东北林业大学本科毕业设计
开题报告
论文题目：自升式海洋石油钻井平台液压系统
学生：刘著
指导教师：张东煜副教授
专业(班级)：机械设计制造及其自动化（机械电子工程）2007-3班学院：机电工程学院
2010年11 月25 日
注：纸张填写不够可另加附页。
自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究 随着世界经济的飞速发展，海洋开发己经成为世界技术革新的重要内容，而海洋油气田的开发又是现今海洋资源开发利用的重中之重。自升式海洋钻井平台是海洋油气勘探和开发的主要装备。目前，国内使用的钻井平台中的控制系统基本都由国外制造，国内对其升降系统的分析相对较少。所以，探讨和研究这一方面的内容意义深远。 标签：自升式平台；升降系统；齿轮齿条式 1 概述 升降系统是自升式海洋钻井平台的关键部分。其位置位于平台的主体和桩腿的交接处，作用是让桩腿和船体作相对的上下运动，从而使得平台主体能上下移动并将其固定在桩腿的某一位置。 根据升降系统结构形式的不同，一般可分为液压油缸式升降系统和齿轮齿条式升降系统。液压油缸式的优点是：油缸的结构简单，力的传递直接，安全性高。缺点是：桩腿升降框架的结构庞大，用钢量很大，操作的工序相对更复杂。齿轮齿条式的优点是：升降运动连续性好，传动的速度快，可调速，受载均匀，操作简单，井位易对准。缺点是：齿轮齿条的制作难度大，成本高，控制相对复杂。由于海洋环境比较恶劣，平台升降所需要的时间对于平台的安全性就显得非常重要，同时运用齿轮齿条式升降平台可减少平台的就位费用，因此目前多采用此类系统。 2 齿轮齿条升降系统的设备组成 齿轮齿条式升降系统通常由升降装置、升降框架、导向装置、桩腿以及电控系统组成。 升降装置一般由电动机、减速箱、制动器、小齿轮等组成，如图1所示。电动机以前常用的是滑差式电机，后来变频技术越来越成熟，而且控制方便，于是逐渐取代了滑差式电动机。减速箱一般由平行轴轮系和行星轮系两部分构成，速比很大，有的甚至上万。制动器通常选择的是电磁圆盘式，其扭矩一般不小于1.2倍的暴风载荷。小齿轮由高强度合金钢经特殊工艺加工而成，齿数一般为7齿，模数通常为80以上，目前世界上最大的小齿轮模数已经达到了110。 图1 齿轮齿条升降装置 升降框架一般为封闭性环梁结构，如图2所示，它是连接升降装置和平台主体的框架，起承上启下的作用。一般升降框架和平台都进行一体化的设计，这样的设计有很高的结构强度，但对焊接工艺提出了极高的要求。
浅谈海洋石油平台变压器差动保护误动原因 发表时间：2017-12-11T17:05:21.527Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：张利霞1 任冬2 [导读] 摘要：随着我国海上油气田的开发和利用，海上油气田规模在逐步扩大，海洋石油平台电力系统的供电范围也逐步扩大，对电力系统设计的可靠性要求也越来越高，而变压器是作为电力系统的重要组成部分，它的正常运行及工作是电力系统正常运行的有力保障，起了极大的积极作用。 （1湛江南海西部石油勘察设计有限公司广东湛江 524057； 2中海石油（中国）有限公司湛江分公司广东湛江 524057） 摘要：随着我国海上油气田的开发和利用，海上油气田规模在逐步扩大，海洋石油平台电力系统的供电范围也逐步扩大，对电力系统设计的可靠性要求也越来越高，而变压器是作为电力系统的重要组成部分，它的正常运行及工作是电力系统正常运行的有力保障，起了极大的积极作用。当然，在变压器的各个部件中，差动保护对其作用是非常明显的，变压器的主保护也是由它担任的。差动保护有着使用原理简单，保护范围清晰等优势，但是在差动保护的日常运行中，难免会因为各种原因而出现一些无法避免的差动保护误动现象。基于此，本文针对变压器差动保护误动原因进行了分析与探讨。 关键词：海洋石油平台；变压器；差动保护；误动原因 1变压器差动保护基本原理 1.1基本原理 一般情况下，变压器正常工作或者有区外故障发生时，由基尔霍夫电流定律可知，变压器的电流是不会发生变化的，因此，差动继电器装置是不会发生动作的。但是当变压器的内部发生故障时，变压器内部的电流就会发生故障，差动保护装置接触到的二次电流之和和故障点的电流成正相关，这时，差动继电器保护装置就会发生动作。 1.2主要作用 在海洋石油平台电力系统中变压器的差动保护装置主要对电路上的短路故障进行检测预防，该短路一般发生在双绕组变压器绕组内部和其引出线上，同时也会对变压器中的单相匝中的短路故障进行保护。电流互感器装置会接在变压器的两端，并且按循环电流的接法对二次侧进行相接，也就是说电流互感器的同极性端都向母线一侧涌入，则将同极性端子进行相连，并将电流继电器并联接入两接线之间。继电器中感受到的电流是两侧电流互感器值的差值，这也说明差动回路上进行差动继电器的连接。根据前文可知，理论上来讲，当变压器正常运行或者出现外部故障时，差动回路的电流是零。但是实际情况中，两侧机器存在系统误差，特性并不是完全一样，当正常运行或出现外部故障时，仍然会出现细小的不平衡电流Iumb（Ik=I1-I2=Iumb）经过。虽然该误差是无法避免的，但是应该确保该电流应该尽量的小，继电器的保护装置不会出现误动。当出现内部故障时，差动回路中的I2改变了以前的方向或为零，这个时候继电器中流过的电流为I1和I2之和，这个时候就会使继电器稳定的工作。 1.3保护范围 变压器差动保护的电流互感器中间的电气设备以及连接这些设备的导线构成了差动保护的范围。差动保护的操作较为简单，不需要和相邻元件之间进行配合。
