南京惠言达电气有限公司成立于2019年，座落在南京六合市商圈。9年备件销售积累，公司主要经营欧、美等国的阀门、过滤设备、编码器、传感器、仪器仪表、及各种自动化产品，公司全力贯彻“以质优价廉的产品和完善到位的技术服务客户”的经营宗旨，服务于国内的流体控制和自动化控制领域。节省了中间环节的流转费用，能够把更优惠的价格提供给用户。通过发展我司已经自动化设备和备件供应商，主营产品广泛应用于冶金、造纸、矿山、石化、能源、集装箱码头、汽车、水利、市政工程及环保以及各类军事、航空航天、科研等领域。

CPP Prema Kielce止回阀80.5081.14.0806

品牌   型号

LEANTECHNIK lean SL 5.3 PW     500 131 齿条千斤顶

mts RHM 0260MD531P102 位移传感器

Micro-Epsilon WDS-5000-P115-M-SO,Measuring rang 5000mm SN 17919 位移传感器

Murr 7000-12481-0000000 电缆/插头

Murr 7000-12681-0000000 电缆/插头

Murr 996049 电缆

ME ASBS 2M12-5S 连接器

ME GSV-1A 4-20/250/2/M12 信号放大器

Martens NG1000-1-0 

MP Filtri SGEA31M06077+EGE3RP+SGEA31D04045 

omc PVP 10BE 

ORGA PCB 35Ub Under/over Cur Ac Mon，  Orga ref no：48284，Part No：010278 

Epro PR 6423/010-010 位移传感器

LPW 012003(G0125001) 滤芯

KRACHT SPVF20C1G1A02 泄压阀

DELTA W3100CD602A00AE00 压力传感器

LESER 5262.2042 安全阀

IFM PN7004 压力传感器

BALLUFF BCC M415-M414-3A-304-PX0434-003 

BALLUFF BTL5-E10-M0175-P-S32（with cable ） 

Mayser BSL/BK 1750 GP39 NBR C25L 

Pleiger MOV-3-80-17-114.2 

PTM PMO 0450-3-0-100 气动马达

CHAMBRELAN D444-0500 线性导轨

Kamlock KLSG 20-ES_G_2_Zoll_DN_50 管接头

Nordson 1081908 

Pyropress P1202/B222A30/SS1N 压力开关

BALLUFF with memory card 

PNR VED  0138  D3   C 

Beckhoff EL6731-0010 接口模块

JOSEF EMMERICH LEAKAGE RETURN VALVE 13304604.11 （Pump:ER521NPPH/Pos:820 ） 泄露返回装置

PRECIMETER PROHCD700R300 激光数码相机传感器

DELTA W3013IC604H30,3 to 25mbar 

MEDENUS R101 NW 40 9607-063/2  150(H2)m3n/h 减压阀

MEDENUS R101 NW 40 9607-063/3  90(N2)m3n/h 减压阀

MEDENUS R100-U NW 50 9607-063/5  1Kp/cm2 减压阀

MEDENUS-z R50 NW p 1"  8904-011/3   n.t. N2 减压阀

Lutz 1/2 PPV Art No. 5701+120 Ser. No. 250397 双隔膜泵

baumer FHDK 10N51/156073 

lechler 502.908.17.00.00.2 喷嘴

STRIKE TECHNOLOGIES Capacitor bank STRIKE RLC04-B relay 

STRIKE TECHNOLOGIES Capacitor bank STRIKE RLC04-B relay 

lechler 092.108.30+468.408.30 

PILZ PNOZX2P 48 … 240 VAC/DC 

Foxboro 244LD SS4R2RBNH0C6-L1 阀门定位器

SUSPA TYP16-2 4524 200N 

mts RHM0730MR021A01 位移传感器

Mawomatic APA1.AA07A05BA  583551 

Tiefenbach WK177L114  L=5M 磁性传感器

PERMA 26.001.105 塑料管接头

PERMA G1/4 75mm 

Murrelektronik 7000-14521-0000000 电缆/插头

Murr 7000-11 电缆/插头

MURR ELEKTRONIK 7000-42021-0000000 阀门连接器

Murr 7000-41181-0000000 接头电缆

Murr 7000-40001-0000000 电缆/插头

Murr 7000-12 电缆/插头

Murr 7000-41 电缆/插头

Murrelektronik 7000-12 电缆/插头

norelem NLM06460-1062X20 

SICK IN30-E0407K 安全开关

Mecair VEP216 

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

Leuze LS 328/9D K-D M12A-4P-10m-PVC 

Leuze LS 328/9D-M12+LS328/4P-M12 

LINMOT PS01-23×80-R 联轴器

Klefinghaus pneumatic box+86200012  TYP 01D 

Eltra EAM58CR4096/4096G8/28PPX10S6PER 编码器

microsonic Pico+25/F 接近开关

Mutronic No.88.00804  230V/50HZ 

PFLITSCH E153M4X6 MEHRFACHEINSATZ PROGRAMMING UNIT 16 SEAL PVC AUCH FOR M25 

PFLITSCH BG 240PA BLUEGLOBE PA M 40 X 1,5; 20,0-32,0 

PFLITSCH RED240/232 POLYAMID M 40 X 1,5 / M 32 X 1,5 

PFLITSCH BG 232PA BLUEGLOBE PA M 32 X 1,5; 15,0-25,0 

Leuze KR10-1600 

P+F 122522;NBN4-F29-E2-V3-G-0,5M 接近开关

Nordson 138727D 

LENZE E82EV222-4C 

Alfing 8068192 变压器

norelem 03041-206 弹簧柱塞

moog G631-3003A              +J121-001 

Lutz 0410.0300 刀片

Murr 7000-42081-000-0000 电缆/插头

Murr E10742 

Murrelektronik GmbH 56691 可编程控制器

Murr 7000-15041-0000000 插头

Murr 7000-4 电缆/插头

BALLUFF BTL5-E17M-0150-K-K02 

SCHMERSAL TZKF/CS DC24 

Sigmatek DTO161(05-007-161) 

Turck RKC-4.4T-12 M/TEL 电缆

IFM EVC002 电缆

IFM AL2401 1

norelem NLM 07113-12109 接线端子

Nexen 964650/24V 

AB 440T-AKEYE10-Da 开关附件

Telemecanique XS1L06PA349 感应传感器

norelem NLM 02041-112025 底座

norelem NLM 02153-08036 

norelem 95057-06020 滚子

Proxitron OSA6747 13GS5 ON:61340 感应传感器

GLT 752V-UV 计量阀

mts RHM -0290MP201 S1G8100 位置传感器

PINTER MANCOMB IP652K AVA MHPL 0-6bar 

Profimess LS-15P.P1 

Turck BL67-GW    -DN  6827183 

MILTONROY Nr.100514043   MRB12-R38Q1APPNNNN 

Pister DN50-SAE2-3000  SKH50AV-DD 球阀

PFLITSCH WNM-G40  M40*1.5 接头

Turck 6601590 总线终端电阻

Multi-Contact 14.5187-22 插头

ODU 196.025.001.300.000 插头

ODU 196.025.003.300.000 锁连接器

LENZE SPL42-3UVCR-035C22 

moog Direct-Operated Servo Valve, P/N: G771K208A 

P. Ries GmbH 4000/3 D280 Nr.10008103 真空泵

Elcis A/958HP12-12-10-B-DP-0-2M20 编码器

NORTEK 2039210 压力表

Leybold D16B-DOT NR.11406 

MVA M65TC3G-110-DA 温控器

Optima Typ PDV 200;3120025 工件夹具

DIELL MD SS2/AP-1H 

Keysight 34461A 数字万用表

prominent 792957 臭氧传感器

Vahle SA-KDS2/40/1/14HS0 5/4/4/1-3 

ILME CNEM 16 T 接线端子

ILME CNEF 24 T 接线端子

VIPA 317- 2AJ12 

MP Filtri FHF325.2BVN7A10NP01 过滤器

MENZEL MS SD4 SF 喷嘴

Turck BI2-M12-AD4X 接近开关

Turck BI30U-CK40-AP6X2-H114 接近开关

"Murtfeldt RollerchainDIN818712B13/4""links123No. 469800537 "

