应急发电机对电网反送电的创新改造及应用

李晓宇

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司白云天然气作业公司， 广东 深圳 518000）

引言

在海上平台油气开采处理中，现场许多流体介质需要大量的泵类提供动力来源，生产、生活设备全部是靠电力进行驱动，因此海上平台发电、输配电系统至关重要。正常生产时生产负荷由主发电机供电，应急发电机备用；当平台停产检修或遇到生产关停等突发情况时，主发电机无法使用，此时需要应急发电机通过反送电模式给生产负荷供电，以维持海上平台电力的供应，保障天然气生产。

通过对某海上天然气平台电力系统分析，原有设计只有正常输电操作，没有考虑反送电功能，未有相应的操作开关及控制，对平台安全生产造成较大风险。为此，本文进行了应急发电机对电网反送电的电控改造，以期实现正常供电与反送电的一键切换，用电气控制，替代传统人工控制，提高供电本质安全，提升天然气平台生产能力。

1 海上天然气平台供电介绍

1.1 平台电力系统介绍

某海上天然气生产平台设备电力来源靠自身发电，无外部输入。海上发电设备有主发电机2 台、应急发电机1 台。

平台电力系统由主发电机、应急发电机、中低压配电盘和变压器等构成。正常生产时，生产负荷由主发电机供电，应急发电机备用；当平台停产检修或遇到生产关停等突发情况时，需要应急发电机通过反送电给生产负荷供电[1]，平台电网单线简图详见图1。

附图设备包括2 台主发电机；中压母排MA、MB，6 300 V AC；低压母排LA，400 V AC；低压母排LB，400 V AC，低压母排LC，400 VAC；低压母排LE，400 V AC；1 台应急发电机。

1.2 正常输电模式

正常运行时，主发电机发电（应急机备用），主发电机给LA/LB 供电，通过断路器ACB104 给LC 供电，再通过ACB105/106 给LE 供电；此时应急机、ACB107 处于备用状态。ACB104、ACB107 是主发电机、应急发电机并车断路器，二者只能二选一运行，通过失压线圈YU 进行逻辑互相切断。正常输电流程为：1—2—3—4—5—6（见图1）；所有负载由主发电机供电，应急机是待命备用状态。

1.3 应急发电机反送电模式

反送电时，应急机发电（主发电机备用），通过断路器ACB107 给LE 供电，通过ACB105/106 给LC 供电，再通过ACB104 给LB 供电。反送电流程为：7—6—5—4—3（见图1）。低压400 V 所有负载由应急发电机供电，此时主发电机处于待命备用状态。

2 现有反送电操作的问题

2.1 传统机械绑扎方法介绍

由于原有设计时，只考虑了正常供电模式各个断路器的操作及ACB104/107 之间的连锁装置，未考虑到应急发电机给LB 反供电，未有相应的操作开关及控制。

现有反送电操作步骤是：拆开ACB104/107 的外壳、护板，人为对其失压线圈YU 进行手动绑扎固定，达到并车时断路器ACB104/107 不会因电气连锁控制互相切断，从而实现断路器ACB104/107 同时合闸。

2.2 传统反送电的风险

手动机械固定进行反送电操作,主要风险是：

1）效率低下，从拆解到固定花费较长时间，不能迅速切换到反送电模式；

2）可靠性不高，人为机械绑扎，如果未绑扎牢固，会导致电网掉电；

3）与上游断路器开关没有电气、机械互锁，不符合电气安全规定；

4）恢复时，容易误碰分闸按钮，导致电网掉电。

这种传统反送电操作，不能一键切换，存在“效率低下、可靠性不高、误碰导致电网掉电”等风险，不是本质安全的操作方法。

3 创新改造措施

3.1 影响因素分析

应急发电机对电网进行反送电，有2 个影响因素，分别是如何实现电控反送电功能、如何提高反送电可靠性，对这2 个影响因素进行针对性的改造。

3.2 改造方案

要实现应急机电控反送电，经详细论证，对4 个断路器（ACB104[3]、ACB107[4]、ACB101[2]、ACB102[3]）二次控制回路进行改造方案，详见表1。

表1 4 个ACB 断路器改造内容

本次改造，在ACB101、ACB102、ACB104 断路器之间增加3 处电气互锁（见表2），当打到反送电模式时，不允许ACB101、ACB102 合闸，防止中压母排得电，产生其他危险。

表2 新加3 处电气互锁

本次改造，涉及4 个断路器，加装5 个控制继电器、14 个开关触点、2 个反送电旋钮开关、2 个指示灯、跨甲板敷设4 条电缆，具体物料详见表3。

表3 物料清单表

3.3 施工改造

为实现表1、表2 功能，分别对ACB101、ACB102、ACB104、ACB107 断路器及二次控制回路进行电控改造，严格按照图纸施工接线，并测试验证。

3.4 改造后操作方法

经电控改造后，正常供电与反送电只需一键就能来回切换，安全、可靠、准确、迅速。

4 改造效果

此次电控改造，实现了正常供电与反送电的一键切换，安全、可靠、准确、迅速；加装电气控制、电气互锁，提高了反送电的可靠性；消除了传统方法引起平台掉电及生产关停的隐患，提高了海上平台天然气生产时率，取得了较好的经济效益。

5 改造推广及应用

此次改造，抛弃原有耗时、复杂、风险高的操作，对其电控改造，实现了应急发电机反送电的一键切换，安全、可靠、准确、迅速。

用电气控制，替代传统人工方法，提高设备的本质安全，这种解决问题的思路和做法，为同类型的设备改造工作提供较大的借鉴意义，具有很高的推广价值。