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅谈海洋石油钻井平台安全生 产管理(标准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
浅谈海洋石油钻井平台安全生产管理(标 准版) 和平年代，人们最关注的问题是什么？应该是安全问题。安全需要是人类生存和发展中仅次于生理需要的基本需要，在中国现阶段，生理需要基本得到满足的条件下，人们更加关注安全问题应该是顺理成章的。而安全问题在生产领域尤为突出，在此，笔者结合自身多年的工作经验，蜻蜓点水般谈谈海洋石油平台的安全生产管理。 海洋石油钻井平台用于海洋石油的勘探与开发，是一条特殊用途的船舶，因此除了要配备作为船舶的几乎所有系统(如动力系统、锚泊系统、起浮压载系统、通信系统、消防系统等)与设施（如救生设施、生活污水处理设施、油污水处理装置设施、垃圾处理设备设施等）外，还要配置满足其特殊功能专业系统装备，如钻井要用到
钻井绞车、顶驱、泥浆泵；处理泥浆需要配浆设备（配浆漏斗、配浆泵、搅拌器）、三除设备（振动筛、除砂器、除泥器、除气器）；物体吊运需要用到各种起重设备如吊机、行车、铲车、气动和手拉葫芦；井控需要防喷器、导流器；监控检测需要硫化氢检测设施、摄像检测设备、泥浆池液面检测设备；对于半潜式或浮式平台还需要升沉补偿器、张紧器等设备系统。整个钻井作业过程还要涉及到录井、测井、下套管、固井等花样繁多的作业，这其中使用或设计到的设备设施更是五花八门。以上所列举的设备中有起重设备、锅炉、压力容器、压力管道等国家法律规定的特种设备；对于有的设备的使用和操作还需要起重工、电工、电焊工等特殊工种；在设备上或作业过程中还要用到危险化学品，如电气焊用到的氧气乙炔、防喷器控制系统和泥浆泵中要用到氮气以及试油时点火用到的液化石油气等压缩气体和液化气体属于危险化学品中的第二类，处理井底事故时爆炸松扣或爆炸切割工艺要用到的爆炸品属于危险化学品中的第一类，配置泥浆中用到的烧碱和蓄电池中用到的酸或碱液属于危险化学品中的第八类腐蚀品。其它几类危险化学品在平台上也
自升式海洋钻井平台浅谈 自升式平台顾名思义是具备自升能力的功能性平台，通过一定长度可以自行升降的桩腿来实现操作高度的变化以适应不同作业水深的要求，有槽口式和悬臂梁式的，现今新建平台基本都是悬臂梁式，一些平台配置有DP（dynamic position）系统从而实现自航和自定位功能，本文仅对不带有DP系统的自升式具备钻井操作能力的平台布置的简析。 自升式平台目前主要有两种形式，独立桩腿式和沉垫式，作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内，较浅水深则由一些固定式平台覆盖，比如模块钻机等。目前主流自升式平台多采用独立桩腿式，主要船型有新加坡吉宝船厂的Keppel Fels B Class , 美国F&G 公司的Super M2 以及JU2000/JU2000E ，荷兰MSC公司的Gusto CJ系列（CJ46/CJ50/CJ70，设计作业水深不同），美国Letourneau公司的Letourneau 116 系列等。各类型平台各具特色，根据不同的可变载荷（后面会提到其影响）和设备功能配置会有不同的租金差别，但其主要差别目前仍是从作业水深来大致区分，从各自平台造价来说，设备配置占据整个平台的较大部分，再加之一些设计费用和专利费，各类型平台取决于客户的想法和习惯以及使用区域的实际情况等因素。 自升式平台目前主要入级的船级社有ABS（美国船级社），DNV（挪威船级社，目前改为DNV-GL，同德国劳氏合并后简称），CCS（中国船级社）以及较少的BV（法国船级社），目前最主要的是ABS和DNV，原因是其关于钻井平台的要求较为详细完整，并且出台的相应的专门入级的规范，如MODU等，其网站提供相关规范的免费下载，同时每年会有相应的更新，在进行平台设计时应注意该平台入级的是哪一年的规范，同时按照对应规范进行相关设计，有些更改会对相关系统和设备由额外的要求，将会直接的提高建造成本。其中DNV的规范相对来说更加详细和严格一些，对北海区域的针对性比较强，所以我们会发现大部分入级平台如果作业区不是北海区域，多数选择入级ABS，也有部分平台入级双船级社，这里简单的讲就是为了将来船东的运营方便，比如我国的海洋石油981（半潜式钻井平台）同时入级CCS和ABS船级社,这里还要针对双船级和双重船级说明一下，前者船级社分主次。