"Murtfeldt C-profile C11 12B13/4""No. 351090011   length 2318 "

Mayser SL/BK 675MM GP60EPOM C35 v：4 位置传感器

Phoenix 1803617 连接器

Contrinex KAS-80-A12-A-M12-PRO/VAB-Y5-1-NL 

WILCOXON R1-0-J93-32 电缆

NORIS 100.06.146-BFA 液压螺母

norelem 02153-08046 工件夹具

MIL air suction filter[FOR E100.3/2] 吸油过滤器

gesipa BLINDNIETE STD 2,4X6,0 MM  6300022 

MTL MTL-5044 

Turck MS24-112-R 速度计

Vahle SA  -KDS2/40/1/14HS0,5/4/4/1-3 

Labom GA2130-B99-D2-M22-N2 L=420 电阻温度计测量插件

DELTA power supply 

Mobac HB-1750 M 2 (0-15 Nm) 

mts RHM0050MD701S3B1105 位移传感器

PERMA PERMASTAR,16100348 

prominent S2BAHM04350PVT010S000 计量泵

novo TLH_2000 

Novotechnik MUP 110-4  24VDC 接口模块

Nadella GC 22 EE 轴承

Foxboro IDP10-T22B21F-M1L1 -4KPa～+4KPa 

Leuze LE318B/4P+LS318BI/9D 连接器

prominent Diaphragm of SIBAHM07120PVT0070S004 膜片

prominent Shell of SIBAHM07120PVT0070S004 端盖

Netter 61703219 传感器附件

IFM AC5291 接口模块

IFM LI5142 液位传感器

LT ULTRA Mirror 87WX30TX86L,CU_D/N:210224/LT ULTRA_FOR 3APL WELDER MIRROR(UNCOATED) 平面镜单元

LT ULTRA Mirror 87WX30TX86L,CU_D/N:210361/LT ULTRA_FOR 3APL WELDER FOCUSING MIRROR 聚焦单元

SICK CLV650-0000 读码器

Murr MOSA  7000-80081 电缆/插头

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

LENZE SN:1535723410000171293443 伺服电机

baumer FHDK 14N5101/S35A 感应传感器

Banner EZ-SCREEN/LS2TP30-300Q88 

Banner LAT-1-LS 

Eltra EAM63DR44096    4096G8  28PPX10X3PER 编码器

MAGNET-PHYSIK MAFESEN HS-AGB5-4805 1

Hengstler 0 478 123/  24VDC,7 ZIFFERN 

Magtrol LB 214-011/001  122-214/011/001 

Magtrol LMU 212/011  P/N：224-212-000-011 

Nihot Fan impeller of MTVD-60-120LGO 

WYLER Clinotronic PLUS 

MSC Tuttlingen TK91A   6304245 扫描仪用探头

Fife H3740-100-01 接收器

Meinberg TCR511PEX 

INTORQ BEG-561-255-030-3   no.33005324 

BOSCH Guide rail: R1605-704-31LG=1436 滚珠导轨

BOSCH Guide rail: R1675-203-31LG=496 滚珠导轨

MESSKO MT-STW160F2 63516-408 

Limitor GmbH Q82-Q-070-05-100 

Bertolini C 1258 贝托里尼泵

BALTUR TBG45P 

ARON AM.7.UP.AB 止回阀

BALLUFF BES01P8,1014HV 接近开关

Euchner 078456/BOLT/VZ-CR2 

Euchner 082119/NZ1VZ538EL060-M 安全开关

ODU 309.803.150.037.151 插头

Multi-Contact 14.0047 插头

PIAB BX110 NR:0108340 真空吸盘

SIEMENS 3TB40 

Numatics F32B G04 BM 

Leroy Somer R449 稳压器

PFEIFER STRATOPLAST 38-1960-1186SZ-130M 

PFEIFER STRATOPLAST 38-1960-1186SZ-130M 

NORMA DISTRIBUTION CENTER GMBH ET8x1-R1/8 塑料管接头

LEMO FGG.2B.302.CLAD72Z 螺纹接头

Ca-Verken packsats25CA200/100/PS 

Epro PR6424/000-021 

Montech DAP-2 气缸

Landefeld ER 18 310 换向阀

muegge MX3000X-125KL   3kW, 400V 电源

mts RHM1045Mp101S2B6100 

Limitor GmbH 506002 保险丝安装组件

Nordson 1087529 密封件

moog 11---BHW-27F/J053 

Mattke RX130HR1100   6A   3000MID   46VB-RAY 

Nass Magnet 108-030-1065+M-05311-NN 电磁阀

magneta 110036 24v 电磁铁

Turck PS010V-301-LI2UPN8X=-H1141 24VDC 4-20mA 

Turck FCS-G1/2/A4P-LIX-H1141 24VDC 4-20mA 

Turck TS-400-LI2UPN8X-H1141 24VDC 4-200mA 

PMA BVND-M207GT 连接器

PMA BVND-M506GT 连接器

NUOVA 10G/S 0.77 5bar CW614N DN3/8" 011403435 2782.05.0 安全阀

Meusburger E2130/14x2 O型圈

Meusburger E1144/18-17/22 直线轴承

Meusburger E1100/42-76 型导筒

Meusburger E1100/42-156 型导筒

BD sensor 18.601 G-X102G1/4A 压力变送器

GRUNDFOS CM10-4 -A-R-A-E-AVBE-F-A-A-N,3KW 离心泵

GRUNDFOS NBG65-50-160/130 

KUEBLER 8.5863.3020.G223.S024.K005/24VDC 编码器

SIEMENS QAE2121 

COGNEX CCB-84901-1003-05 电缆

COGNEX DMR-363X-MAX 

IPF OT050174 感应传感器

Nordson 274793（3.0m） 

Nordson 276542 

Nederman 76374697 齿轮单元

OMRON SM150/S8VK-C06024 电源

Turck BIM-UNR-AP6X-D 接近开关

Turck BL67-GW-DP 接口模块

Tiefenbach typ.：502784 Lfd.-Nr. 15-37159  09-15 

norelem 26106-03003055 缓冲器-橡胶制

prosoft ILX69-PBS 接口模块

VOGTLIN GSC-D9SA-BB13 SN：179344 热式质量流量控制器

Beckhoff BK3150 接口模块

itelcond ASUM222M500DF1 电容

itelcond AYUX-HR682M350DF1 电容

INTERPUMP SS7061 

