凌崗 蘇龍龍

由于華北分公司油氣田電網(wǎng)的建設剛剛起步，新設備及新技術的應用明顯落后于地方電網(wǎng)。針對油氣田企業(yè)用戶如何通過對已有的線路進行升級改造，來保障電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)運維的難度和成本，是本文研究的主要問題。

1.大牛地氣田電網(wǎng)現(xiàn)狀

1.1氣田簡介

大牛地氣田地處陜西省榆林市榆陽區(qū)、神木縣與內蒙古自治區(qū)伊金霍洛旗、烏審旗交界地區(qū)，范圍涵蓋2?。▍^(qū)）4縣（市），是華北分公司天然氣勘探開發(fā)主要區(qū)塊，2014年產(chǎn)能為40×108m3，2015年將達到44×108m3，是中石化重要的天然氣產(chǎn)區(qū)之一。

1.2氣田供電線路現(xiàn)狀及特點

大牛地氣田供電線路以10kV線路為主，從烏審旗境內呼吉爾特35kV變電站出兩條10kV專線供電，采用高供高計。一回線長度62.14km供電總容量5335kVA，實際最大負荷2200kW；二回線長度14.78km，供電總容量840kVA，實際最大負荷400kW。其余區(qū)域均就近接入當?shù)剞r(nóng)網(wǎng)，采用高供低計，線路總長73.97km，供電總容量4840kVA。2013年底，華北分公司自建大牛地氣田110kV變電站正式投運，此變電站為末端站，采用兩臺110kV/10kV容量40000kVA主變，設計最大負荷30000kW，主要為塔榆增壓站增壓擴能及首站基地提供穩(wěn)固的電力保障。由于氣田的滾動開發(fā)，站點的定位無法做到提前規(guī)劃，導致供電線路點多面廣；各站點負荷較小，均設有為柴油發(fā)電機組為備用電源，隨著地方電網(wǎng)逐年建設及服務質量提升，氣田電網(wǎng)較以前相對穩(wěn)固，供電可靠性得到進一步提升，短時間停電對氣田生產(chǎn)影響較??；由于跨區(qū)域供電，協(xié)調難度大、投資大、后期運維成本大等特點，故沒有必要自建電網(wǎng)，就近接入農(nóng)網(wǎng)可滿足正常生產(chǎn)需要。本文研究的主要是具備智能化改造的烏審旗境內的一、二回專線，見圖2-1。

圖1 烏審旗一回線線路圖

1.3烏審旗一、二回線詳細情況

到2014年底，烏審旗境內共有集氣站18個，生活值班點7個，凈化廠3個，污水處理廠和火工品庫各1個（見表2-1），生產(chǎn)、生活全部依靠兩條專線供電。一回線線路長，分支多，且分支采用隔離刀閘控制。由于氣田位于毛烏素沙漠，屬高雷暴區(qū)，2014年因雷擊導致過流保護、小電流接地、避雷器擊穿、瓷瓶漏電等各類全線停電共計26次，加之沙漠植被密集，沙丘起伏較高，故障巡線只能采用徒步逐桿的方法排查，效率低下，搶修時間長，導致備用發(fā)電機組燃油量大幅增加。由于受地方供電部門限制，停送電均要辦理工作票，流程復雜、協(xié)調周期長，另刀閘不能帶負荷停送電，拉分支線路均需要全線停電，給維護帶來很大不便，造成油料及車輛使用費用增加。

2.智能真空斷路器的功能和技術特點

（1）斷路器的分、合閘操作可采用電動操作、就近遙控或遠方遙控操作；（2）斷路器裝設兩相或三相電流互感器以及專用零序電流互感器，用來監(jiān)測過電流、短路、接地等線路故障信息，并給智能控制器提供電流采集信號，能及時切除故障；（3）斷路器帶三相聯(lián)動的隔離開關，在隔離開關分閘狀態(tài)下有明顯的可見斷口，具備與斷路器本體之間的防誤操作連鎖裝置，只有在隔離刀完全合閘或完全分閘時才可操作斷路器，提高安全可靠性，并連裝避雷器支柱絕緣子，維護方便；（4）斷路器配套使用的智能控制系統(tǒng)集保護、控制、測量、開關量監(jiān)測等功能于一體，能夠實現(xiàn)對電壓、電流、零序電流、開關狀態(tài)等信息的實時監(jiān)測，具有短路保護、接地保護、自診斷以及報警等功能，故障判斷響應速度快，能快速將故障隔離，避免事故范圍擴大，提高線路供電可靠性。

3.升級改造方案分析

考慮在沙漠地區(qū)，機械施工不便，農(nóng)協(xié)難度較大，賠償費用較高等特點，對原有線路進行簡單的改造，不增加電桿及通訊線路，實現(xiàn)三段電流保護、小電流接地、遠程遙、監(jiān)控等功能；后臺計算機放置在大牛地氣田110kV變電站內，變電站值班人員可實時監(jiān)控線路運行情況，真空智能斷路器選用鄭州凱特智能電氣有限公司生產(chǎn)的戶外永磁智能真空斷路器，產(chǎn)品型號為ZW31-12/D630-20（這也是中石化與河南油田水電廠做智能配電網(wǎng)科研項目時選用的設備）?？紤]一回線線路長，分支多，安裝4臺（拆除耐張桿過流引線后進行安裝），安裝位置如圖2-1（綠色數(shù)字編號1-4），1號開關安裝在變電站出口第一基耐張桿，保護整條線路，2號開關保護5、15、16號氣站分支線路，3號開關保護最長的10、13、25、33號氣站分支線路，4號開關為主線路末端，保護后級站點。保護定值設定遵循逐級保護，不越級保護的原則，大小關系如下：變電站>1號斷路器>2號斷路器；變電站>1號斷路器>3號斷路器；變電站>1號斷路器>4號斷路器。二回線距離較短，分支少，只考慮在變電站出口第一基耐張桿安裝1臺用來保護二回線全線?？紤]全線鋪設光纜，施工難度大、投資大，工作周期長，協(xié)調難度大等問題，采用4G通訊，智能開關安裝4G通訊模塊，安裝當?shù)匦盘柋容^穩(wěn)定的中國移動、中國電信移動通訊卡即可。

4.升級改造的意義

升級改造后，烏審旗一、二回專線供電可靠性提高，特別是一回線，出現(xiàn)故障后，能迅速切除故障線路，其他線路正常運行；檢維修機動靈活，不需全線停電即可進行故障線路的維修工作，減少與地方部門的溝通協(xié)調時間，快速恢復供電；通過后臺實時監(jiān)控線路運行情況，發(fā)現(xiàn)問題后，后臺自動報警，110kV值班人員即可發(fā)現(xiàn)問題，由原來的走流程匯報的被動式工作，變?yōu)橹鲃邮焦ぷ?，可實時監(jiān)控記錄線路運行情況；故障點易判斷，分段跳閘后，減少巡線時間，同時縮短了維修時間，降低勞動強度，綜上所述，烏審旗一、二回專線安裝智能開關的安裝將會起到及其重要的作用，能夠確保供電可靠性，同時減少工作中的安全風險，節(jié)約了運行和維護成本。

（作者單位：中石化華北油氣分公司油氣生產(chǎn)支持中心）