148 1?当前海洋平台电力分配系统 海上平台的正常运转离不开电力，做好海上平台供配电技术的应用有助于推动海上平台的健康发展。当前馈线式配电网和环形配电网是海上平台电力分配系统的2种方式。 1.1?馈线式配电网 馈线式配电网络在现阶段海上平台电力系统中得到了广泛的应用。馈线式配电网络由主配电板为各个用电装置或者分配电板提供电能，因此主配电板对整个电力分配系统起到了主要的控制作用。这种系统的显著优点就是馈电线路之间具有一定的独立性，即发生故障时，除故障线路以外的其他馈电线路仍正常运行。但缺点也是不容忽视的，一旦故障的发生位置距离母线较近时，故障点之后的用电负载将会失电。 1.2?环形配电网 环形配电网络是一个通过多个开关将所有的母线串联起来，从而形成环形闭合的电力分配系统。这种系统的优点是网络中的所有用电负载都具有双重保障，一条线路发生故障并不会影响该负载的正常用电，从而在一定程度上保障了供电能力的连续性和稳定可靠性。 2?智能变电站系统主要功能 在海上平台应用智能变配电技术能够提高运行效率，提高供配电系统的稳定性，为海上平台生产保驾护航。 2.1?基本功能 ①通信功能。通信功能就是通过一定的技术手段实现数据的及时有效传递。这是智能变电站系统最基础的功能。进行数据传递的过程是，开关柜、传感器等设备上产生的信息，通过连接在上面的硬接线进行数据采集，再通过各间隔智能电子设备传输到通信管理机上。这一步的所有传输都必须遵循IEC61850协议，以保障数据的一致性。最后通信管理机利用独立的l00M实时工业以太网将所需的信息进行实时传输。 ②对时功能。只有所有的设备都在同一个精确的时间系统内，才能保障系统的统一性，得以正常运行，并为后续工作提供良好基础。因此精确的对时功能是衡量变电站自动化水平的重要指标。针对不同的设备采用不同的对时模式，监控主机是SNTP网络对时，精度<50ms；其他各类智能设备是IRIG-B码时钟同步对时，精度<1ms。 ③五防功能。在线式防误操作。 ④故障管理。对系统中所有设备产生故障的所有信息进行统一管理，包括相关设备的保护状态，并进一步进行数据分析。 ⑤设备状态在线监测功能。该功能主要是利用传感器将相关设备的运行状态和智能设备的实时计算数据进行采集，从而进行实时监测。 ⑥WEB发布功能。将传感器采集到的信息进一步利用专用WEB发布计算机和专用网口传输到油田生产管理系统中，通过网页进行显示。 2.2?关键技术 为了保障海上平台供配电的连续性和可靠稳定性，在线式防误操作和设备状态在线监测2项关键技术起着至关重要的作用。首先，在线式防误操作技术：也称作在线式五防，这项技术完全替代了传统的五防钥匙和锁具，有效的避免了“误分误合”和“误入带电间隔”等故障的出现。其功能的实现主要是利用智能电子设备中的主机对增设的5个独立的防结点节点进行集中控制，并进入设备控制回路。从而实现全面、实时的五逻辑闭锁和操作命令锁定和电气操作票打开。第二，设备状态在线监测技术：该项技术主要是利用传感器、智能电子设备、监控通信网以及状态监测主机等对系统中设备的运行状态进行实时在线监测。此技术的功能是对供配电系统中的设备的运行状态进行实时监测及评估，一旦出现故障问题等特殊情况能够及时报警，以便及时维修。 3?新型环形配电系统的关键技术 直流配电保护技术是保障新型环形配电系统安全可靠性的关键技术，按其工作原理的不同，可以分为非直流断电器保护技术和直流断电器保护技术2种。第一，非直流断电器保护技术处理故障使用的主要是交流断电器和直流侧隔离开关。通过这2种设备的相互协作，首先利用直流电流突变和直流功率突变2种方法进行故障检测，一旦发现故障发生，利用握手法找到故障的发生位置，并进一步做隔离处理。但此技术也存在明显的缺点，首先非故障母线会出现短暂的失电现象，而且稳定性和速动性都不够高。直流断电器保护技术将保护区域划分为4块：交流电源、直流线路、交流负载和直流负载，如图1所示。此技术主要实现的功能有二，其一是实现过电流保护、欠压保护，这是通过对交流侧、直流侧的电流电压实时监测实现的；其 浅谈海上平台的供配电技术应用 刘冠荣 中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452 摘要：电能是海上油气平台得以正常运转的必须能源。但是由于海上平台远离大陆，导致其电力系统的独立性。这种电力系统的显著优点就是供电方式结构简单，但缺点也是不容忽视的，需要较大的资金投入，且可靠性不高。评价海上平台电力系统性能的关键指标就是其输出连续、稳定、可靠、高质量电能的能力。连续供电能力尤其是当电力系统中出现故障灯特殊情况下，最需要得到保障，从而确保不影响海上平台的正常运转。由此可见，保障海上平台电力系统的稳定可靠具有重要的意义。 关键词：海上平台?供配电?电力系统