himmel K75-MB/2+M12K Nr.376589/1 

NBI AH3034 

NBI AH24034 

Elcis XV90A-2304-5-BZ-C-VD-R-0,50  9pin（Elcis2） 编码器

Leuze PRK 25/66.41 

TELCO LT100H CAP3815 

SEPAR 01030/H 过滤器

Proxitron 2319P-20，IKL 015.38 G 接近开关

FERRAZ OFAM00AM 125 

Vahle 0168074/03 

BALLUFF BOS5K-PS-ID10-S75 接近开关

ME 3DT60 

Phoenix 1697027/PUR/10.000 

BALLUFF BES516-200-S2/4.560-S21 

SICK 6034415 

BOFA 150145-60 风机

Pantron IT-M12-4QD 感应传感器

Hengstler RI58-O/500EK.42KH 

MMF KB12VD 加速度计

NEUHAUSER 19711990 150W 8156 

Tiefenbach IEA22/1A 流量控制阀

VAI L000-S005-DB 膜片

OLMA CP?OLMA?T3?-?50-70-250A 弹簧

Novotechnik TX2-0100-717-002-101 

ALLDOS 553-1011 传感器

Turck BI5-EM18D-VP6X/S120 10m 接近开关

Phoenix FLSWITCH LM 4TX/2FXSM-B 以太网交换机

Telemecanique XUB4BNAL2 接近开关

mpfiltri CS050P25A 

Ophir COMET-10K-V1 ROHS 

Vahle 600007 

OBSERVATOR OMC-122OBSERVATOR 

Woodward 5417-1251 

Leroy Somer Cb3333-SB3-7,85-MI-4P-LSMVR-132-M-5,5kW 增量式编码器

Phoenix 2726311 

Phoenix 2861302 

BALLUFF BES516-3040-I02-C-S49-00.25 

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

moog D633-442B  R02KO1D0VSS23 

Epro PR 6423/008-030 位移传感器

CHAMBRELAN RA7VF-1100 

CHAMBRELAN RA7R-0600 

PTM 1600-D22A S-EM-R-E-SCM-BP-S1500 阀块

PIAB BFF80P G1/4 “ Female PIAB 吸盘

METREL GmbH MI2094 电气测试仪

Murr 7000-18 电缆/插头

Leuze PRKL53/6.42-S8.3/LEUZE 感应传感器

PTP INDUSTRY 824-TF110 联轴器

nordmann SCHALTV NORDMANN-SN:14515 BJ:12 

AUTOMATION DIRECT T1K-08TR 接口模块

OM VBCD 3/4" DE/A 

OM VUBA 3/4" 

Mecair VNP216 220v 50HZ 流量控制阀

Luedecke ESH38  N ABB 

IPF PS180024 感应传感器

Turck 1074003 

OMRON E32-T11NF 

steute GFS 2 1SD1OVD/1SD1OVD 

OMAL G1/2" VNC30004 

AMO WMR-100-0360-S01 

Eltra EL58B10245Z/28P6S3PSA5.632 

Martor 125002 no

LUKAS A10101225608TIALN 锉刀

LUKAS A201501025647 打磨头

Vahle 236015 碳刷

Jokab RT6 24VDC 24V继电器

Pintsch EW1/700-01000-20001-JZ 

MPM No.3.ISB.045B.050.G.001 感应传感器

Schneider XPS-AV11113 自动控制器

Telemecanique XZ-CP0666L5 

Hengstler AC 581213EK.42 SGB(C566146) 编码器

BALLUFF (BCC05ME)BCC M415-M414-3A-304-VX44T2-030 

norelem 02010-041 支撑脚

norelem 03089-4412 机床用支撑脚

Phoenix EV-GBM4C-DC250A-5,0M70ESBK00 

LoeSi EPMH 400C-288CB-43-CB Includes hydraulic brakes and hydraulic motors 液压马达

LoeSi EPMH 500C-288CB-43-CB Includes hydraulic brakes and hydraulic motors 液压马达

BERNSTEIN 369.9100.025 线缆

Watt WAR91L4 Br10 1.5kw 电机

BALLUFF BIS C-122-04/L,BIS0011 感应传感器

norelem 03089-4412 机床用支撑脚

norelem 02010-041 支撑脚

norelem nlm02040-5251 

norelem 06245-1067X15 球形手柄

norelem 04410-30 工件夹具

Contrinex DW-AD-623-M12-126 感应式接近开关

Bussmann LPJ-20SPI 保险丝

Murr 27536 插头插座

PILZ 502231 开关

PERMA SF04S60 

Ca-Verken 25CA200/110/PS 密封件

GRUNDFOS MG100LC-228FF215D1 旋转泵

OMRON D4A-4918N 工业开关

OMRON WLCA12-2N 位移传感器

OMRON TL-05MC1 

OMRON MY2N-JDC24V 继电器

OMRON PYF14A-E 插座

OMRON MY2N-JDC24V 继电器

PERMA Perma Star Control Antrieb 2.0 Best.Nr. 108985 Star Control Anschlusskabel (10m) Best.Nr. 108431 Perma Star LC M120 Best.Nr. 101114 

BD sensor DMP331P 500-1002-1-2-100-C61-1-0-1-000 压力变送器

LORENZ 0261,20NM， with 8M cable 

Leuze Ls64/2SE-L；50031557 

BALLUFF BES R05KB-PSC40B-EP00,3-GS04 接近开关

Contrinex DW-AS-503-P12-627 接近开关

Pavone PSDA0621 指示器

PKP FOS01.3.1.1.1.1400.08 液位传感器

UE J402 MODEL:554 RANG:0-30PSI E/R:15A/480V 

ATOS LIQZP-LE-802L4/IQ 流量控制阀

ATOS DPZO-TE-273-L5 41 

ATOS AQFR-10 节流阀

ATOS AQFR-10 节流阀

ATOS RZGO-TERS-PS-033/315/I 油压传动阀

ATOS DPZO-AE-171-S5 油压传动阀

ATOS DPZO.AE.273.D5.30, 

ATOS DPZO.AE.273.S5 

ATOS HZGO-A-031/100 20 减压阀

ATOS HR.012, 单向止回阀

ATOS DKZOR.AE.173.D5.10 

ATOS FEI 100/125 

ATOS DPZO-LES-SP-NP-273-V9/SP 油压传动阀

ATOS RZMO-P1-010/210/20 油压传动阀

ATOS CK-63/28*1100-D024-25 1

ATOS DHQ-013/C/1-IX24DC 油压传动阀

"ATOS SDHE-0713-X 24DC 10 电磁换向阀"

