油田电力系统电网的优化设计.pdf

第 3 3 卷第 5 期 ( 2 0 1 4 0 5 )( 仪表 电气) 油田电力系统电网的优化设计 吴世 富 重庆电子工程职业学院通信T程学院 摘要 ：近几年 油田企业技 术部 门在线路传输上采用纤芯损耗 率较低的镍锌合金导线 ，并且 加强对线路 日常维修及保护，以保障传输线路安全可靠的传输。油田电网系统采用十六进制数 字化 管理技 术，对设备进行统一化 管理 ；在传输线路方面运 用的是 电阻率低的镍锌合金传输干 线 ；防雷措施是在变压器机 箱附近安装消弧线或避 雷针 ，在传输干线上每 隔一定距 离安装接地 引入线 ，有效避免雷击。 关键词：油田电网 ；优化设计 ；传输控制 ；网络神经控制 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 - 6 8 9 6 2 0 1 4 5 0 4 6 在油田电网传统传输线路中，线路传输利用率 低 ，出现故障时难 以操作和维护 ，并且在统一管理 方面难 以实 现。 为此 ，近几年油 田企业技术部门 在线路传输上采用纤芯损耗率较低 的镍锌 合金导 线 ，并且加强对线路 日常维修及保护 ，以保障传输 线路安全可靠的传输。在系统管理方面采用统一数 字化十六进制编码，对设备进行统一化管理。 1 现状与存在的问题 传统 油 田电 网线路 采用 的是 3 5 k V的供 电 电 压 ，每隔数公里就会有断股现象 ，并且传输线路 比 较复杂 ，大部分传输线路 已出现脱皮现象 ，甚至部 分架空所用的电杆设施出现倾斜或折断现象 ，不便 于正常维护和管理 。在传输终端使用 的电压与正 常配电变压器提供的电压不 配 ，并且采用的为模 拟信号管理技术 ，系统稳定性 能差 ，安 全系数低 。 信号在传输过程中容易出现失真等现象 ，在线路交 接箱处 出现遭雷击的现象十分严重 ，给国家造成 了 一 定的经济损失 。 2 优化设计技术 油 田电网系统采用十六进制数字化管理技术 ； 在传输线路方面运用 的是电阻率低 的镍锌合金传输 干线 ；防雷措施是在变压器机箱附近安装消弧线或 避雷针 ，在传输干线上每隔一定距离安装接地引入 线 ，有效避免雷击。 2 1 传输系统优化 传统油田电网系统采用的是模拟传输信道 ，模 I嗣阀 。 方案二 ：截止阀。截止阀结构简单 ，维修比较 方便 ，T作行程小 ，启闭时间短 ，密封性能好 ，密 封面间摩擦较小，寿命较长，但是流体阻力大，开 启或关闭时所需力较大。 方案 ：球 阀。球阀结构简单 、体积小 、重量 轻 、密封性 能好 、操作方便 ，只需要用旋转 9 0 。 的操作和很小的转力矩就能关闭严密，省时省力。 综 一 所述 ，将 台压缩机组级问的 块盲板以 及进m 口盲板改为密封性能 良好的球阀 ，阀门选择 科福龙双面密封球阀，具体规格 、数量等参数见表 l 。 表 1 阀门选择 4 效果分析 3台机 组流程 改造完 成后 ，取得 了 良好 的效 果 ，降低 了操作1 -= 的劳动强度 ，以前十几人的T作 量现在只需 3 4 人就能完成。整个流程切换时间南原 来的2 4h 缩短为3 0 rai n ；且不再需要外援 的帮助 ， 只需站 内现有 的岗位人员进行操作 ；减少在流程切 换过程中损失 的伴生气量 ，降低了天然气损耗率 。 改造前离心机停 车 1 次 ，D P C -2 8 0 4 启运时间 约 3 h ，改造后启运时 间为 3 0 ra i n 。 自2 0 1 3 年 4 月 改造完毕以来 ，57 月离心机共停车 7 次，按每小 时放空伴生气约1 3 X 1 0 m 。 ，每立方米天然气约 1 8 元来计算，投用3 个月可挽回经济损失4 0 9 5 万元。 通过流程切换优化运行方案的成功实施 ，连续 运行装置的多用途备机 ，具有满足流程切迅速 、操 作方便 的特点。 ( 栏 曰主持父梅君 ) 一 7 0一 油气田地面工程( h t t p ： w w wy q t d mg c c o rn ) 第3 3 卷第5 期 ( 2 0 1 4 0 5 )( 仪表电气) 拟信号为有限的 、连续的正 弦波形 。在其传输过程 中 ， 于所占用 的带宽窄 ，传输出现一定时延 ，并 且需甍进行二次变换 ，即在调制器和解调器之间进 行变换和反变换。这种传输模式会随着传输距离的 增加 ，抗 干扰能力逐渐减弱 ，容易产生噪音堆积 ， 系统冗余度增加；另一方面，这种传输模式保密性 能差 ，在信道传输过程中容埸遭到外部病毒的攻 击 ，需要对系统进行参数配置。 