第23卷第4期2008年8月 中国海洋平台 CHINA OFFSHORE PL A TFORM Vol.23No.4Aug.,2008 收稿日期:2008-01-17 作者简介:汪张棠(19372),男,高级工程师,主要从事船舶及海洋工程特种机械设计研究。 文章编号:100124500(2008)042008206 我国自升式钻井平台的发展与前景 汪张棠, 赵建亭 (中国船舶工业集团公司第七○八研究所,上海200011) 摘 要:自升式钻井平台属于海上移动式平台,由于定位能力强和作业稳定性好,在大陆架的勘探开发中居主力军地位。阐述自升式钻井平台的组成和作业范围,以及在我国海洋油气勘探开发中的发展与前景。 关键词:自升式钻井平台;发展;前景中图分类号:P75 文献标识码:A THE DEVE LOPMENT AN D FOREGROUN D OF THE SE LF 2E L EVATION D RILL ING PLATFORM IN OUR COUNTR Y WAN G Zhang 2tang , ZHAO Jian 2ting (Marine Design &Research Instit ute of China ,Shanghai 200011,China ) Abstract :As the maritime moving platform ,the self 2elevation drilling platform is the main force in the exploration of the continental shelf as the result of good fixing and reliable working.This paper expatiates the composing and working scope of self 2elevation drilling platform ,as well as its development and foreground in the oil and gas exploration of our country. K ey w ords :self 2elevation drilling platform ;develop ment ;forground 世界经济的高速发展必然带来对能源的大量需求,石油天然气仍是当前的主要能源。我国已成为世界第二大石油进口国,油气供求矛盾非常突出。 我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高,油气资源正迅速减少。向海洋进军,开发新的油气资源已成必然趋势。我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域,油气资源十分丰富。在渤海、南黄海、东海、南海已有发现并进入早期开采。 自升式钻井平台属于海上移动式平台,由于其定位能力强和作业稳定性好,在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位。 1 自升式钻井平台组成和作业范围 自升式钻井平台主要由平台结构、桩腿、升降机构、钻井装置(包括动力设备和起重设备)以及生活楼(包括直升飞机平台)等组成。平台在工作时用升降机构将平台举升到海面以上,使之免受海浪冲击,依靠桩腿的支撑站立在海底进行钻井作业。完成任务后,降下平台到海面,拔起桩腿并将其升至拖航位置,即可拖航到下一个井位作业。 桩腿是自升式钻井平台的关键。当作业水深加大时,桩腿的长度、尺寸和质量迅速增加,作业和拖航状态的稳性则变差。所以,自升式钻井平台最大的作业水深受到制约,作业范围限于大陆架200m 水深以内。桩腿结构形式有柱体式(图1)和桁架式(图2)两大类。柱体式桩腿由钢板焊接成封闭式结构,其断面有圆柱
Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(4), 187-194 Published Online December 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7212120109.html,/journal/jee https://www.doczj.com/doc/7212120109.html,/10.12677/jee.2016.44024 文章引用: 龚华麟, 张金泉, 杨志强, 张欢. 海洋石油平台微电网的建模分析[J]. 电气工程, 2016, 4(4): 187-194. Modeling Analysis of Micro Grid of Offshore Oil Platform Hualin Gong 1, Jinquan Zhang 2, Zhiqiang Yang 2, Huan Zhang 2 1State Grid Chengdu Electric Power Supply Company, Chengdu Sichuan 2 School of Electrical and Information, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan Received: Nov. 18th , 2016; accepted: Dec. 2nd , 2016; published: Dec. 8th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/7212120109.