ATOS LIMZO-AE-2/315 油压传动阀

ATOS DP-4143 流量控制阀

ATOS DLKZOR-T-140-L73 油压传动阀

ATOS DLKZOR-TES-SN-NP- 140-L73/Q 

ATOS DHA-0631/2/M/7A  24VDC 油压传动阀

ATOS PFG-221 齿轮泵

ATOS AGMZ0-TERS-PS-3X/315+SP-ZM-7P  液压阀

ATOS AGRCZO-TERS-PS-20/210  CPPAGRCZ0-10/20 减压阀

ATOS Z5L-AC220V 

ATOS SHMP-011/350 10S 模块化安全阀

ATOS PFG-227/D 齿轮泵

ATOS JPG-211/210/V 阀

ATOS SDH1-071023(DC24V) 电磁换向阀

ATOS DKZOR-A-171-S5 油压传动阀

ATOS DKZOR-AE-171-S5 油压传动阀

ATOS E-ME-T-05H 40/DP 37SC 信号放大器

ATOS DKZOR-AE-171-L510 

ATOS DH-0831/2 油压传动阀

ATOS DLOHX4-3A/PA-M-AO/R 

ATOS DP-3514/8 液压换向阀

ATOS DLHZO-TES-SP-SP-BC-040-L31/C 油压传动阀

ATOS DHA-0631/2/pa 

ATOS PFG-327/D 

ATOS RZMO-P015-010/100 20 

ATOS DPZ0-A-271-D5-30 

ATOS JPR-212 止回阀

ATOS PFG-214-D/RO 齿轮泵

ATOS JPQ-212/17 

ATOS DPHU2713/d-x24dc+sp-666 

ATOS DPZO-A-373-D5/E30 

ATOS AGRCZO-A-10/100/R 20 减压阀

ATOS DLHZO-T-040-L53-31 油压传动阀

ATOS PFF-51150/1DV20 

HYDRAFORCE RV08-20A-0-N-18 减压阀

ATOS DLOH-3C/R-U 21 

ATOS E-A-PS-USB/DB9 

ATOS AGMZO-A -20/350 减压阀

ATOS AGMZO-A-10/315 减压阀

E+H Model:PMP71-ABA1S21RHAAA SN:E9012F2509C 

SIEMENS 6EP1334-2AA0 

SIEMENS 6ES7901-1BF00-OXAO 

INDRAMAT CSH01.1N-FC-NNN-NNN-NN-S-NN-FW  MNR:R911305273 

INDRAMAT CSH01.1C-NN-ENS-MEM-MA1-NN-S-NN-FW  MNR:R911311438 

ebmpast DV4114/2N 风扇

Weidmuller 4323210000 

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

Boll & Kirch Type 6.62.1   CRGD1.2BCP 

SIEMENS 1FT6041-4AK71-3AH2 伺服电机

SIEMENS 6ES7153-2BA02-0XB0 

SIEMENS 6EP1933-2EC41 电源

BOSCH 842900300 

lempco 951-1024 导套

Backer OE341+K15A 加热器和接线盒

Almatec （waterpump）E25ETT 

wago 0762-1104 

B&R X20BR9300 接口模块

Ac-motoren FAC71B-2 

FLUKE 1586A/1HC 

Amiad 82-31-8030-0030,3″ 

Fezer DRV 20 NC 

ATLANTA GETR.5745709;a=80i=9.25＜12 

SAMES J2FENV622 密封件

SAMES J2FENV358 

Bohmer DN40 PN315 004.4111 

Fezer DRV 12 NC 37 12C0 1/2DC 24L 001 506370  0-001bar310480-01 

Fezer DRV 25 NC 37 25C010/0DC 24L 001 B 522999 0-001bar308744-01 

Becker KVT3.80 Mit Filter 

Besta A131R04 

KTR KTR200 32X60 

Rexroth R151201022 轴承

AB 1757-PLXBAT-AB 

ALLEN BRADLEY 1756-0F8 

baumer O300·GP-11110415 

BI tecnology TIPO:M 8/2 IE2  MATR:13123432 

SIMRIT 468763，220 I/D* 2500/D*15 

ACE SL-030-12-D-MP3 橡胶缓冲器

ACKURAT KCTS-R3010；item no.R3010M620S  Ratt M6x20 

EPCOS BR6000-R12  B44066 R6012 E230 

Blickle 852668 LK-P082K-FI-FI 

Rexroth r911325869 

Rexroth r911306533 

Rexroth r911296725 

GMC-I Sineax v604 TYPE:604-122(973083) 功率计

Alemite 9911-A1 手泵

AEG PROTEUS-2 

UNICHAINS uni Flex ASB L=330mm d=4mm BLUE 

ABB AO2040； A02000 Series；Housing 1of 2； P-NO.24041-2X40XXX00000；  A-NO.0241458201/2901； F-NO.3.347340.2； 

bielomatik 30023416 油压传动阀

Brueel & Kjaer AS062(5M cable) 

Baumgarten TYP  160Vu 0.25KW 33l/min  101351-27 62 

SIEMENS 6EP1931-2FC21 电源

R+W 16117325 

SIEMENS 6FC5312-0DA00-0AA1 

wago 281-611 安装支架

TE Connectivity 1658608-2 

boll 4235169 

Boll & Kirch 2600251 减压阀

ABUS TYP 48015 0.25/1.1KW 1.3/2.65A 380 415V 

ABUS TYP FDB23/GM5000 3H6/S14302 2.9/18.8KW 380/415 12.2/34A 

Kvaser 2XHS/00714-7 ? USB / CAN接口

JOUCOMATIC 34303015 

fischer panda 36.01.02.008H 过滤

fischer panda 31.07.01.008H 过滤

SIMACO TYP CM34 

L+B ZFN0265.0-9 测量齿轮

YXLON 20066102 filament0.2mm 

AIT 040096 相机

AZBIL ECM3000F2110 电机

Butzbach PAIR OF FALL ARRESTERS BUTZBACH AS1000F 电磁制动器

VIKING L4724  Nr:11310107 齿轮泵

Bonfiglioli BN63B6;NO 71956540006 电机

burkert fluid 6213A13.0NBRM5 G1/2 PN0-10.0bar 24VDC10W 油压传动阀

Cashco 8B5-1S17-18000000C 

A Celli 411262854 压力变送器

Broyce control M3PPI 1

SIEMENS 6ES7100-6BA00-0CA0 接口模块

SIEMENS 6EP4297-8HB10-0XP0 接口模块

crompton SC1-200/5A 

Becker SV7.330/2-01 

Karcher S500 

EWO 280.395 减压阀

SIEMENS 3RT10 46-1  A.4 

BEKO BDL04+übertragungskabel 

bielomatik 30011629 计量泵

CROVISA Transformer 913H162 621VA Input AC440V Output AC115V (4.5A) / 230 (0.45A) 

ebmpapst 414 F 

SIEMENS 6EP1 333-3BA00 工业电源

kaercher 4.763-250 喷嘴

cleco COOPER:541489,48ES2503ZB 

SIEMENS 6ES7590-1AE80-0AA0 接口模块

CORTEM Terminal Box  ４P x4.0mm2 

CORTEM FLF-218 

APT L82240445 比例阀

ALLEN coding systems 5030L1010272 

AIT 040096 相机

Moxa PCI CP-168U+CBL-M62F2-150+OPT8-M9 

"BTR 150 U129 PU3optical fiber 12 FO Singlemode purple OS2 muti 3KN "

"BTR 130 B21-Eshielded connector E-DAT-K Cat6A 500Mhz "

WENGLOR Y1TA100QXT3 激光测距传感器

SIEMENS 6SL3120-2TE15-0AA4,pls see the pic 电源

Z-LASER Z15M18B-640-lg90 感应传感器

Schaevitz P981-0184-15MO-350BSG 

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

ALBANY BNS33-02Z-ST-2646 

L+B GEL 292-TN10400L013  S/N:1248000963 

BENE INOX 210203-8X14 

BENE INOX 357142-25 

BENE INOX 263418-6576 

LUTZE 716410 继电器

ALTEK 20.67.4810/4 

ALSTOM 8163-4002 

R+W D-63911KLINGENBERG 188-AIZ FF SW618.6740.644 TEC/EN60947-5-1 DC13/Ue 24V/Le 2.5A/IP65 Ui250V/0660 

ALBANY D4905R0228 安全开关

ALBANY D4907R0024 电缆

L+B GEL 2444KM1G5K150-E 

ACS S2300872 

ebmpapst P/N 2122HST 220-240V 50/60HZ 0.10A 120 

BOSCH 0 830 100 437 

ILMADUR 80*15 DIN7080-25 

Almatec E40UTT 隔膜泵

ALBANY )RP300  rolling door(door，motor，gearbox) 

