浅谈海上油田群230kV供电方案

董明远 刘瑞 高静坤 徐骞 郝明

摘 要：不同于国内相对规模较小型油田群，海外大型油田群的电气负荷总量可达数百兆瓦，陆地电网选用两路230 kV冗余海底电缆给油田群变电站提供初级电力，且230 kV开关柜采用双母线四分段，进一步提高了供电可靠性和灵活性。海上次级供电采用69 kV海缆，交流系统中性点工作接地形式为直接接地和低阻接地，保护接地全部采用接地电缆构成的接地网来实现可靠接地。

关键词：海底电缆;冗余;可靠性

0 引言

海洋石油平台一般距离陆地较远且比较分散，考虑工程项目经济性，通常采用自设主发电机来满足平台设备的用电需求，这也是目前国内多数海上油田采用的供电方案。

本文介绍了某海外油田群的陆地供电方案，该油田群已历经多期滚动开发，陆地供电方案相对成熟可靠，希望对国内油田陆地供电工程起到借鉴作用。

1 陆地供电工程

该项目需新建两条230 kV高压架空线，将陆地230 kV变电站电力输送到海底电缆登陆点附近的架空线与海缆连接站。海底电缆登陆段埋地敷设至连接站地下，穿护管延伸至地上与230 kV钢芯铝绞线连接。图1是在海缆登陆点就近建设的连接站，主要由电缆沟、高压门架结构、绝缘子、避雷器、站内道路、围墙等组成。230 kV架空线来自陆地230 kV变电站，新建架空线路应尽量避免与其他架空线交叉，如无法避免，应保证高压等级架空线在低压等级架空线之上，架空线交叉角度尽量选择90°。架空线与陆地石油管道交叉角在45°～135°，架空线的基础杆塔应距离石油管道30 m以上，架空线高度应距离石油管道9 m以上，以避免高压架空线在石油管道上产生过高的感应电压，同时影响管道的交流腐蚀问题。

2 海上供电工程

国内常规海上石油平台供电采用自建发电站，通常为燃气透平发电机和原油发电机，发电机电压等级一般不超过10.5 kV，油田群内电力组网电压等级一般最高为35 kV，这与国内海洋石油平台规模、用电负荷大小密切相关，下面对某海外项目海上石油平台供电方案进行介绍。

该项目海上油田采用规模化开发方案，设置海上油气处理中心站，如图2所示，230 kV变电站设置在油气处理中心位置，新建两条88 km、230 kV海底电缆接入变电站平台，海缆上平台经J管保护，通过SF6气体绝缘母线连接到230 kV GIS。两条海缆是冗余配置，每条海缆可单独提供100%全部270 MW电力负荷。

2.1    海上变电站配置方案

变电站平台设置230 kV GIS房间、69 kV GIS房间、13.8 kV及以下配电房间。如图3所示，230 kV GIS采用双母线四分段形式，方便进行倒闸切换供电母线，230 kV母线预留了远期扩展回路，在将来油田群扩大生产规模时，可以通过新建海底电缆给其他油田提供电力。

变电站设置电源管理系统，可实现230 kV负荷卸载功能，并能控制230 kV并联电抗器抽头，维持海上系统0.8的功率因数。69 kV GIS采用环形母线，给距离较近的海上石油平台提供电力。230/13.8 kV降压变压器出线接入13.8 kV开关柜，配电用户是天然气压缩机、原油输送泵和13.8/0.48 kV变压器。480 V电压等级配电用户是平台低压负荷，如低压电动机、电加热器。

电力系统频率采用60 Hz，标称电压等级和接地形式如表1所示。用电负荷配电初级电压采用13.8 kV，三相三线制。次级配电电压等级采用4.16 kV和480 V，三相三线制，480 V低压开关柜内不设置中性母线。400/230 V三相四线用于电气插座配电，以及低压配电变压器到低压照明配电板等。

2.2    接地和防雷保护

海上石油平台整体作为焊接钢结构物，能够为雷击电流提供从最高点到大地的连续通路，一般不额外设置避雷针。该项目主接地网由接地电缆构成，主接地网要连接到导管架两条腿上，接地连接采用热熔焊。螺栓连接的钢结构不能作为可靠接地，应设置单独的接地电缆连接。所有设备外壳都通过最短路径连接到主接地网。对于三相无中性线系统，采用三相线芯加一芯接地线电缆，接地线可用于内部接地。三相带中性线系统，采用三相线芯加一芯中性线和一芯接地线的电缆，接地线用于内部接地。铠装海底电缆无需设置接地芯。金属穿线管应两端接地，金属托架两端接地并确保托架铰接处设置接地跨接线。

通常海上石油平台设备保护接地采用接地电缆就地连接到平台结构物上的方法，即把整个焊接的海上石油平台视作可靠的大地。该项目单独设置的平台接地网，由绝缘接地线组成，接地网延伸到配电和控制房间内和房间外的每个需要接地的终端设备，接地网再与平台结构物实现多点接地，距离大地最近的接地点设置在导管架腿上，接地形式采用热熔焊。设置接地网接地，其在接地可靠性和抑制杂散电流对平台设备和管线的影响方面，要优于就地接地形式。

3 结语

本文介绍了海外某230 kV海上石油平台供电方案，对陆地230 kV架空线、海缆与架空线连接站、海缆、海上230 kV变电站、69 kV变电站的配置进行了说明，对比了国内常规海上石油平台自发电模式和陆地供电模式，对接地网形式的接地系统进行了分析，就地接地形式进行了对比，以供国内海上石油开发项目参考。

收稿日期：2020-12-08

作者簡介：董明远（1984—），男，山东人，高级工程师，主要从事海洋石油平台电气设计和项目管理工作。