配电自动化在国内海洋采油平台中的应用

李强 王睿

【摘 要】根据与海岸线的位置关系，海上钻井石油生产平台分为三类石油生产发展模式：滩海，浅海和深海。其中深海石油的开采远离陆地，其电力系统一般是独立运行的，情况比较特殊。海滩海域和浅海的石油开采平台依靠陆地海洋变电站所设置的海底电缆向石油开采平台提供电力。本文对海洋采油平台的配电系统进行分析概述，对配电系统的内容进行介绍，并对配电系统的设计进行阐述，对海上采油平台配电自动化的网络结构以及功能应用进行分析。

【关键词】海洋平台；电气系统；配电自动化

随着社会经济快速发展，对陆上油田的开发已经达到饱和，石油的开采量逐渐下降，勘探开发难度不断增大，使陆上石油开采的成本不断提升，海上油田的勘探开发逐步成为石油生产的另一大方向。为保障海上采油平台工作人员的安全以及生产设备的正常运行和维护，平台对于安全生产和自动化要求相对较高。在深海进行石油开采一般需要建设海上采油平台，因为它距离陆地较远，所以电力系统通常是独立运行。[1]而近海附近的采油平台需要通过海底电缆来进行供电，随着目前海上采油规模不断扩大，平台的配电系统也越来越复杂，采用配电自动化技术，能够有效保障海上平台用电的稳定性和安全性，对平台配电的实时监控具有重要意义。

一、海洋采油平台配电系统概述

1、对配电系统的介绍

我国海上采油平台的配电自动化系统在很大程度上取决于我国目前电力系统自动化的发展水平，配电系统的自动化能够有效提高配电网络的性能。然而，因为深海的石油开采平台自身的地理位置比较特殊，相对陆地较远，其配电系统受到外部环境的影响比较大。石油开采平台的配电系统在智能仪器仪表得到广泛应用后，配电自动化也快速发展起来。[2]将配电系统中的控制开关和进线系统的空气断路器由逻辑控制器来进行掌控，使控制更加有效全面。在海上平台采用配电自动化系统，不仅能够使供电得到高效利用，而且还可以准确控制仪器和仪表的启停，对相关仪器的使用状态进行相关反馈，对仪器出现故障能够及时报警。

2、对配电自动化系统的设计

采油平台的配电自动化系统能够对平台运行的数据进行采集，并合理分析相关数据，然后把分析的结果传送到相关的子系统的服务器，最后这些数据信息传送到各级单元。而且不同的单元设备互不干扰，不论是哪一个单元的设备出现故障，都不会影响到整个系统的正常运行。

数据采集处理：收集平台的实时数据，对数据进行深度处理，以区分系统的分布模拟和实时操作数据，处理后得到的数据用于数字分析和通信，不同单元和分配系统站之间进行数据交换，以获得最新和最有效的数据。统计分析以及画面显示：收集，计算和处理实时数据，生成与时间相对应的数值，获取不同设备运行的次数和时间，以此来进行深度的计算统计，依靠从监控机器发送的相关数据来促进人和机器之间的信息交流。[3]报警系统：报警系统在进行报警处理时，通常是对已出现的事故发出警报，又或者是对将要发生的事故进行预知警报。管理维护：通过对不同设备进行监控，收集相关参数数据，对这些参数进行处理，生成对不同设备的信息档案，帮助平台上工作人员能够对这些设备进行监控管理，促进采油平台工作效率。

二、配电自动化系统网络结构以及先进功能

1、网络结构

在滩海和浅海海上采油平台的运行中，主要是通过海底的电缆来供电，而且还要相应的结合发电机，不过海底电缆有一定的局限性，电缆的分支相对较多，上下级配电很难相互配合，对电缆的保护不足，时常会发生跳闸的情况，对海上平台用电影响较大，而且停电的时间比较长，对平台的正常生产会产生严重的影响。目前对滩海和浅海平台的供电已经得到了显著发展，然而随着海上采油平台建设规模不断扩大，海上平台的配电系统也出现了较多问题，使海上采油的工作效率大大降低。[4]在海上平台建设配电自动化系统，应当设置系统总站和子站，同时还要设立远程监控的站点，配电自动化系统利用计算机系统来实现对海上平台的监控，同时实现主站和子站以及子站和海上平台之间的通信联系，不过这些平台之间的距离较远。