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Offshore oil platform micro grid is a very important part of offshore oil platform, and its stability plays an important role in the safety of offshore oil platform. Therefore, establishing mathematical model of offshore oil platform of the micro grid and studying its stability helps monitor and access the safety state of offshore oil platform of the micro grid, and this provides early warning strategy and suggestions for the electrical engineers and management personnel operating platform and does good for improving the safe operation level of the offshore platform. These actions are of much theoretical value and realistic meaning. This paper first introduces the characteristics of offshore oil platform of the micro grid, then analyzes the main components of gas turbine, sets up the model by PSCAD, and establishes the model according to the circuit structure of the micro grid diagram. It carries out a series of simulation in different operating conditions and different motor load proportion by assuming the motor as the main load first and gets relevant conclusions. Keywords Offshore Oil Platform, Micro Grid, PSCAD, Modeling Analysis 海洋石油平台微电网的建模分析 龚华麟1，张金泉2，杨志强2，张 欢2 1成都供电公司，四川 成都 2 西南石油大学电气信息学院，四川 成都 Open Access
关于海上平台电力系统研究 发表时间：2019-07-18T09:37:45.573Z 来源：《科技尚品》2019年第1期作者：王玮鸿[导读] 文章介绍海上平台电力系统的发展历程，分析海上平台电力系统的结构以及与陆上电力系统的不同特点，并对目前海上平台电力系统应用和研究中的问题以及相应的解决思路和方法进行研究，以供参考。渤海石油管理局渤南作业公司渤中34-1油田1引言近年来随着我国经济的快速发展以及对石油资源的需求量不断增加，我国加大了对海洋资源的开发力度，其中对于海洋石油和天然气的开发和利用过对于缓解能源危机以及促进我国可持续发展战略的实施也具有重要作用。在目前的海洋石油资源开发过程中，海上平台电 力系统是海上油气平台的主要动力来源，文章就针对海上平台电力系统进行发展、结构、特点以及存在问题的介绍与分析，对其未来的发展前景进行展望。2海上平台电力系统的发展海上平台电力系统大致经历了以下发展阶段：首先就是上世纪60年代至90年代左右，在此阶段中主要的进展就是将船舶电力技术在海洋工程电力系统中进行应用，并且已经开始给海上固定或半固定工程平台来进行供电。其次就是上世纪90年代到本世纪初，此阶段的发展就是基于海上平台电力系统的本征原理来对电气设备结构和系统设计以及运行控制进行研究。此电力系统体系也逐渐完善并且变为海上油气平台群联合供电、特大型深海工程船舶的智能化供电以及远岸海岛供电的复杂大环网。最后一个阶段就是从本世纪初至今，此阶段就是基于其基本原理来引入大量的信息化技术以及清洁能源的实验等。经历上述三个阶段的发展之后，海上平台电力系统已经成为海上大联网，并且具有综合电力推进动能、新型风能、潮汐能发电、智能化操作等特点。3海上平台电力系统的结构和特点3.1结构海上平台电力系统主要有电源、配电装置、配电电网、负载等四个部分组成，其构建初期主要是作为辅助用电以及生活用电，而投产之后就可以为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等供电。其系统结构如图3.1所示。图3.1 海上平台电力系统结构图3.2特点与陆地油田配电系统相比，其具有以下特点：首先就是具有较小的系统容量。通常是由多台同类型的发电机并联运行，单机容量和多机容量之和都比较小，但是在某些大容量的负载启动时可能会造成电网电压和频率发生较大的变化而影响电力系统的稳定性。其次就是具有较短的电网输电线路。这主要是由于此系统中的飞的那几端电压、电网电压以及负荷电压同属一个电压等级，因此输配电装置比较简单。