BENNING 1NSC0003；Nr：770067 

BENNING 1NQA0548；Concactor 230VAV┇757659 

Almatec A15, 21500184 

AEG 1A 400-30HRL1 

AEG 1A 400-45HRL1 

ITT Cannon 030-8719-049 

ITT Cannon CCT-CGF-E 

Emerson SPMD1422 Ser No.8539015012 

Emotron VFX48-210-54CEB 

SIEMENS 1LG6312-6MA60-Z;1309/126938901 电机

KTR 19/st/92shA/1a-18/1b-19 

Microprecision MP321-1MS27/375/100300019926 微动开关

Memolub HPS-240CC 

Mayr 8193409 电磁制动器

trafox 3PC4600-380/380 

HEUER 106 140 

HEUER 100 140 

Beckhoff CX1030-0111 CPU模块

ASUTEC 03088220-02 

celduc SCB865600 1

SIEMENS 3RV1421-1DA10 自动控制器

SIEMENS 6GK5216-0BA00-2AA3 以太网络交换机

Cooper 207316 

Cooper F900185 

Stieber GFRN-70 滚珠轴承

APEX E11APEX.TX1411 

Crane DL25-CA-ZTT 隔膜泵

Brosa 2T；TYPE:1026601az00 

Balance Systems 9PAVM2511CR100 可编程控制器

boll 6.64.1.7 DN200 

ESKA 6.3x32 Tr?ge 4A ESKAUSA-TR?GE 4A REICHELT 

BOSCH 3842523282 

KTR BoWex     M-42 DIA42 L=60/DIA19 联轴器

BOSCH BOSCH BIM S922EF 150*19*0.9 

BOSCH 2107881 

BOSCH 30-40 STO 

INDRAMAT TVD1.3-15-03 电源

Belimo GM24A-MP 40NM 24VAC/DC,pls see the pic 

AMER MRT/250  PN.6962103X , 56390817, Mat.00678394,pls see the pic 

NTN  6802 

NTN 7911UCG/GNP4 

NTN 6906ZZ 

Beckhoff KL1501 接口模块

Beckhoff Automation GmbH KL2408 接口模块

Becker & Hickl spc-130 

BARKSDALE 0434-190 UPA5-400b/4-20/G1/4 压力传感器

Mayr 8/897.000.0 S Nr.8207629 电磁制动器

Bailey & Mackey No.09A3720003 DRW:797060141 

milwaukee M12 12V  M12 Lithium-Ion Starter Kit 

milwaukee 48-11-2420 12V 2AH 

SMC MDNBB50-100-D 气压缸

cleco COOPER:927226 

baumer sn 700001427335 

baumer 10136730 

KTR R90 98SHA 

KTR ROTEX4898SHA 

Basler ace640-120 GigE C-Mount v01 

COLLINS 6800-5330-4 过滤器

BORDIGNON 3S38090 

BORDIGNON CSX63-38 

BORDIGNON CSX63-38 

ATB ABF 63/4B-7R 233430001X 008 电机

SICK SRS50-HSA0-S21 7-12V 1037354 编码器

Bonfiglioli W8F5202066D0005 电机

WENGLOR S23-2M   4*0.34 电缆

Rexroth 0821300901 截止阀

Bonfiglioli W8F5202055601 电机

Buerklin 470 UF/35V 11D5026 

baumer MHRM 12G2501 接近开关

ADDA ANTRIEBSTECHNIK FCP100L-4 

Mink STL 2004 K2-MD 

Ac-motoren FCA 112MD-4 NO.09043042 电机

BEI-IDEACOD SNM510-1316-003 

WABCO 894 110 0914 

SEEGER J75 

SEEGER A42 

Bafa 908Z36 法兰

Bafa 908Z20 法兰

BADGER 1001GCN36SVOSP05S6 

SIEMENS 6EP1931-2EC01 

Aris N1RD-S/DN100D 230V FNr:0224-52335-01002 

LOWARA SM90RB14S2/322  Code  107230223 

PowerGrip 420L100 同步带

Land SN:221638 63 

ebmpast Thyristor Fan  8550N 风扇

L+B GEL 2443KN1G3A050E 编码器

Buhlerr AGF-PV-30-F25 PVDF /Glass with filter element F25 4150299 

BARKSDALE XT~R12 0211-360-1700 

baumer PBSN.2.2.B16.A.A1.44.03.2.1 

HIWIN 2MGN12C2R945Z0C 

ASO ASO SAFETY GE F115 SK 2 M 715 

Bonfiglioli C303 P 215,6 P63V5PV 

Jaeger 630138006 联轴器

ASO GE F115 SK 2 M 1440 

ABB OT400E03P 

kaltleiter FC100L-4 B5 3KW Nr.B2202588 

BOSCH 3842516833 滑轮

BOSCH 3842196857 

EWO tube HM 5/14 031780  5x4.5 

Control Techniques SKB3400055 自动控制器

Anamet 817.550.0 

Anamet 812.063.1 

WERUCON 5T20   Nr：90916 

ISA MPN.VMK-R500-1.0-U 

BIRAL Blueline W314 ,60-110W,0.19A,2450 l/min,IP44 

Atlas 4220 2636 05 

Rexroth R900316232 HAS 06 A001-30/MOO 

Atlas Copco TC-4000-S 

Rexroth R911289905  IKS0374/005.0（5 m） 

AMT DA-200 7005808 

Prema Kielce 80.0050.01.1806;G1/8 D6 

Prema Kielce 22.0703.5214B;ZM G5/2 G1/4 

Prema Kielce 60.0051.0604N;D6/4 175M 

Prema Kielce 80.0003.1208.08 

Prema Kielce 50.1211.1212.05;G1/2 

CPP Prema Kielce 10.007A.02 U型夹

METRIX MX2030-73-000-070-05 

Brevetti SR660.R100 ,30×50,R100, 3m 

ACE MC225EUM+PP225+KM20+AH20 减震器

E+H PMP55-AA21RA1PGCM2JA4A+AK 

E+H FMB70-ABR1H1200CAA 

Alexander Binzel 145.0078 安装支架

Alexander Binzel 140.0382 Φ1.2 

Alexander Binzel 980.1052 

Boge 575000103 油分离器

Aavid 501603B00000G  RADIAT-TO3-7.8DEG/W-48X36XH32mm 

canford 27-220 

L.bernard 176SF2B102W05615 

Black Box-zky FOBC55-IOM3-BK-06F 

Black Box-zky LMC70001A-R4  100-240V AC 

Black Box JPM456C 接口模块

charles WO7004-0021 

BARKSDALE D1X-A150SS-UL 压力开关

Bode 9348/D9 

Bode TS-236-11Z-2538-5 

Freudenberg Nipsl 30-40-7/9.5 

wera 6405 0010 管接头

Mayr RSM 8 891.100.2 S R4112450  8198638 24V 29W 16Nm 电磁制动器

Buehler NT 61-VA-M3/370-2-K 液位传感器

EWO 280.385 G3/4，0.5-25bar 

CEJN 101156452 

SIEMENS 6ES7138-4CF02-0AB0 

ALRE JTF-1/12 温控器

SIEMENS 6EP1331-2BA00 电源

CAILLAU R96 150 

CAILLAU SM068_00 

BELLODI SSKKAB ; G 31263; 50 PT 1

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

Buehler 1122399 EK2-G1/2-VA-M3/300 L=300MM 温度传感器

Almatec CX50 ETT 

Rexroth R074153000 

"Johnson Controls V48AF-9300 6-14bar "

Rexroth R911171363 自动控制器

EMS HMS150HT 

Alfa laval M10-BFM;30118-88-264 

LEICA 042-813.002-035   H6*6.0*0.7 

AVL GG0736 

BARKSDALE 0427-180 压力传感器

SIEMENS 3EX1012-ORH21-1AA1 

baumer 11084376 传感器检测仪

KTR KTR400-70X110 液压锁紧螺母

BRILEX RSK-DN355(Built-in sensor 2. Suitable for the characteristics of Kst: 0-30Mpa gxm / s (st1, st2), horizontal installation; for pipe diameter φ200, wind speed 15-30m / s.) 止回阀

