■ 海洋石油工程（青島）有限公司 廖強(qiáng) 葉娣 吳紅磊 王志梅

一、印尼BWA平臺電力系統(tǒng)介紹

印尼BWA平臺的電力系統(tǒng)由電源、變電裝置、配電裝置、電纜和用電設(shè)備組成。電源裝置主要包括位于下層甲板的兩臺800kW的主發(fā)電機(jī)和一臺600kW的應(yīng)急發(fā)電機(jī)。變電裝置主要是3臺低壓變壓器480V/208V。配電裝置主要包括位于應(yīng)急間的兩臺容量為30kVA的不間斷電源裝置(UPS)、低壓配電盤和馬達(dá)控制中心、照明小功率配電盤。

二、調(diào)試方案的設(shè)計

2.1 平臺臨時電源的確定

首先對平臺的電制作一下說明，BWA平臺采用的是480V、60Hz、三相三線制、中性點(diǎn)通過高電阻接地系統(tǒng)，即我們經(jīng)常說的IT(“I”表示所有帶電零件與地絕緣或某一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地，“T”表示在某一點(diǎn)上牢固接地)系統(tǒng)。國內(nèi)平臺一般采用380V、50Hz、三相三線制、中性點(diǎn)不接地的IT系統(tǒng)，而陸地上采用TN-S系統(tǒng)既三相五線制，線電壓380V，相電壓220V。所以在380V、50Hz電制的平臺調(diào)試時可以直接取岸電，經(jīng)簡單處理后供電，V線=380V ，V相=220V。但BWA平臺設(shè)備調(diào)試時，平臺電制與陸地電制不符，必須另取電源。

BWA平臺上帶有3臺480V，60Hz發(fā)電機(jī)，可以考慮其中一臺作為調(diào)試電源，但考慮到以后及海上機(jī)械、儀表、工藝等專業(yè)調(diào)試時的長期供電，以及兩個平臺建造初期，柴油系統(tǒng)不可能完善，正式電纜未完全鋪設(shè)到位，所以正式系統(tǒng)不能供電。而且如果在平臺上架設(shè)臨時油箱會帶來很多不安全因素，因為建造初期平臺施工比較紊亂，交叉作業(yè)很普遍，在甲板上架設(shè)油箱并啟動平臺上的發(fā)電機(jī)都是非常危險的。從成本上考慮，平臺發(fā)電機(jī)容量大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，根據(jù)平臺調(diào)試用電量租用容量合適的發(fā)電機(jī)可以節(jié)約成本。同時，如果開啟平臺發(fā)電機(jī)，不但要派專人看守維護(hù)，還可能一定程度上影響現(xiàn)場施工，降低現(xiàn)場工作效率，從而影響工作進(jìn)度。所以考慮租用一臺480V、60Hz的臨時發(fā)電機(jī)為兩平臺供電。

2.2 陸地臨時電力系統(tǒng)的方案設(shè)計

電力系統(tǒng)自身需要設(shè)備資源支持，BWA平臺的臨時電力系統(tǒng)的組建需要發(fā)電機(jī)、電纜、空氣開關(guān)等設(shè)備資源。這些設(shè)備的選擇需經(jīng)過嚴(yán)格計算審核，如果選擇的容量過小則會影響調(diào)試；如果選擇過大，則會形成資源浪費(fèi)造成材料費(fèi)、人工費(fèi)的增加，甚至還可能對工程進(jìn)度產(chǎn)生影響。

* 臨時發(fā)電機(jī)的選擇

考慮到平臺海上調(diào)試的可移植性和印尼BWA平臺的調(diào)試用電，根據(jù)平臺電制（額定電壓480V、頻率60Hz、三相三線、中性點(diǎn)不接地）并充分考慮功率儲備后選用480V、60Hz、600kW三相三線、中性點(diǎn)不接地的發(fā)電機(jī)。不僅電制匹配而且滿足平臺用電量，這樣此臨時發(fā)電機(jī)就基本滿足了調(diào)試用電需求。

