自动化技术在油田输配电系统中的应用研究

李海东

摘要：油田输配电系统自动化，对保障油田的安全生产和持续生产具有重要意义。在油田输配电系统中实施自动化技术的目的在于，通过输配电系统的自动化控制，在输配电系统发生故障后，能够快速将故障单位隔离，并迅速恢复非故障区域供电，最大限度的保障油田的正常生产。为此，本文对自动化技术在油田输配电系统中的应用进行研究，为油田输配电系统自动化建设提供借鉴和指导。

关键词：油田输配电系统;自动化建设;应用研究

1 引言

自动化技术在油田输配电系统中的应用，是运用现代计算机技术和网络通信技术，将输配电系统的电网结构、实时运行状态、设备完好状况、用户信息资料以及输配电网络信息的地理图形进行有效集成，构成较为完整全面的自动化控制系统，实现油田输配电系统的电力输送、过程管理及控制、信息采集及反馈、故障报警及动作跳闸等的自动化和信息化。

2 油田输配电系统自动化建设的重要性

油田输配电系统自动化建设，既可以极大地提高油田的供电质量和供电的可靠性，减轻运行管理人员的劳动强度，有效缩短故障的影响时间，促进油田的安全生产;同时可以通过计算机运行控制系统，使运行控制管理人员实时动态掌握输配电系统的运行状态，实现故障系统自动报警、自动瞬间动作故障系统跳闸解列并迅速恢复正常运行的输配电系统供电，以最大限度的保障油田的安全生产。

3 油田输配电系统自动化技术实施原则

3.1 输配电电网网架

油田输配电系统必需具备安全可靠的电网网架，并具备：第一，不同的线路之间应具备互联性，当系统发生故障时，可以通过联络开关自动实现负荷转带。第二，输配电系统必须满足负荷转带的运行需求，必须确保故障发生后实现安全自动转带负荷以保证正常供电。第三，联络点开关是保证正常持续供电的重要环节，应按照闭环连接、开环运行技术标准进行设计，同时要具备本地及远方实时自动监测和自动控制能力。第四，输配电线路的分段数量及分段点位应合理设计，负载合理匹配，以提高供电的质量和可靠性。

3.2 运行设备

油田输配电系统自动化控制设备包括：第一，户外设备。油田输配电系统自动化终端控制设备，通常情况下要安装在户外，由于油田环境比较恶劣，因此输配电系统自动化终端控制设备必须能够满足各种复杂气象條件和恶劣的户外运行环境，并且要保证能够长时间安全、稳定和无故障运行。第二，配电终端设备。油田输配电系统自动化控制终端设FTU，在整个自动控制系统中处于最底层位置，其功能主要包括对柱上开关、环网控制开关柜、箱式变压器、开闭所、配电所等各功能单位进行运行信息实时采集、信息处理、系统监控等功能。第三，终端电源方案。系统终端设备必须支持双路电源输入功能，可同时接纳交直流两种供电方式，互为备用电源，备用电源要采用可持续不间断的UPS供电方式。

3.3 主站控制系统

主站控制系统是油田输配电系统自动化控制的关键，主站控制系统主要包括：第一，SCADA系统。在油田输配电自动控制系统中，SCADA系统是DMS系统的基础，其重要功能是对系统运行数据进行采集、对采集的数据进行实施处理、对系统进行调节控制、对系统运行监控并对异常情况进行报警;SCADA系统是由数据采集及处理、系统控制调节、事件预测及告警、实时计算、拓扑着色、历史数据存储提取及分析、权限管理及控制、系统监视管理等功能模块组成。第二，DA系统。油田输配电自动控制系统的馈线自动化DA功能能够对馈线馈线故障进行实时监测、准确定位、瞬时隔离与恢复，是根据输配电SCADA系统所采集的动作跳闸信息、动作保护信息及故障报警提示信息，对输配电系统馈线产生的故障进行实时分析并作出准确判断。

3.4 信息通信系统

油田输配电自动化，其通信系统必须具备较高的稳定性和可靠性、高速率和大容量、远距离传输等特点，能够满足多方信息传递和实时通信，并在发生故障条件下具备自恢复和通信能力。

4 油田输配电系统自动化的应用

4.1 油田输配电系统的自动化结构

油田输配电自动化系统的设计是按照分层分布式体系结构进行设计，通常情况下采用结构设计：第一，配电主站层结构。配电主站层主要负责对6kv及以下电力线路的运行、设备及用户的运行状况进行监测控制整个输配电系统的运行进行管理。第二，输配电系统终端结构层。主要包括柱上FTU、分段开关及联络开关，其中：柱上FTU主要对6kv输配电线路运行状态进行监控;分段开关及联络开关的主要功能是系统数据采集、运行状态监测、系统控制、系统运行故障分析、判断及处理。

4.2 FTU设计与应用

FTU的设计与应用分可为两种方式：第一，对输配电系统终端配置4台FTU，将输配电系统划分为4各相对独立运行区域，每台FTU控制一个运行区域，如果任何一个发生故障，自动控制系统都能对其动作跳闸并将其隔离。第二，对输配电系统终端配置3台FTU，将输配线路划分为4个运行区域，当任何一个运行区域发生故障，相应的FTU都能够瞬间对故障区域隔离。

4.3 系统配置应用

当输配电系统处于正常运行状态下，自动控制系统通过对输配电系统运行状态进行实时监测、控制，调整运行方式，优化输配电网络结构，降低输配电网络的电量损耗，提高运行的安全性、可靠性和经济型。当输配电系统发生故障时，自动控制系统可在瞬间将故障信息传递至主站分析系统，由分析模块根据网络拓扑情况对故障区域作出分析判断并将判断结果、用电负荷的合理转移及非故障区恢复供电策略和建议等提供给主站值班调度作参考使用。

5 结语

油田输配电自动化系统的应用，是一项复杂的工作，应先进行必要的小范围试点，待取得成功经验后，在进行推广普及。其重点是找准定位并进行精心设计精心施工，促进油田输配电系统自动化建设的健康发展。

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