Cryotherm 0346591 安全阀

SIEMENS 6FC5850-3YG23-4YA0 内存卡

BST EMS18/50/2.4/16-5/C ,52448 

Hydraulika ZBM 250-AX 25/70 D, 205234/5, 94.20625.24-NR.L-009ZZ349 

Aris 1424-89591-01005 

COMITRONIC （safety switch） 5SSR24BX 

KTR ROTLX 24/28 KTR Kupplungste chnik Gmbhd-48407 Rheine 

FasTest F14 

LOWARA CA120/55/A 

Bauser Typ:  631.2 code:SB1022.032 计时器

AMOT ser：E0088649-001 

Weidmuller DRH173220LT 1219880000 220DC 16A / 500VAC 10A / 220DC with relay seat 继电器

E+H DB101-G1TE205M/0-5.0M 

E+H FMU231E-AB32/0-1.2M 

SIEMENS A5E01231722 

SEEGER A095 

SEEGER J215 

SEEGER J180 

SEEGER J080 

SEEGER A130 

SEEGER J135 

SEEGER J130 

SEEGER A110 

SEEGER A220 

dungs type  DUNGS 0.4-3MBAR PRESS SW+ LGW 03 A4 

Rexroth R911328706 软件

Rexroth R911306106 附件

Rexroth R911298371 信号转换器

Phoenix 1513347 插头

phoniex 1411904 插座

Phoenix 1411905 

Phoenix 404428 

smartsyn TS2650N11E78 

Boll & Kirch O RING GASKET – 3332814 

BKW B3000179 油压传动阀

BKW B420000802 温度控制器

BKW B70003278832 离心泵

ACE GS-19-225-BB-120N-K37473 

creatique 300 14974 1842 1 

L+B GEL2010Y009 编码器

Brosa EBM6059-0220  0-20BAR 4-20MA 

Aerzen GMA13.F7HV 

ransohoff C0222.0.5.129 扭矩离合器

August Mink KG RUB30-K262 圆刷

August Mink KG RUB30-K262 圆刷

Ac-motoren ACM 250M-4/HE, 12121545 电机

KTR KTR206-80X120 

KTR KTR400-50X80 

Prema Kielce 80.0132.3/8 

AXIOMATIC AX130200 no

APEX 15MM03 

APEX 13MM25 

APEX 855 

APEX 15mm25 

APEX TX-1112 

APEX 15mm13 

camille 08-115E  1/E/L 

bielomatik 30062965 自动控制器

ASS IES8-PNP 接近开关

E+H PH Transmitter CPM223-PR0005 CPM223-PR0005 

E+H PH electrode CPM223-PR0005 CPF81-NN11C3 

E+H Phosphate Analyzer Drugs CAY242-V10C25AAE CAY242-V10C25AAE 

E+H PH meter board 51501081 51501081 

E+H Ammonia Nitrogen Analyzer Drugs CAY141-V10AAE 

Ebm R2E133-BH66-07 离心通风机

Alfa laval PRESSURE MEMBRANE PUMP, DOT4 RESISTANT  DL-15-PG-EET 

ASUTEC （stooper）ASME-150-100 角度阻尼器

SIEMENS 6FC5357-0BB25-0AA0 工业计算机用主板

Rexroth R-IB IL 24 DO 16-PAC;R911170757 模块

APLISENS APC-2000ALW/L/SGE-25 /Exia/0…2,5 m H2/500÷1700mmH2O /ETFE + PFTE/L=2.5 m/F 

APLISENS APC-2000ALW/L/SGE-25 /Exia/0…2,5 m H2/500÷1900mmH2O /ETFE + PFTE/L=2.5 m/F 

Mayr ROBA-DS S9119676 10/950 40 7031523 

burkert fluid 276005 

APEX Z041617101(SF14MM17) 

Bonfiglioli A503 UR 40.9 P112VA COD:2E70A015640001 B7，09150007667446001 

NEM Cod.093002131 V=24Vdc P=18W 

OLEODINAMICA SABATINI SEALS KIT 密封件

OLEODINAMICA SABATINI SCI 63/36 D 150 2.2 液压缸

JOUCOMATIC 833-354023003438 油压传动阀

SIEMENS 3UA5000-0G 

SIEMENS 6ES7412-2XJ05-0AB0 

SIEMENS 6FX2003-0CE17 

PIMATIC P2020R-50/20-200 

SIMRIT USIT I 48.7x59x370NBR 

Bott 126 26 026 

ZEISS 600341-8502-000 三坐标测量仪用测量头

ZEISS 000000-1203-586 

Buerkert 00507325 油压传动阀

APEX EX-508-4 铜制管接头

APEX EX-376-5 铜制管接头

ATV ESE6850F0 

BANSBACH A1A1--5-2-220-540-016-260N 气弹簧

ACS GmbH X1.255.40.000 

SIEMENS 6ES7901-0BF00-0AA0 电缆

SIEMENS 5SH5410 自动控制器

SIEMENS 6ES7193-6BP00-0BA0 基座

SIEMENS 3VL9300-3HG05 

Buehler MK2-G1/2-MS-M3/700 100109938 087773 019 温度传感器

APLISENS PC-2000ALW／EEXia／0~2.5MPa／0~1MPa 

BERTHOLD LB6551ID:34868PA:183381 

WENGLOR WPS30KU 

WENGLOR WNS12AL 

Rexroth R-IB IL SSI-PAC   MNR:R911308594-102 

SIEMENS 6SN1123-1AB00-0CA3 电源模块

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

weidmueller WDU 70N/35 BL 

JOUCOMATIC 5/2 1/8in. 230VAC   52000004 

WABCO 363007 001 油压传动阀

BMI-AXELENT DOOR CX1-CX3;Devis DE17042533 

BOSCH VMA 20KB  001-D 

BRAILLON BHP 500 起重器

Rexroth 3842532009  (motor with gearbox) 

baumer MIX7-A-50-V25 压力表

E+H PMC51-AA21JA1CGAGMJA+AK 

AUTOMATION DIRECT GCX1420 选择开关

APEX 835-SC 

CONRAD 857161-62 

APEM 5246MIWR 

Buehler UXE -36175-011 信号放大器

Buehler UNN-46026-613 导轨

Buehler UXN-24029-021 工件夹具

Buhler UXM -18641-001 伺服电机

Buehler GND -50525-010 接头

Mayr disk pack for 8207352 

Mayr EAS-compact GR.0 Type 496.520.8 S mit ROBA-DS Gr.16 

wago 750-602 接口模块

wago 750-400 接口模块

SIEMENS 6SL3350-6TK00-0CA0 接口模块

robopac 0001351551F 

SIEMENS 6EP1935-6MC01 电源

SIEMENS 3RT1016-1BB41 接触器

SNR RASEY 70 

FAG KM11 

KTR KTR400-45*75 

KTR KTR250-30*41 

B&C CL7685 

SIEMENS 6ES7193-4CB30-0AA0 接口模块

SIEMENS 6ES7138-4FA05-0AB0 接口模块

SIEMENS 3SB2902-0AA20 

SIEMENS 3SB3420-0B 接口模块

Schefer Getriebe GearP=22kW, N2=1,3/min; Mn=150kNm 

SKF BSB040072-T 角接触球轴承

INDRAMAT HCS02.1E-W0054-A-03-NNN MNR:R911298373 自动控制器

WENGLOR RE8222BA 反射传感器

WENGLOR SD983 

WENGLOR RR84BA 反射传感器

WENGLOR RR26DM 

WENGLOR RQ100BA 

WENGLOR RE3220BM  101-7973 

WENGLOR ZSP-NN-02 

WENGLOR CP70QXVT80 感应传感器

KTR R.GS-24-98SHA 6.0-19/22 联轴器

HBM 1-U93/10KN；#102910502 负荷传感器

Bauser 666.6/008, 12-24VDC 

KTR Rader-VOGEL130PU/070/025/5/20 

AIR TEK DIR97/23/CE ON0100 NS085PT.10.4bar PN25D.10mmQ4619.min 

AirCom QB1TFIC073  IN/OUT 4-20 mA, 24 V DC    Proportionaldruckregler, 0...73 psi 