發(fā)電機(jī)的輸出功率選擇要恰當(dāng)。負(fù)荷率太小，說明在選型時沒有選好，容量太大，不僅造成資源的浪費(fèi)、運(yùn)行成本的增加并且對機(jī)組的正常運(yùn)行也沒有好處；但如果把容量定小了造成負(fù)荷率太大也不行，例如發(fā)電機(jī)在近100%負(fù)荷率運(yùn)行時，一臺較大功率的電動機(jī)的啟動（電機(jī)啟動時功率為額定容量的6倍左右）或電站負(fù)荷的增大都會使電站過載，引起過載保護(hù)，造成跳閘停電事故，降低了臨時系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)IEC規(guī)范，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷率不得高于85%。負(fù)荷中的電動機(jī)越大，則發(fā)電機(jī)的負(fù)荷率就要相應(yīng)的選的低一些。經(jīng)計算，調(diào)試期間BWA的最大負(fù)載總量為580kW，但陸地調(diào)試時兩個平臺的設(shè)備不可能全部同時調(diào)試，動態(tài)載荷率選取80%，平臺負(fù)載之和為464KW左右，發(fā)電機(jī)負(fù)載率為77.33%，滿足要求。

* BWA臨時電纜的選擇

由調(diào)試方案可知需要一根從臨時機(jī)到應(yīng)急盤的臨時電纜，平臺為480V電源，最大功率300kW，故選用規(guī)格為600/1000V的電纜（3C×95）2根，每根的額定載流量193A共386A。如果額定載流量計算過小，過大電流通過電纜時，則會出現(xiàn)事故；如果額定電流計算過大，則會造成電纜直徑增大，材料和人工成本都會相應(yīng)增加，因為電徑越大，拉放電纜時所用的人力就越多?？紤]到送電的經(jīng)濟(jì)性、方便性和安全性，我們把其放置在兩平臺中間靠東一側(cè)，和平臺各有5米的安全距離。BWA的臨時電纜每根長度約為55米。* BWA臨時電氣控制盤的選擇

考慮到應(yīng)急配電盤最先具備調(diào)試條件，其上的斷路器ACB302具有短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)和逆功保護(hù)等繼電保護(hù)功能，開關(guān)容量又能達(dá)到送電要求，我們考慮把發(fā)電機(jī)的出線直接接到應(yīng)急盤ACB302上，由它作為BWA平臺臨時電力系統(tǒng)進(jìn)線總開關(guān)。如果系統(tǒng)建立前，我們沒有仔細(xì)分析研究BWA平臺原先的電力配置，則會盲目的購置一臺空氣斷路器，現(xiàn)在利用ACB302則為公司節(jié)省了空氣斷路器的購置費(fèi)。

三、臨時系統(tǒng)分析

3.1 臨時系統(tǒng)的技術(shù)安全性分析

臨時系統(tǒng)的框架已基本建立，但由于海上平臺設(shè)備調(diào)試對供電的可靠性要求較高，為了保證可靠供電，在發(fā)電機(jī)、變壓器、主要用電設(shè)備上都要設(shè)置一些相應(yīng)的保護(hù)繼電裝置，它們的作用是當(dāng)電站系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常時，發(fā)出信號使相應(yīng)設(shè)備或線路上的斷路器動作，把故障部分從系統(tǒng)中斷開，以保證正常和非故障部分繼續(xù)工作，或發(fā)出相應(yīng)報警，以便工作人員相應(yīng)采取措施。下面將從平臺系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、設(shè)備三個方面分析整個系統(tǒng)的繼電保護(hù)。

BWA平臺采用的是三相三線制中性點(diǎn)通過阻抗接地的系統(tǒng)，是一種IT系統(tǒng)，通過檢測接地電阻上的零序電流實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)的。而在臨時電力系統(tǒng)中，只是將原來中性點(diǎn)通過阻抗接地的發(fā)電機(jī)更換為中性點(diǎn)不接地的發(fā)電機(jī)，新的電力系統(tǒng)充分利用了正常系統(tǒng)中設(shè)備導(dǎo)電部分接地的特點(diǎn)，組成了中性點(diǎn)不接地的新的IT系統(tǒng)。

