油田电力系统技术改造与应用

2021-11-20李越

电子技术与软件工程 2021年19期

李越

（中国石化华东石油工程有限公司江苏省南京市 210000）

在我们国家的建设发展之中，如何对于一些资源进行有效的开发运用，一直都是相关部门研究的主题，特别的是在石油相关资源的开采之中，油田的维护和建设从来都是相对应部门关注的重点，有效的开采设施运用、油田电力系统科学地建设等都能够使得开采效率大大增加，有助于对石油资源的开采工作进一步发展[1]。在一系列的油田建设重点部分中，油田的电力系统发展则是重中之重，油田电力系统技术改造与应用是必然的发展趋势，在油田电力系统的实际运行、发展过程之中，因为新技术的不断融入，电力系统整体的运行质量有了本质上的提高，但是在目前由于油田电力系统在电网主网架构、电压层级设置、设备等等方面，有一些问题存在，这就使得油田电力系统的平稳发展受到了限制。为了油田电力系统的长远发展，需要有着相关的应对措施来解决这些问题，使得油田电力系统可以为油田的运行提供高质量的电力能源供应，因此对于油田电力系统技术改造与应用的探究，有着极其重要的现实意义[2]。

1 油田电力系统

1.1 油田电力系统电气工程技术的应用

在电力系统之中，变电站是非常基础也是非常重要的一个部分，其升压变电的作用使得电力资源能够跨越长距离，输送到需要电力的每一个用户单位中，而电力工程技术的应用使得变电站作用有了更好的发挥，首先一个方面就是使得变电站的管理更加有效率，优化了人力资源配置，在相关技术的应用中，变电站的工作形式更加成熟。电气工程技术可以对于变电站中的数据信息进行自动监测，如果某个设施的运行出现故障，那么就可以及时的被发现，而且系统可以进行自主修复，同时把故障信息上传到相关部门，这样就极大的维持了变电站的正常运行。电气工程技术还可以把对于变电站的监测数据进行上传、处理分析，工作人员可以通过相应结果判断变电站的运行状况，提高工作的精确程度[3]。电气工程技术应用到电网之中，可以完成对于电网中数据的实时监测，然后进行相关的计算，这样就可以有着关于故障点与频率的预测，和传统的人工技术相比较，电气工程技术的应用更加具备优势，而且可以完成电网调度工作的自动化。电网调度工作自动化进行，可以进行自动采集与分析数据，保障电力系统的供电稳定性；电网调度安全管理中应用电气工程技术，会使得电网可以依据设定好的程序运行，如果出现问题故障可以进行及时的处理。电气工程技术和自动补偿技术的相互结合，也促进了相关技术的进步，采用自动化技术后，能够降低过补和欠补类错误的发生率，并能够将动态补偿、固定补偿、稳定补偿以及快速补偿结合起来，令其具有较强的负荷适应能力，从而使电力系统更加安全稳定[4]。

1.2 油田电力系统自动化技术的运用

自动化技术和计算机技术有着非常紧密的联系，自动化技术的实现就是以计算机技术作为基础的，要想保障自动化技术在油田电力系统之中发挥作用，计算机技术的能力不可忽视。自动化技术的实际应用，使得油田电力系统在配电的步骤减少了电能消耗，保障了电力配送的质量与效率[5]。自动化技术的特征主要的有三个方面，首先的是自动化的技术的远程控制能力，其对于油田电力系统的提升是巨大的，使得配电方式和配电过程之中存在的漏洞获得了补足，解决了电力配送过程之中的控制问题。其次的是自动化技术的灵活性与高效性，其对于油田电力系统的电能传输效率，以及电能的质量有着积极的影响。最后的是自动化技术的整体的优势，在自动化技术之中，涉及到计算机技术、通信技术等等的技术，使得油田电力系统的整体部分都有了提高，自动化技术极大的简化了油田电力系统的操作流程，使得相关的系统流程运转更加的流畅[6]。

自动化技术在油田电力系统配电之中的实际运用，有着卓越的优势，从其相应的应用价值方面来说，第一个优点就是对于配电的运行过程进行细致的优化，使得相关的配电产生的能源的损失大幅度的减少。在进行配电管理运行的过程之中，因为自动化技术的使用，油田电力系统的相关部分的控制完成了智能化的设置，系统可以对于配电的传输过程进行优化，通过计算机技术进行计算，能够在最大的程度上有对于油田电力系统的各个部分的掌握[7]。第二个优点是自动化技术可以完成对于油田电力系统的实时监测的目标，在配电工作过程之中，自动化技术对于油田电力系统线路的运作有着全面的掌控，配电的各种数据信息都会被及时的传输到控制系统之中，如果出现数据异常的状况，那么就会及时的进行报警处置。而且对油田于电力系统参数的控制分析，还可以找出油田电力系统的运行最优状态，以此来完成对于系统的运行优化[8]。第三个优点是自动化技术的运用使得对于故障的处理更加的便捷，油田电力系统检测到故障能够及时的报警，并做出切断处理，保障其他部分的运行，相关部门就可以及时的对于故障进行排除。自动化技术在油田电力系统配电中的运用，使得油田电力系统的综合特性更强，同时的对于系统的运行的操作变得简洁，不再需要大量的人力资源来对于油田电力系统网络的一些部分进行人工操纵，自动化技术都能够进行相应的操作。而且自动化技术的运用使得油田电力系统运行更加的安全，对于油田电力系统全网络的实时监控，在一定的程度上减少了安全问题的发生[9]。