Simel TIPO ZD 77/2076-32 

AKO M065 03X 

KTR ROTEX GS2898 Sh APUR 联轴器

BADGER 1002GBN39MVXECEP36 流量控制阀

HAMMA Art.-Nr.: 0700106 净化装置

HAMMA Art.-Nr.:0701008     600 x 60 mm    185 mm 输送带

MORO RM561T5R.Z Serial Number：09/11-05719-001； 50Hz 2900rpm 

Binzel 831.0581 

Camozzi EN531-16-P13  24VDC 

Burster 8712-50 电位器

APEM PHAP3301A 按钮开关

HBM 185010309 

Bartec 17-8811-46342300 

BAUER BS04-63U/D04LA4/SP   No: Z26504664-4  A/188G2070 

CASH FR-6 1" 2.05MPa(G)  1.38～2.76MPa(G) 

ORION 2426092 泵用维修包

Bechtle Monitor/ACER V173DOBDM 

Ac-motoren FCPY 71 B-4;1108050437 电机

Autorotor indexing disc&cam followers:S/N:40863 

WILDEN P2/PKPPP/TEU/TF/PTV/0404 隔膜泵

BOPP REUTHER OC5/ALL 1'' M/M  24533 

baumer ITD27A4Y36 32HBXKR1S12 编码器

ganter GN 612-8-M12x1,5-AK 带孔分度销

Binar BIDISP3-64*16PX, PROFINET  54430 

POSITEK P811-200 接近开关

AVS EGV-111-A78-3/4BN-00 Romer/123098 流量控制阀

AVS EGV-151-Y58-5/4BO-00 Romer/176949 流量控制阀

WENGLOR YT87PB-NDV3 

Bar 60002184 AS-018/090-08-V17-E 气动执行器

OLEODINAMICA SABATINI SCI 50/36 D 1000 YP 1.1 

OLEODINAMICA SABATINI seals of SCI 50/36 D 1000 YP 1.1 

BOSCH 3842515351 

Rexroth 3842518043 

AIRTORQUE 10238613   8Bar -40℃-80℃ G1/8＂ AT101U S12 DA 

E+H CLM223-ID8110 电导率变送器

Rexroth 608740102 

Rexroth 608740241 

HAMMOND 1457N1201BK 

SIEMENS 6ES7142-1BD22-0XB0 接口模块

METRIX 5550-121-210 机械振动开关

nxp DEVKIT-MPC5748 

nxp SPC5748 CBK0AVKU2 

nxp SPC5747 CBK1AVKU6 

AZ pneumatica 08.156.4 阀门

brevini CAD3E030 LE3  M82101020A 

Camfil Hi-flo 3P-85 (592*592-10*534) 

Camfil Hi-flo 3R-85 (287*592-34) 

Boge 242018402P 控制缸

ASTRO Art-Nr.13333 1222 

Veith V 16-038 

ALTHEN P981-0107-10M0-350BG/SN109,0-350bar,supply 10-36V,len 10m,dia 5 

wago 750-477 接口模块

AFAG MB01-05 RMZ32 

WILDEN P0.25/KKPPP/WFS/TF /KWF 

AirCom R120-04AKV 

eroelectronic LFS937115000 数字显示表

AMO LMB-100.1-00300-02 光栅尺

AMO LMK-101.0-0-3.0-6 光栅尺

Rexroth 3842545367 

Rexroth 3842532015 1

Voltcraft K102 DIGITAL 

SIEMENS 6AG1321-1BL00-2AA0 自动控制器

ENERPAC MVP420 

ACE GS-22-250-DD1150N 气弹簧

BOSCH 3842328996 滑轮

SIEMENS 1FK7063-5AH71-1FB0 伺服电机

ganter GN 615.7-M6-S 

Rexroth R030421160 

"Black Box ETHERNET CABLE, CAT6 (UTP)EVNSL642-0015 "

KTR BowexM-48 联轴器

Aqua Computer PN:33507 接口模块

Aqua Computer PN:33508 接口模块

Aqua Computer PN:33527 接口模块

Stuebbe MV310-NC 22823 

Bently 177230  02-01-CN 

Braun D124.1120U1 速度计

Invensys powerware pic 温度传感器

Burster 8661-5010-V0000 扭矩传感器

SIEMENS 6SN1161-1CA00-0BA0 伺服控制器

SIEMENS 6FC5357-0BB25-0AA0 工业计算机用主板

PFAFF SHE5.1-1-A-M1A-IV-190-6:1-Tr40X7 

Consort SP20B SP20T(see the pic) 

ALSTOM P141211A2A0100B  SER No.614827.01.03 

ALSTOM p6314400040MU00E00  SER No.02439227/12/06 

baumer MY-COM-M75P-S35L；10119393 接近开关

Delimon SDU04A00H00 喷嘴

Black Box EVNSL81-0050 电缆

ebmpapst W2S130-AB03-21 230V 45W 风机

BEI IDEACOD EM-DR1-IC-24-TB-28V/5 隔离放大器

Buschjost 8242200 9101 1807  V 24Hz =/8W 

bardiani Typ BBZS1 

wera 05022721001 

wera 05022720001 

wera 05073640001 

Ashcroft K13M0242M1 250#-XCL 压力变送器

Bonfiglioli BN100LA4FD  COD:W8F51020722,mit brake 

SIEMENS 8MR2170-4E 自动控制器

SIEMENS 3-Motor 1FT7105-5SC71-1BA0-Z Z:X05 NO.YF H8629 2626 04 001 伺服电机

SIEMENS 1PH7 184-7MD000AC0 No N-U41173118010001 

BENEDIKT&JAGER LS16  SMAH1  A2 隔离开关

Freudenberg 45,00 X    3,00 72 NBR 872 密封圈

ctek MXS 5.0 充电器

SIEMENS 6EP3437-8MB00-2CY0 电源

R+W BKL/500 55 57.15 联轴器

BONOMI 10000106 

ganter SCHRAUBE GN552-31-G1/2-A-3-GANTER 

KTR NABE KTR 203 65x95-KTR 

burocco 09V1211BDE1V0 

Buehler NS10/25-AM-K-SK166/1000-2×MKS1/W 液位传感器

Buehler NS10/25-AM-K-SK166/1300-2×MKS1/W 液位传感器

SNR UC218G2 滚珠轴承

SNR US205G2 轴承

SNR UCT210 滚珠轴承

SNR USFD206G2 

L+B GEL207-VN00100A631;D160024.10-35VDC 

Albright SW180-695T/24V 

BUESTER 9310-V0001 力位移曲线监控仪

SIEMENS 6AG1340-1CH02-2AE0 接口模块

SIEMENS 6AG1322-1BH01-2AA0 自动控制器

KUGELHAHN 10209396 

BFN 57250  Netphen Dvuckschalter  6.1/320/1/1/1 Vmax 250V Jmax 5A bei 250V Jmax 1A bei 30V 