而且电气设备设置比较集中，所用配电线路比较短且稳定，对发电机和电网的保护也比较简单。但是应用角度偶读变频控制装置，会存在较为严重的电网谐波污染问题。最后就是电气设备的工作环境比较恶劣。其工作环境不仅温度比较高而加速绝缘老化速度，湿度也较高容易导致绝缘受潮、发胀、分层和变形，加速金属部件腐蚀以及镀层剥落，此外，环境中的盐雾、霉菌和油雾等都会降低电气设备的绝缘性能和工作性能，甚至会由于平台和船舶的冲击和振动而造成设备损坏等故障，以及由于存在各种易燃易爆的气体还存在较大的危险性。 4面临的主要问题与未来展望4.1电源控制此系统主要以燃气轮机为主要电源形式，在运行中会进行一定量温室气体以及有害物质的排放，其运营成本也比较高。因此目前针对电源控制问题各国都在寻找清洁能源引入的方法。目前比较成熟的就是大规模引入风电技术，实现燃料的节约以及系统运行成本的降低。此外还有光伏以及海洋潮流等清洁能源形式的应用。但是在这些清洁能源应用中也存在随机性、波动性以及不可控性等特点，可能会对平台电力系统的电网频率和电压稳定性造成不利影响。针对此问题相关技术人员和专家做了较多的研究，提出了用电压源变换器-高压直流传输技术（VSC-HVDC）控制策略，以及采用CMS（condition monitoring systems）专门针对海上风电机组的状态监控以及基于可靠性的运行维护等方面进行研究，实现了风电场接入之后电网运行可靠性的显著提高。 4.2电力组网目前在海洋工程规模不断扩大的形势下，传统的一台一站模式已经无法满足生产需求，这就需要针对海上平台电力系统的特殊特点对其进行统一规划和电站资源的整合，形成海上油气田群电力组网。但是在此油气田群电网系统投入运行之后也发现许多励磁涌流、发电机自激励以及海缆充电功率过大等问题，目前针对此问题也提出采用能源管理系统来解决的方案，也就是EMS(energy management system)，方案来实现投资的减少以及可靠性的提高。 4.3电能质量目前海上平台电力系统中的电能质量问题主要就是谐波和过电压的问题，前者主要产生于系统中的大容量变压器、电潜泵变频器以及UPS还有钻井设备等。针对此问题，部分学者进行变频调速系统谐波模型的建立来对负载静态特性和动态特性进行分析，并通过MATLAB 对内河船舶电力推进系统谐波分析进行数字仿真，通过新型推进变压器结构设施谐波抑制的新型感应滤波技术来对谐波进行有效抑制。后者就是在目前海上石油平台规模不断扩大以及海底电缆长度不断延长的情况下逐渐出现的问题。主要表现为工频过电压以及参数谐振过电压等现象。这就需要基于PSCAD/EMTDC仿真模型的建立和计算，采用：双机带空载海缆黑启动、防止新介入的海缆长度超过临界长度以及并联器黑启动等方法来对过电压问题进行抑制。 4.4未来展望随着我国对石油资源依赖率的不断增加，目前研究人员的工作重点就是确保海上电力系统的正常动力供给，还要兼顾环保以及经济利益。在提高系统安全、稳定以及高效的同时，明确可靠性指标，加强对海上平台电力系统可靠性的研究。此外还要结合目前海上平台电力系统构成的多微网系统的特殊物理结构和工作特性，实现具有交互、合作、协商等智能特征的海洋平台电力系统的多微网协调控制。5结语
浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施 发表时间：2019-01-16T11:24:27.200Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：薛成平 [导读] 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。 （中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津塘沽 300451） 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。这其中尤其是以电气设备为主，并且是确保海洋作业安全的关键点之一。随着全社会对安全意识的提高，人们对机械电气设备的安全因素的考虑也逐步加强，海洋石油平台是一个特殊的作业环境，活动范围相对封闭，作业过程中人和设备会触及到易燃易爆性气体，故石油平台电气设备的防爆性能和防爆措施就显得格外重要。 关键词：海洋平台；电气设备；防爆措施 一、电气设备防爆区域的划分 1、爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的现象，是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。爆炸必须具备的三个条件：（1）爆炸性物质，（2）空气和氧气，（3）点燃源。 2、爆炸区域的划分： 1)爆炸性气体环境：0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。 2)可燃性粉尘环境：20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。 二、海洋平台电气设备的使用 海洋平台电气设备的应用结合外部环境因素及应用条件进行综合考虑分析。