通常海上采油平台的配电自动化系统分为以下三个级别的管理形式：

（1）陆地上设立配电系统的监控中心，要对海上平台的配电进行总体上的管理。

（2）在海上采油平台设立配电控制中心，对海上平台的配电进行管理，对相关配电任务进行分配，以及及时将平台实时数据和大陆控制中心进行交流，有效保障海上采油平台的用电安全。

（3）设置卫星雷达系统，对海上平台的各个设备进行控制保护，要在卫星雷达系统上安装相应的保护设备，对平台的配电进行控制保护。

海上采油平台配电自动化系统的网络结构主要为：陆上监控中心、网关、计算机终端、海上卫星平台站、雷达扩频设备、相关报警处理设备、对系统综合测控保护设备、对平台参数手机记录设备。

2、系统的功能

海上采油平台配电自动化系统总体上能够分成调度和传送两个部分，对平台实际的配电数据进行采集，将这些信息由卫星传输到子站的服务器上，最后子站的服务器电脑将这些实时数据由光纤传输到各级的单元设备。每一级单元都能够较好地显示相应设备地运行情况，同时不同单元相助之间不会造成影响，工作相互独立，不论是哪一个单元出现故障都不能对整个系统的正常工作造成影响。

海上采油平台通过配电自动化系统能够有效实现对平台实时的数据进行采集，依靠不同级别的单元来对相应配电情况进行模拟，对各级单元所传输的参数数据进行深度处理，能够有效对相关设备进行控制，配电系统的服务器主机也可以及时对平台配电的实时数据进行统计更新，获取最新的平台数据。而且配电自动化系统还可以对不同种类的数据进行统一的计算处理，对不同数据进行详细的运算分析，同时能够对一些专业性的函数计算进行模拟，能够保证平台数据的准确运算。[5]平台的配电自动化系统还能够对实时的运行状况进行画面监控，依靠监控机来对实时的工作画面进行采集，使工作人员能够准确及时掌握平台工作运行的真实情况，对设备的运行状体以及设备的操控次数等信息进行充分了解。配电自动化系统不仅能够对已经发生的事故进行报警处理，还可以有效预知事故的发生，对将要发生的事故进行预知报警。海上平台的相关设备在运行的过程中，对一些设备的实际工况报告以及相关运行档案进行综合管理，而且相关维护工作人员能够在现场或者远程对平台的计算机系统进行检修维护工作。

三、结束语

综上所述，在海上采油平台推行配电自动化系统，能够有效对平台配电运行进行监控，智能系统具备先进的工作性能，有效保障海上平台的正常运行。然而对于相关系统的操作，工作人员的专业知识素养需要得到相应的提高，否则无法对配电系统进行掌控。在随着科技水平不断提高，在将来自动化的配电系统必定会得到广泛的应用，在未来海上采油平台的应用中有着较大的发展空间，促进海上采油平台工作效率有效提高。

参考文献：

[1]戴海峰，何小玉，季锦涛.海洋平台电力系统配电自动化及保护配置优化[J].电气技术，2016（10）：74-75.

[2]赵锦涛.浅谈海洋石油电气系统的配电自动化[J].现代制造，2016（12）：28-29.

[3]杨力.海洋钻井采油平台自动化配配電系统的应用与管理[J].化工管理，2016（14）：34.

[4]何学谦.对结构设计中两个关键问题的探讨[J].山西建筑，2017（08）.

[5]赵英年.海洋石油生产平台平面布置设计原则[J].中国海上油气，工程，2016（01）.

（作者单位：1 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂海四采油管理区；

2 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂海一采油管理区）