随着技术的不断进步 ，油 田电网系统采用了 数 字化 传 输信 道 ，不仅 传 输 速度 快 ，系统 容 量 大 ， 保 密性 能好 ，而且便 于数字化集成 管理 。该 系统采用十六位进制编码技术 ，其 中在编码器 、加 密器 、解码器 以及译码器之问采用熵的概念。电网 传输的信息量庞大造成电位变化的复杂程度也加 大，所以在传输过程中高电平向低电平转化的区间 非常小 ，每间隔同定的周期便能实现数百次的跳变 过程。当转换为十六进制编码 的熵 ，每个符号 的有 效信息量为 2 7 b i t ，使每个信 号传输 的信息量较原 来增大 了8 倍 ，而传输速率也 由原来的 4 Mb i t s 增 大到 1 0 Mb i t s ，进一步提升 了传输速度。 2 2 防雷系统优化 由于油 田电网系统传输线路 带有 电磁感应 电 流 ，因此 在雷暴天气多 的地 区很容易遭受 到雷击 ( 雷暴天气是指在雨季多发性季节中 ，当地每天打 雷的次数 ) 。为 了能够避免雷击造成的损失 ，需要 为电网安装防雷设施 ，一般分为两种类型 ：一种是 安装避雷针 ，另一种是安装消弧线 ，两者在适用范 罔上存在一些差别。 当油 田电网系统遭受雷击后 ，强大电流经过缆 线传输至电网机房内的金属外壳上，造成系统的崩 溃，对设备以及人身安全造成一定的威胁。因此要 隔离线缆 、金属部件 ，在前端电源输入 、输 出以及 缆线金属屏蔽层上安装有效 的防雷设施 ，避免雷击 的可能性 。 2 3 网络神经控制技术 网络神经控制技术原理是电力系统传输信息单 元采用最大流算法，将电流传输的最小传输单元进 行加权 计算 一 ，如图 1 所示 。其中从 1 到 6 点之 间的 路径有 ：1 到 2 之间 的距离为 8 ，2 到 4 之 间的距离 为 5 ，4 到 6 之间的距 离为 9 ，即 l 到 6 之 问的距 离 为 2 2 ；从 1 到 3 距离为 2 ，3 到 5 之 间的距离为 8 ，5 到 6 之间的距离为 7 ，即1 到 6 的距离为 1 7 ；从 1 至 3的距 离 为 2 ，3 到 4的距 离为 5 ，4到 6的距离 为 9 ，即 1 到 6的距离为 1 6 。通过不 同路径 的选择 比 较 ，最后选 取一种最短路径 ，即为 1 3 4 6 的 路径 。这种控制技术主要是 为了划分最 短传输路 径，避免在线路传输中产生过大的电流损耗。在电 网系统中存在多个传输单元，每个传输单元中所传 输的电压和电流值不尽相同，根据最大流算法来分 析规划电网传输线路中最合理的传输路径。 图 1 最大流传输 路径 流程 2 4 油 田线路系统优化 传统油田电网传输线路所用的材料为铝导线或 铜导线 ，特点为传送电流的速度快 ，易导热等。但 是随着传输线路的增加 ，到达的电流与终端所输送 电流的差值为 1 5 左右 ，究其原 因是电流以散热的 形式出现损耗 ；并且部分线路在经过风吹 日晒后老 化现象十分严重。经过综合考虑，选用了损耗率较 低的镍锌合金导线来作为线路的材质 。由于镍本 身传热性能好，电阻一般，但锌的电阻较小，因此 两者结合的损耗值远远小于其他材料类型。并且线 路材料选取不只与其属性相关 ，与表面的绝缘层也 有关系。传统线路表皮为塑料 P V C，无法经受长久 的曝晒雨淋 ，时间长了便会在表面出现裂痕 ，最后 露出内部的导线 ， 使其出现断裂现象。如今线路选 用了聚乙烯高聚合物的外部绝缘层 ，这种材料不但 耐高温，并且密封性能特别好 ， 一般在外搭建线路 系统 ，如果不考虑人为 因素 的破坏 ，最少具有 3 0 年的使用期 ，不会出现裂痕等现象 ，因此值得应用 推广。 3 结语 油 田企业每年 因线路故障造成 的电量损失等 于一个贫困地区一年的用 电量 ，所 以国家应加大对 油 田电网改造优化的力度 ，改变产业内部结构 ，从 系统上优化 自动化管理系统 ，降低运行管理成本 。 目前 ，国内油田电网改造的方案已在实施阶段。 参考文献 1 程浩忠 ，许进考虑出力调整和柔性约束的电网规划方法f J J 电力系统 自动化 ，2 0 0 0 ，2 2( 1 7 ) ：2 0 2 4 【 2 】 刘明波，程莹求解电网优化的内点线性和内点非线性规划方 法 比较f J 】 电力系统 自动化 ，2 0 0 2 ，2 6( 4 3 ) ：2 2 2 6 ( 3 刘永斌 ，王金 龙 ，孙 宁油 田电 网的优 化建设 及调整 J 1 油气 田地 面工程 ，2 0 1 3 ，3 2 ( 2 ) ：5 7 6 8 ( 栏 目主持关梅 君) mmmir m( h t t p ： 、 v y q t d m g c c 。 m ) 一7 1