有载调压变压器在海洋石油平台上的应用

石作锋

（艾法能源工程股份有限公司，天津300457）

有载调压变压器在海洋石油平台上的应用

石作锋

（艾法能源工程股份有限公司，天津300457）

随着我国海洋石油的开发和利用，海洋石油平台的规模越来越大，海上油田电力系统的供电范围也越来越远。平台电力系统的稳定对于海洋石油平台的稳定运行具有重要的意义。因此电压稳定是设计人员需要着重考虑的问题。简要介绍了海洋石油平台的调压方式，并详细论述了有载调压装置在平台上的使用案例。

有载调压装置电压稳定电力系统

0　引言

海上石油平台调压方式主要有以下几种：

1）改变发电机的励磁电流调压。改变发电机的励磁电流可以调节它的端电压，一般发电机的端电压允许有±5%的波动。由于这种调压措施不需要另外增加设备，所以满足技术要求的条件下应该优先考虑。目前海洋平台的发电机均配备了自动电压调节器（AVR），一般出厂时AVR已经设定好了，一般能够满足试运行的要求，一般只需要调整一个在空载或负载时的电压

2）电容器组等无功补偿装置调压。由于电压降主要是由于无功功率在线路上传输导致的，因此依靠无功补偿装置可以对系统电压进行有效的调压，一方面通过维持系统的无功功率平衡来维持系统的电压水平，当系统无功不足时，通过增投无功补偿装置的备用容量，达到系统无功功率的平衡；另一方面，依靠在用户端装设的无功补偿装置调压，可减少线路的有功损耗和电压损耗，从而提高末端电压水平，以达到调压的目的。但由于无功补偿设备本身的投资和损耗，将增加电网的建设费用和运行费用。因此要经过经济技术比较来决定是否利用无功补偿设备进行调压。

3）依靠改变变压器变比调压。直接通过变压器抽头的变化来调整变压器的二次侧电压，达到维持系统电压稳定的目的。从本质上看，这种方式并不增减系统的无功功率，而是通过改变系统的无功功率分布来实现调压的。改变变压器分接头的方式有两种：一种是在停电情况下改换分接头，称为无励磁调压；另一种是在带电运行情况下改换分接头，称为有载调压。无励磁调压方式的调压范围较小，且调压不便。而有载调压变压器不仅随时可以根据负荷的变化来进行调压，而且调压范围大。因此特别适合于电压偏移大和负载潮流变化大的地方使用。也正因为如此，对于潮流变化大的海上石油平台电力系统，有载调压变压器经常作为海上石油平台上主变压器而得到广泛的运用。

1　应用

某平台为渤海区域井口采油平台，电源由中心平台通过海底电缆传输到井口平台35 kV高压盘上，再由三台降压主变压器降压后35kV/400V给下面各个生产设备供电，由于系统线路较长，潮流变化较大，主变压器采用的是国内某厂家的有载调压形式（OLTC）变压器。

有载调压变压器主要附属调压设备有电压调整器及电动执行机构。通过调整器来控制执行结构，最后控制变压器抽头变化。电压调整器需要一路220 V工作电源，电动执行机构需要一路380V三相操作电源，调整器和执行结构之间有电缆连接用于信号传输，具体如图1所示。

同时，对于有电源管理系统要求的（本项目未采用），电动执行机构及电压调整器都有接口用于管理系统的接入（包括RS485通讯接口），以便于远程自动控制，电力系统智能化管理。

对于采样电压信号，有载调压开关可以直接从变压器二次低压侧取电压信号，也可以从低压侧配电盘内取电压信号（如图2，从低压侧的配电盘内取PT信号即可），然后通过电压调整器自动调整电动执行结构，以实现有载调压的目的。

图1　有载调压装置接线示意图

图2　低压侧取样信号接线示意图

图3　有载调压变压器分接头

若当地电网电压为35 kV，则分接档应接5档，如图3所示；

当输出电压偏高时，向上调节有载调压分接开关档位；

当输出电压偏低时，向下调节有载调压分接开关档位。

由于有载调压变压器的调整范围比较大，在经过模型模拟计算后，项目的在各种工况下运行在调整后的系统电压均能满足系统要求。

2　总结

随着电力系统的发展，对于电压稳定性的要求越来越高，系统的潮流变化大，电压需要调整的问题会在实际工作中经常碰到。有载调压变压器作为一种电压调整设备，虽然在价格上比较高，同时也存在一定的不足，比如无法改变系统的无功平衡状态、出现大的扰动仍需闭锁调压等。但由于它具有调整范围大，能带载调压，便于电力系统智能化运行等一系列优点，同时加装自动减负荷装置等能降低有载调压的一些副作用，使得有载调压变压器在电压调整的实际运用中还是得到了广泛的运用。

［1］ 中国航空工业规划设计研究院组编.工业与民用配电设计手册. 中国电力出版社，2005.

［2］ 王树达，安晓龙等. 海洋平台电力系统主要调压方式探讨.2005.

［3］ 何仰赞，温增银等.电力系统分析（下）.武汉：华中理工大学出版社（第一版），1991.

［4］ 海洋石油工程设计指南编委会.海洋石油工程电气、仪控、通信设计.2007.

Applications of On-load Tap Changer to Offshore Oil Platform

Shi Zuofeng
（Afar Energy Engineering Services Co.，Ltd. Tianjin 300457，China）

With national offshore oil development and utilization, the scale of offshore oil platform is getting bigger, the range of offshore oil field power system is farther, and the stability of the platform’s power system has important significance for the stable operation of the offshore oil platform, so the voltage stability is the problem that the designer needs to be focused on. This paper briefly introduces the voltage regulation mode of offshore oil platform, and discusses the applications of the on-load tap changer on the platform.

on-load tap changer; voltage stability; power system

TM423

A

1003-4862（2015）09-0045-03

2015-05-09

石作锋（1984-），男，工程师。研究方向：石油工程。