在此臨時系統(tǒng)中，當(dāng)接觸到帶電部分時由于不能形成導(dǎo)電通路，在人體中不會產(chǎn)生電流。當(dāng)系統(tǒng)絕緣非常低，或單相對地短路時，此相對地電壓為0V、其它兩相對接地相為280V、剩余兩相間為480V，此時系統(tǒng)仍然能夠運(yùn)行，這時如果人觸及到帶電部分時，能夠形成導(dǎo)電通道，發(fā)生觸電危險。因此系統(tǒng)的絕緣檢測儀應(yīng)在工作狀態(tài)，開啟報警功能，監(jiān)視系統(tǒng)絕緣情況，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)絕緣不好時，應(yīng)立即查找解決，防止危險發(fā)生。另外系統(tǒng)所有導(dǎo)電部分設(shè)置了保護(hù)接地，當(dāng)系統(tǒng)漏電而導(dǎo)致其外殼帶電時，電流會經(jīng)過阻值很小的接地線流入大地形成大電流，從而使保護(hù)開關(guān)動作，切斷電源，防止操作人、施工人員、調(diào)試人員觸電事故的發(fā)生。

臨時系統(tǒng)之所以不采用中性點(diǎn)接地的TT系統(tǒng)是因為在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中站在甲板上的人和電源中性點(diǎn)是連在一起的，其電阻值很低，如果人不小心碰到電源時，電源、中性點(diǎn)和人體就組成了一個回路，增加數(shù)十倍的風(fēng)險性，容易造成觸電事故。

3.2 臨時系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析

從短期角度考慮，臨時機(jī)的租借減少了項目成本，但隨著海外項目的增多，國內(nèi)外項目電制不一的供電矛盾日益突出，長期依賴租用的發(fā)電機(jī)必然會造成成本的提高，如果能自己擁有一臺多制式的發(fā)電機(jī)組從長遠(yuǎn)角度來看必會降低成本。由臨時機(jī)而產(chǎn)生的臨時電纜一定程度上增加了成本，但此電纜可采用其他項目的剩料，BWA、ZPC的臨時電纜就是用的其他項目的利庫電纜。同時我們通過計算論證，合理利用了兩個平臺現(xiàn)有的2臺ACB空氣斷路器，避免了三十多萬元的購置成本。在設(shè)計此臨時供電方案時，我們充分考慮到了成本的控制，所以說此方案在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

3.3 臨時系統(tǒng)移植到海上調(diào)試的可行性分析

對于這一點(diǎn)，在系統(tǒng)的設(shè)計時應(yīng)給予充分考慮，因為海上調(diào)試初期，平臺的柴油系統(tǒng)和電力系統(tǒng)并不完善，必須依靠臨時發(fā)電機(jī)機(jī)的供電，如果臨時發(fā)電機(jī)出現(xiàn)問題則一定會影響工程進(jìn)度，相應(yīng)的項目成本也會大大增加，所以海上調(diào)試的可行性顯得尤為重要。首先從安全上考慮，臨時機(jī)的安放位置必須安全可靠，甲板上層有足夠的放置空間可放置，并且發(fā)電機(jī)是內(nèi)置于集裝箱內(nèi)的，只要固定牢靠，天氣狀況是不會影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行的；其次發(fā)電機(jī)的油源補(bǔ)給問題，無論是柴油還是機(jī)油都可以從補(bǔ)給船上獲得，如果遇到天氣惡劣，補(bǔ)給船無法靠近的情況，可在惡劣天氣來臨之前把柴油打到平臺的柴油罐內(nèi)，架設(shè)臨時管線則可保證發(fā)電機(jī)用油；最為關(guān)鍵的是要充分計算平臺調(diào)試期間的負(fù)載情況，此600kW臨時發(fā)電機(jī)租用時考慮到了海上調(diào)試需求；至于接地保護(hù)，則可直接把接地線焊到甲板上就可實(shí)現(xiàn)。由此可以基本確定此臨時系統(tǒng)移植到海上是可行的。

四、總結(jié)

對于海洋固定平臺，無論是前期陸地建造的單機(jī)調(diào)試還是后期出海的系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，其調(diào)試配電方案的制定需要方案編制者綜合考慮各方面的因素：技術(shù)安全性、可行性和經(jīng)濟(jì)性，權(quán)衡利弊后制定出合理的設(shè)備調(diào)試用配電方案。印尼BWA平臺為公司重點(diǎn)海外項目，平臺電制和施工環(huán)境和國內(nèi)以往項目有所不同，所以更要求我們進(jìn)行細(xì)致的分析。希望對大家有所借鑒。