海洋在生产平台主电站并网调试方案优化

孟凡然

【摘 要】生产状态下的海洋平台要求电力系统稳定可靠，如在生产平台新增发电机组并网，很可能对平台电网的稳定造成冲击。本文以渤海垦利油田群为例，设计了在生产平台新增发电机组的并网调试方案，保证调试的同时将对平台生产的影响降到最低。该方案使用了“干电阻+平台负载”结合的方式进行调试，节约了资源，探索了海上大型发电机组并网调试的新思路。

【关键词】海洋平台 发电机组 调试 并网

1 油田群概况及电网运行情况

垦利油田群包括3座中心平台和8座井口平台，电网由9台额定功率10500KW的索拉Titan130燃气透平发电机组并网组成，目前运行模式为“1+1+1”，即BZ35-2CEPA、KL3-2CEPA、KL10-1CEP平台各运行1台机组，由EMS（Energy Management System）系统控制负荷分配。随着油田的开发和更多新井的投产，需要在BZ35-2CEPA新增一台Titan130机组与其余9台并网以满足油田日趋增长的用电需要。

2 并网试验的前提条件与方案选择

新增机组达到并网条件需要以完成以下几项工作为前提：

⑴透平单机负载测试完成；

⑵透平出线柜功能测试及综保校验完成；

⑶EMS系统与透平、透平出线柜的通讯测试、控制逻辑测试完成。

其中第2、3项都可以通过常规的施工手段实现，第1项透平负载测试，传统的调试方案是先将平台停产，利用干式电阻箱作为稳定负载，完成调试后再复产。这种方案不仅影响平台正常生产，还因为机组功率大，需要从陆地动员较多的干电阻出海并占用平台大量的空间和资源，不适合海上平台这种空间相对狭小的环境，工程总体费用也相对较高。

本项目从现场实际情况出发，利用平台中压盘MA段1台10.5KV 1250A备用开关VCB112，只選用一台5000KW干电阻用于透平50%负载测试，之后将机组并入电网，利用生产平台负载完成剩余测试，两种方案的比较如下：（表1）

通过对比得知，优化方案占用资源、空间少，施工方便，且平台停产时间短，产量损失小，综合考虑应作为首选的施工方案。

3 调试方案设计

3.1 调试总体方案

从图1和图2得知，BZ35-2CEPA已运行的3台机组GTG-A/B/C输出的10.5KV 电直接到中压盘，再通过变压器分别连接到低压盘和高压盘，高压盘通过海缆向BZ35-2WHPB、BZ29-4WHPC平台供电，距离CEPA较近的BZ35-2WHPA平台通过VCB106直接由BZ35-2CEPA平台供电，同时高压盘通过海缆和组网开关VCB127与KL3-2CEPA组网。

BZ35-2CEPA中压盘被母联开关VCB105分隔为MA、MB两段，MA段和MB段具备独立的通路分别向低压盘和高压盘供电。本次新增透平GTG-D位于MA段，同时MA段还有1台10.5KV 1250A备用开关VCB112可用于连接干电阻，故确定调试的总体方案为：BZ35-2CEPA透平全停，KL10-1启动两台透平，电网运行模式由“1+1+1”改为“0+1+2”，然后断开VCB105将中压盘MA段隔离并接入干电阻用于D机50%负载调，MB段不断电维持WHPB和WHPC平台的生产。待D机调试完成后恢复VCB105，将D机并入电网，利用电网负载完成剩余调试。

3.2 调试方案校核

⑴电网容量校核：油田群实际负载25300KW，透平单机额定功率10500KW，D机满载试验时电网计划投用4台透平，模式为“1+1+2”，热备容量16700KW，满足要求；

⑵低压变压器容量校核：低压变压器TR-002、TR-003容量均为2500KVA，BZ35-2CEPA低压段实际负载1650KW，满足要求；

⑶备用开关容量校核：干电阻负载5000KW，VCB112额定电流1250A，CT变比为1000/5，开关容量约为：P=√3UICOSΦ=1.732 x 10.5 x 1000 x 0.8≈14500KW，满足要求。

3.3 调试操作步骤

⑴将中压盘MA段负载转移至MB段；

⑵隔离变压器TR-001，闭合低压盘母联开关ACB104，将低压盘LA段与LB段串联；

⑶KL10-1CEP启动两台透平，BZ35-2透平关闭，电网变为“0+1+2”模式；

⑷关闭BZ35-2WHPA所有设备，断开VCB113和VCB105，将中压盘MA段隔离；

⑸启动GTG-D，利用接在VCB112的干电阻进行50%负载试验，之后退出D机，恢复VCB105、VCB113和WHPA平台生产；

⑹将D机并入电网，电网运行模式为“1+1+2”，将EMS系统推出，通过手动分配负载使D机满载，其余3台机组平均分配剩余负载，配合D机进行100%负载试验；

⑺将D机由EMS系统接管，KL10-1退出一台机组，电网运行模式恢复为“1+1+1”。

4 试验结果及结论

实际试验中，D机并入电网后状态良好，在电网“1+1+2”模式下将EMS退出，通过手动加载使D机满载，4台机组按照2：1：1：1负荷比例分配，有功功率负荷分配稳定时间8S，各机组功率波动范围小于300KW。之后将EMS系统投用，退出一台机组使电网模式恢复为“1+1+1”，剩余3台按照1：1：1负荷比例分配，有功功率负荷分配稳定时间3S，各机组功率波动范围小于 150KW。整个调试过程中WHPA平台实际停产5.5小时，WHPB、WHPC平台正常生产，成功完成了本次调试。

实践证明，垦利油田群新增透平机组海上并网调试方案不仅可行，而且节约了资源，减少了工作量，可以为后续项目提供借鉴。