海洋平台电气防爆设备不完全都是防海浪、风雨设备。其结构和外壳还要充分适应周围的环境。相关规定曾指出，不同电气设备的外壳防护都有明确的规定。而防爆设备的使用条件包括：船舶电源、电压及频率的波动。船舶电网的波动幅度较大也比较频繁，按照相关规定，交流电压的电网电压波动要达到+6%-10%。 三、海洋平台防爆电气设备的分类 海洋电气防爆设备一般有以下几种类型： 1、增安型：此型号的电气设备在结构和类型上都有很大安全保障，在运行过程中不会出现电弧、火花等带有爆炸型危险因素的存在，降低了爆炸的可能性。 2、本质安全型：在海洋平台电气设备运行过程中利用限制电流和电压等方法，即使在发生故障都不会出电火花和热效应，因为点燃爆炸性气体没有达到爆炸的规定范围。 3、隔爆型：此类电气设备实现隔爆是通过对止内部零部件点燃外部爆炸性气体的外壳进行阻止。隔爆外壳的机械强度十分强，爆炸时所造成的冲击和压力都可以承受，外壳的各个结合面的配合间隙都很小，间隙内部的火焰向外壳外部传递能够得到阻止。 4、正压通风型：外壳内部之所以接受不到外部易燃、易爆气体的冲击，则是因为正压通风型设备通过采取措使外壳内部在接受大气时产生了一定的正压，以此来达到防爆的目的。 5、防爆冲砂型：防爆充砂型电气设备与防爆充油型防爆电气设备相似，前者是将所有的带电零部件都放置于细颗粒装的填充物，使不会产生电弧或电火花点燃外部爆炸性气体。 6、防爆充油型：电弧的零部件可以通过此电气设备都沉浸在油中，之后通过其他技术手段来保护不产生电弧的所有带电零部件，以此来阻止点燃油面上可能存在的爆炸性气体。 四、海洋平台防爆电气设备常见的安全隐患 1、选型错误 防爆电气设备应该根据不同的危险等级和类别来进行选型，一般在对平台的检查的过程中发现错误较多的地方则是在系统中部分电气设备选型方面。如在爆炸性气体环境采用粉尘环境用设备，Ⅱ类环境采用I类设备，上述都是典型的选型错误。所安装环境如果不能配备正确的设备，有效防爆的目的则不能完成。 2、防爆电气产品本身存在安全隐患 比如防爆电气设备外壳出现破损现状，防爆电气产品铭牌缺失或者模糊不清，防爆增安复合型产品的隔爆腔和接线腔的隔离密封填料不符合要求。 3、设备使用不当造成的安全隐患 在对用于爆炸危险性环境中非防爆电气设备检查过程中，常常发现危险区域现场施工人员使用的手工具、温湿度传感器、仪表、电动工具等都是非防爆电气设备。而在危险区域使用上述物品会导致直接构成安全生产隐患，严重造成人员财产双亡。 4、使用防爆电气设备未经批准 海洋平台电气设备中的防爆设备往往的使用的过程中工作人员未能按照相关标准来操作，有些甚至对设备擅自更改。如将光源换成更大功率的，设备的温度组别就会受到影响，如果最高温度组别高于周围环境，此光源很可能会成为引爆周围环境因素，成为爆炸点，造成爆炸事故，后果不堪设想。 5、防爆电气设备隔爆间隙超差 考量隔爆型电气设备的重要参数之一则是隔爆型电气设备的隔爆间隙，也是保证设备不传爆的重要因素之一。隔爆型电气设备在海洋平台上由于采购验收程序不够规范，存在大量漏洞，尤其在后期使用过程中环境的间接影响，使隔爆间隙超差成为海洋电气设备防爆中最常见的问题之一。 6、防爆型电气社设备隔爆面严重锈蚀 海洋平台电气防爆设备中最常用的就是防爆型电气设备，而影响设备隔爆型能的关键因素在于隔爆面的粗糙度和清洁度。设备在很大程度上会因为严重腐蚀的隔爆面而失去防爆性能，海洋平台上隔爆面腐蚀缺乏正常维护，长此以往也成为设备出现的问题之一。
` 舰船电力系统的发展现状及发展趋势
摘要 随着国家海洋战略的逐步展开，舰船的大型化，全电力推进发展的同时，舰船电力系统的地位也从辅助系统变成主动力系统。对电力系统的稳定新，可靠性，智能化等提出了更高的要求。为了适应这种发展趋势，一些新技术新思路随之出现。本文详细论述了智能电网在舰船电力系统中应用发展，云计算的舰船电力资源调度系统等领先技术。 关键字：智能电网云计算
0引言 进入21世纪以来，智能化和数据处理技术的优越性引起了各行业的广泛关注，随着国家海洋战略的不断推进，计算机技术被不断的运用到舰船系统的各个方面，尤其在舰船电力系统的在作用越来越重要的情况下，计算机技术对提高舰船电力系统优越性发挥了巨大的作用。 1智能电网在舰船电力系统中应用发展 1.1舰船电力系统智能电网 智能电网的概念涵盖了电网的发，输、变、配、用电等各个环节，智能电网正在给全球电力行业带来新的机遇与挑战，是2l 世纪重大科技创新和变革趋势，国外研究学者纷纷开始关注智能电网的研究和建设，以实现传统电网的升级换代及电网运行控制新思路的改革。随着舰船电力系统规模日益扩大和综合电力系统概念的提出，电力系统配置、网络结构、运行模式和控制策略等方面较传统舰船电力系统都发生了较大的改变，对供电质量、可靠性和生命力提出了更高的指标。从舰船总体角度来说，舰船智能电网是舰船综合电力系统的一个重要组成部分，舰船综合电力系统还包括舰船动力推进、高能武器发射等部分。随着技术的发展，未来舰船综合电力系统在大中型舰艇上将获得绝对的优势地位，带来舰船性能的全面提高。全电力化舰船采用综合电力系统结构形式，更加可靠、高效和灵活，并有较强的战斗力和生命力。可见，舰船电网智能化是实现舰船综合电力系统的需要和发展趋势。 1.2舰船智能电网特征 舰船智能电网的发展目标是利用现代信息技术，通信技术、计算机技术、测量技术、自动化技术等先进技术，抵御各种事故损害，提高舰船电力系统在发电侧、输变配电侧、用电侧的能源转换和传输效率，确保电网运行更安全、更可靠、更灵活、更经济，电网与负载之间能进行实施的交互信息。基于舰船电力系统的独有的特点、发展需求和目标，舰船智能电网特征主要表现为以下几个方面： 1)自愈性。自愈是电网智能化的重要标志。实时掌握电网运行状态，预测电网运行趋势，故障发生时，在没有人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免断电事故的发生。
