系统中的所有报警及数据显示都必须人工敲定程序完成，运行人员无法结合参数调节并控制门开度，最严重的是一旦发出报警，必须及时进行人工查询报警代码，影响了对整个系统的安全运行。在实际操作中，如果处理不当，将产生一系列严重的问题。如何克服以上问题，实现源程序功能已经成为技术人员研究的主要问题，可以逐句翻译并理解系统控制逻辑，标示清楚每句语句的含义，然后将改进后的PCS7系统应用到内部，自行设计图形并组织形态，最终将其转化为清晰可见的控制流程逻辑。

2、发展前景和趋势特点

油田电力系统的自动化发展经历了较长的一个时期，在整个过程中将多数不相干的科学技术融合在一起，从而实现可观的经济效益，发展前景广阔，主要具有以下特点：

一是分布式方向发展。如今能源消耗越来越快，开始出现一种集约化发展的电力运行方式，也即是分布式电力控制系统，这项系统直接获得了更为广泛的关注。本身具有非常灵活的特点，也即是变负荷调峰的性能。而这整个过程也直接降低了输变电所消耗的资金，所以就需要做好能源的节约以及可再生能源的有效利用，因此就必须要提升系统所具有的输电稳定性，这样才符合节约性社会的发展理念。

二是图形化方向发展。由于输电网络系统的数据量非常大，因此那种比较单纯的传输数据完全无法满足其需求，所以图形化的应用直接促使信息的传输实现一个全新的高度，不但高效，而且非常稳定，直接为电力系统的发展带来全新的机遇。

三是远处化方向发展。这主要是在传统RTU技术的基础上加以设计，并以此来采用相应的计算机控制来完善系统方面的硬件平台。并以此来扩展计算机硬件接口来直接完成四遥的全部过程。所以这种方式的优点主要还是其设计周期短，同时具有非常好的扩展性，而且开发起来非常方便，具有巨大的发展潜力。

【参考文献】：

[1]吴世富.油田电力系统电网的优化设计[J].油气田地面工程，2014，33（5）：70-71.

[2]揭福街.浅论电气自动化在油田化工中的应用[J].科技创新导报，2010，25（12）：63.