SIEMENS 6ES7 132-4BD02-0AA0 

SIEMENS 6ES7 132-4BF00-0AA0 

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

SIEMENS 6ES7 134-4JB00-0AB0 

Artifex SC 150 MP  150 x 20 x 35 mm 

SNR BGCS25BN1SSL00200NZ1 

Ac-motoren ACM  200L-4 0121978 电机

WENGLOR IN 060 NM60 VB8 

CONEC SAL-12S-RK8-RS8-3/G2 

Mayr RSM 8/891.101.1 S9116283 

BARKSDALE SW2000 -0428-021 压力传感器

ebmpapst TYP 614 NGHH 24VDC 150mA 3.6W sew 

Weidmuller EW15 安装支架

AMF 305375-K101 工件夹具

Block STE160/4/4 

Block BUST4000/4/23 

Block BUST5000/4/23 

ACE TS51-27 阻尼器

Burster 9307-V0002 自动控制器

ASM AWS1-345-420A-D8 角度传感器

BELLODI SSKIGK40DIN (38.174) 夹爪

Arobotech AD20196Z 滚轮

MERKEL EK 190*220*50 

Comitronic-bti OPTOPUS-DEC 安全开关

HBM 1-S2M/200N-1 负荷传感器

aep CC2S822T5C15 

baumer RP2NR346-0201 

TYROLIT CS25A602JJ4VK1/50 

BARKSDALE 0434-001 26.600 G-4003-R-1-5-100-300-1-000 

Rexroth R18243122X   R.RUNNER BLOCK CS RWD-035-SLH-C1-P-2 滑块

sola 63-23-612-8, pls see the pic 

Buhlerr 426112114 

CEJN 1/8 10 320 5151  13 

BOPP REUTHER MFE2 Ex 

wago 2004-1201 接线端子  小起订量50个

Bonfiglioli BN44B4  Cod:830220500 No:73705660031 

ALFRED HEYD AH32-2H-50*45-01 钢制把手

Rexroth 1510-4-0808CL=550MM R150344085 

Mecman 563-201 000-1 

CPP Prema Kielce止回阀80.5081.14.0806

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案

3.1短路电流直流分量高

随着海洋平台电力系统单机容量和总装机容量的不断提高，中压系统从短路点计及的等效电感与电阻之比增大，直流分量衰减时间加长，造成中压系统断路器开断时短路电流的直流分量较高，开断困难，这将对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。短路电流直流分量对断路器正常分断能力的影响，主要由以下两个方面决定：（1）直流分量持续时间越长，一个短路半周波全电流峰值越大，断路器灭弧过程中拉弧释放的能量也越大，导致断路器开断困难；（2）直流分量过大会导致过零点漂移。通过计算，在某些支路上，短路电流较小，但直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，更严重的情况是灭弧时间变长，甚导致电弧不易熄灭。研究表明，当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例小于1/5时，断路器设计选型时，可只按短路电流交流分量有效值校验；当直流分量占短路电流交流分量幅值的比例大于20%时，断路器的设计选型不仅要校验交流分量有效值，还要同时考虑直流分量百分比的影响。在进行具体的电力系统设计选型时，目前，适用于发电机出口的断路器主要有普通真空断路器、发电机出口断路器和快速限流器三种类型，三种断路器优缺点对比如表1所示。实际选型时，应根据电网拓扑结构和实际短路计算值，统筹考虑技术可行性和经济性，判断采用何种短路分断设备。某海上项目电站设置三台大容量发电机组，发电机出口三相短路时，直流分量高达60%，普通断路器根本无法开断。为解决该问题，设计*采用了“3+2”系统拓扑结构，即发电机出口母线分成三段，各由一台发电机供电，三段母线之间由两台快速限流器相连。采用快速限流器后，短路故障发生时，快速限流器能在10ms内动作，将电力系统快速分割成三个子网（解列运行），从而降低短路电流。快速限流器动作后的短路电流交流分量和直流分量大幅下降，直流分量降19.6%，断路器能可靠动作。

3.2变压器空载合闸励磁涌流大

海洋平台电力系统为孤立系统，在平台主发电机黑启动时，先开启应急发电机为主发电机的辅机盘供电；主机辅机得电后，启动主发电机；主发电机运行后，投入配电变压器，将辅机盘电源由应急发电机切换为主发电机。此时，系统仅有单台发电机运行，容量较小，变压器空载投入时，会产生很大的励磁涌流，为变压器额定电流的6～10倍。过大的励磁涌流会对系统造成很大的冲击，甚直接造成主发电机出口断路器跳闸，因此，必须对变压器励磁涌流加以限制。海上工程项目中普遍采用的涌流抑制方法主要有以下两种：（1）采用涌流抑制器限制变压器的励磁涌流。通过对变压器磁通的监测，控制断路器分合闸角度，从而抑制变压器励磁涌流，避免因励磁涌流造成断路器跳闸。此外，涌流抑制器还具备控制补偿功能，可根据影响断路器分合闸角度精度的因素动态判定分合闸点以保证涌流抑制效果。通过使用涌流抑制器，大大提高了变压器空投的成功率，同时也提高了电力系统的暂态稳定性。近期某项目使用了基于三相联动合闸技术的涌流抑制装置，据该作业方反馈，应用效果较好，可将涌流抑制到较低水平。（2）采用固态晶闸管软启动器启动大容量变压器。该技术主要利用固态晶闸管软启动器可以控制电压输出的原理，使用软启动器的电压斜坡功能为变压器的原边缓慢提升电压，通过原边电压的线性升高来为变压器充磁，建立工作磁场，在启动过程中可基于零压启动，所以几乎没有冲击电流出现。该方法具有原理简单、计算快捷、实用性好等特点，解决了变压器空载合闸时因励磁涌流过大合闸失败的问题，并且减少了大电流冲击造成设备使用寿命缩短的不良影响，延长了设备的正常工作时间。

3.3主发电机进相运行问题

海洋平台电力系统主要采取集中供电方式，主电站通常设置几台容量相同的发电机组，并通过海缆或栈桥电缆向附近的其他井口平台供电。当海洋油气田平台主电站通过海缆长距离为其他井口平台输送电力时，由于海缆线路长，电压等级高，线路容性无功功率将会非常大，导致主发电机进相运行。这会产生静态稳定性降低，定子端部温度上升，机端电压下降，定子电流增加等一些列问题，严重影响发电机的安全和整个电力系统的稳定性。为解决长距离海缆输电线路电容性无功功率增大造成的发电机进相运行问题，经广泛的技术分析、比较，海洋平台电力系统引入了动态无功补偿装置SVG（StaticVarGenerator）。SVG就地装设于电力系统中，可动态地对电网无功功率进行快速调节和补偿，SVG的功能相当于一个无功电源，它可以自动调节，随着无功负荷的盈亏，自动补偿调节系统中所需的无功功率，使系统功率因数达到理想状态，从根本上解决了发电机进相运行的问题。SVG具有快速响应、运行范围宽、抑制电压闪变能力强、补偿功能多样化、谐波分量低、占地面积较小等特点。该装置的使用，很好地解决了系统容性无功过大的难题，提高了整个海上电网的稳定性。

4结语

本文总结了海洋平台各种供电安全问题：短路电流直流分量高、变压器空载投入励磁涌流大、主发电机进相运行，并对这些问题进行分析，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。