2 油田电力系统技术改造与应用的分析

2.1 关于DEH控制系统LVDT技术的改进应用

在油田热电厂之中，通常会有着不同类型的控制系统运用，常用的控制系统是DEH系统，该系统除了具备对于汽轮机进行基本控制的功能以及汽轮机自启动控制功能之外，还有着对于相关设备监视与保护的功能，可以在最大的程度上精准控制一定数量的进汽调门的变化。位移传感器LVDT就是能够控制现场阀门的反馈装备，其实际的工作原理是运用差动变压器进行设计而成，也就是如果铁芯和线圈之间有相对位移出现时，传感器输出的电气信号就能够表示油动机的位移[10]。现阶段油田热电厂使用的是双通道位置反馈形式，其工作过程是通过安装在每一个执行机构中的两只位移传感器，位置反馈信号被筛选之后和计算机输出的阀位指令进行比较，从而控制阀门的开度，这样可以防止出现使用单LVDT位置反馈的时候，如果反馈信号消失，阀门全开使得汽轮机超速的情况，这种反馈方式的运用非常依赖位移传感器的可靠性，那么为了提升位移传感器的可靠性，就需要做出相关的技术改进应用。在机组实际运作的时候，调门的位置会随着负荷的变化而不断进行改变，位移传感器的线圈侧固定在铁板上，铁芯的一端则会固定在调门上，随着调门一起移动，另一端插在线圈的圆柱体中心，调门的位置如果出现变化，铁芯在线圈中的感应电压就会有着相对应的变化，但是因为其机械连接的形式是硬性连接，那么位移传感器LVDT的线圈与铁芯运动不同步的时候，传感器内部线圈就会和铁芯之间产生摩擦，在长时间的摩擦过程中，线圈就会损坏，实际反馈的电压会大于实际给定电压，调速汽门全关，调门异常波动，就可能出现油管破裂的状况，严重甚至会停机[11]。在提升位移传感器可靠性的技术改进中，主要是从机械连接部分入手，为了使得铁芯和线圈之间的摩擦阻力降低，可以在铁芯头上加装材质是聚四氟乙烯塑料的接头，这样就使得铁芯和线圈之间的摩擦问题得到解决，同时要在铁芯和调门固定的连接位置装设万向节，铁芯也就能够自由的进出线圈，这解决了连接不同心的问题，改进之后的位移传感器芯杆的固定端从以前的刚性连接变为了柔性连接，这样既减少了相关部位的摩擦，也去除了芯杆上承受的应力，使得位移传感器的可靠性大大提高[12]。

2.2 关于汽轮机缸体壁温元件安装的改进应用

对于汽轮机来说，其在油田电力系统之中有着非常重要的作用，汽轮机是发电机可以顺利运作的主要动力输入设施，汽轮机缸体壁温是汽轮机缸体在运作过程中所处情况的外在判断依据，相关的技术工作人员能够通过汽轮机缸体壁温精确的判断出缸体的运行状况以及出现故障的位置，同时也能够对于蒸汽的质量进行判断，因此汽轮机缸体壁温准确的显示是非常重要的一个油田电力系统正常运作的标准。在这一部分中最常见的问题是汽轮机缸体壁温的温度测点有时会失灵，而且有一些元件使用的寿命非常短，进行细致的研究可以发现，汽轮机内缸体的元件在安装完成之后穿出内外缸连接法兰，而法兰的保护钢管会有20cm左右的长度，为了保证机组的保温效果，相关的工作人员进行保温时保温层通常都会超过20cm，这样就会使得元件会有一部分与保温材料接触，而保温材料有着一定的腐蚀作用，这就是导致汽轮机缸体壁温的温度测点失灵以及一些元件使用寿命缩短的原因。针对这部分问题的技术改进应用，主要是对于相关的元件和保温材料接触的位置进行保护装置的加设，防止元件和保温材料接触被腐蚀，这样就可以使得汽轮机缸体壁温温度测点不会失灵，相关元件的使用寿命也获得了延长，保障了机组的安全稳定运作[13]。

2.3 关于30%旁路控制系统的技术改进应用

对于30%旁路控制系统的作用进行分析，可知其主要是依据机组冷、温、热态启动和运行要求，自动或者是手动控制主蒸汽与再热蒸汽的压力和温度，而且还有着相对应的联锁、保护以及诊断的功能。30%旁路控制系统面临的主要问题是电子元件老化，内部的功能软件功能不符合当前油田电力系统的发展需求，因此需要对于30%旁路控制系统进行重新设计改进，在参照原系统设计功能的基础上，对于自动、保护、联锁逻辑依据实际的现场情况进行修正，使得油田电力系统可以稳定的运作。在30%旁路控制系统技术改进中，系统编程是较为重要的部分，原系统的编程过于繁琐，而且在运行的过程中需要工作人员敲入特定的程序指令，相关的数据显示也非常单一，无法满足实际的需求，因此对于原程序进行语句的逐一翻译，相关控制、保护等等进行罗列，重新进行系统控制逻辑图的绘制，对各个系统数据进行标注，根据新的系统进行设计并完成图形组态，实现当前通用逻辑控制方式的转换，这样就使得油田电力系统满足了要求[14]。