海洋平台电力系统“晃电”应对措施.pdf
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1、配电海洋平台电力系统“晃电”应对措施柏继合1常佳权?(1.中海油能源发展装备技术有限公司,30 0 452,天津;2.天津滨海概念人力信息科技有限公司,30 0 457,天津)根据断路器的合分闸原理,断路器合闸后1问题的提出通过机械保持,断路器分闸需要通过分闸操作为落实政府关于渤海湾环保及综合治理的要求,中海油提出利用陆地大电网为海上油气田平台(以下简称“海洋平台”)供电的方案。用岸电替代油田自发电,可大幅削减海上温室气体和污染气体的排放。为了保证电力供应的可靠性,陆地电网通常采取2 路电源给海洋平台供电,一路为主回路,另一路为备用回路。正常情况下由主回路给油田群供电,当主回路因线路或其他故障
2、不能正常供电时,由海上变电站安稳系统快速切换至备用回路供电。主电源、备用电源在不经负荷卸载的情况下直接切换,最快时间需要120ms。若首次切换不成功,将切除部分不重要线路或负荷后再次切换,则需要7 0 0 ms甚至更长时间。为确保油气生产重要设备的稳定运行,对主、备电源切换引起的“晃电”过程中各电压等级断路器及开关电器的动作情况进行了分析,并提出应对措施来实现对这些重要负荷的不间断供电。下面进行具体介绍,供同行参考。2“晃电”时断路器动作分析海洋平台电力系统供电回路中,线路及负荷的开关设备主要有中高压断路器、中压接触器+熔断器组合开关、低压空气断路器、低压塑壳断路器等。2.1中高压断路器海洋平
3、台电力系统电压等级主要有35kV、10.5k V、6.3 k V,部分电力系统存在3.3kV的电压等级。这些电压等级的断路器统称为中高压断路器。電世男(2 0 2 3-3)指令使脱扣器拉动操作机构动作或者通过继电保护装置发送指令给脱扣器拉动操作机构进行分闸。因此在“晃电”情况下,中高压断路器不会因电源瞬间失去而跳闸。另外,对于设置低电压保护的断路器,低压保护动作时间通常设置为2 5s,因“晃电”持续时间远低于低压保护动作时间,故断路器也不会跳闸。2.2中压接触器+熔断器组合开关对于需要频繁起动的中压异步电动机,一般采用中压真空接触器和限流熔断器的组合开关。海洋平台真空接触器和限流熔断器组合开关
4、主要电压等级有10.5kV、6.3 k V、3.3kV等。当电动机侧发生两相、三相短路电流时,限流熔断器根据自身安培特性熔断。短暂失电后电动机恢复供电或再起动过程产生的电流不足以使得熔断器熔断,因此在“晃电”过程中,熔断器可以正常工作。中压真空接触器通常采用电气保持或机械保持两种方式。电气保持型中压接触器控制原理为:合闸时,合闸线圈得电使得接触器主触头合闸,保持线圈得电,接触器主触头保持合闸状态,同时合闸线圈失电;分闸时,保持线圈失电,在分闸弹簧的反力作用下,快速把接触器主触头分闸。电气保持型中压接触器控制电路工作电源若取自电压互感器二次回路,则主电源失电时,电压互感器二次回路电压消失,保持线
5、圈失电使接触器主触头跳闸;工作电源若取自不间断电源(UninterruptiblePowerSupply,U PS),则主电源失电时,保持线圈依然带电,接触器不会跳闸。机械保持型中压接触器控制原理为:合闸149173配电时,合闸线圈得电驱动合闸电磁铁通过操作机构使接触器主触头合闸,合闸锁扣装置使接触器保持合闸状态,同时合闸线圈失电;分闸时,分闸线圈得电,使得合闸锁扣装置解扣,由分闸弹簧驱动操作机构完成分闸。由于该控制电路控制电源来自UPS,所以在主电源失电时,控制电源不会消失,仅当接收到跳闸指令时才会动作。若通过综保设置低电压保护,则由低电压保护延迟2 5s发出跳闸信号,使接触器跳闸。2.3低
6、压空气断路器空气断路器(Air Circuit Breaker,A C B)是低压配电网络中非常重要的一种电器,只要电路中电流超过其额定电流就会自动断开。图1所示为ACB控制电路原理图,ACB分闸回路电源来自UPS,仅当按下手动分闸按钮1SB2或紧急关断触点ESD闭合后,ACB才会分(跳)闸。部分ACB带有欠压脱扣器,欠压脱扣器动作时间为2 5s,大于“晃电”持续时间,可保证在“晃电”期间ACB维持在正常合闸状态。2.4低压塑壳断路器塑壳断路器简称(Molded CaseCircuitLAC110V(UPS供电)ACB1SB2Q/1TQ山12J1ESDACBS511R11R3659IR4661
7、 1ABIR11R41FAQ/1一ACB辅助常开触点;S51一ACB故障触点;TQ一分闸线圈;J1、J2、1R 1、1R 4一中间继电器;HY一故障指示灯;1AB一电铃;1FA一报警复位按钮图1ACB控制电路原理图50174Breaker,MC C B),是海洋平台电力系统大负荷电力线路和电动机的电源控制开关电器。馈线MCCB控制电路原理图如图2 所示。馈线回路选用的MCCB配置热磁脱扣器,二次回路电源取自UPS。由现场手动分闸指令或故障跳闸指令(紧急关断触点ESD闭合)使热磁脱扣器分励线圈MX得电,实现MCCB分(跳)闸。在主电源失电时,不触发跳闸指令,MCCB依然保持合闸状态。电动机MCC
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