第一章海洋采油自动化控制系统 海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种： 一、以现场显示、就地控制为主的方案 仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。适用于井数少、产量不大的采油平台。 二、就地控制与集中控制相结合的方案 1、方案1 仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。增加集中控制，给生产管理带来方便。采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。 2、方案2 仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。这种方案使系统的扩展和修改比较易行。它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。但要求操作人员的技术水平高。 三、分散控制集中方案 仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。 在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。不同的方案，采用的仪表装置差异很大。一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。 对平台上独立性较强或自成体系的工艺和公用系统均设置了现场控制盘。这些现场控制盘大都是由基地式盘装和架装仪表及断电器组成，这些现场控制盘承担对本系统的各种参数如温度、压力、液位、流量的指示和控制以及对本系统突发性事故或当人为出现某些误操作时进行应急保护。现场控制盘接收中控盘的关断指令，同时把状态信号、公共报警信号传送给中控盘。 1
海洋石油平台电力组网工程同期技术应用研究 发表时间：2019-06-11T11:10:35.757Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第3期作者：赵红涛[导读] 随着海上油田的滚动开发，海上电网规模的不断扩大，同期技术的应用将会越来越广泛，同期点的设置也会越来复杂。基于此，本文以某电网为例分析了海洋石油平台电力组网工程同期技术的应用。电网工程中在设计电气主接线时，当开关两侧出现不同源电源时需要设置同期点。海洋石油平台电力系统随着电力组网工程的日益发展，同期点已不仅局限于发电机出口、母线联络开关等处。海洋电网各电站中心在何处实现组网互联，减少并网冲击，如何设置同期点可 便于操作而又经济变得极为重要。 1电力组网的必要性 1.1平台间可互供电力、互为备用，减少事故及大型负荷启动备用容量，提高电网运行的经济性；同时增强其抵抗事故能力，实现事故情况下的相互支援，最终提高电站安全水平和供电可靠性，避免因电站平台出现问题造成整个平台供电的中断。 1.2能承受较大的冲击负荷，如注水泵、压缩机等冲击负荷，从而有利于改善提高电能质量。 1.3可减少备用机组数量，节省投资及运行维护成本。两平台可通过共享一台备用电站，从而节省投资及平台的占用空间。 2电网同期技术的重要性 电力系统同期并车三要素：频率、电压、相角。在电力组网工程实施前，海洋石油平台电力系统通常为放射性网络结构，即一个电站中心平台或FPSO设置若干台发电机组作为电站中心，通过变压器为低压400V、230V系统供电，或通过升压变压器、海缆为油田群内其他终端平台供电。该系统同期点一般设置于发电机出口断路器，同期功能由发电机控制系统完成；发电机设置为3台或以上时发电机出口母线及对应低压400V系统母线一般设置为双母线分段形式，在中、低压系统母联处设置同期点。以往同期功能通常由继电器或PLC实现，通过装置自动或人员手动调节发电机组电压与频率，在合适相角差角度(一般为±5°)内实现合闸并车操作。海洋平台实施电力组网工程后，电网通常由两、三个甚至更多的电站中心互联而成，仅发电机出口及母联开关具备同期功能显然无法满足电网操作的需求，必须在电站中心互联路径关键节点设置电网同期点，以完成各电站平台均已起机带生产的情况下电网的并车。而电网内进行同期操作时，由于同期点两端均已是具备一定规模的电力系统，为了减少并网的冲击应尽量减小合闸时两侧的相角差，以往的同期继电器或PLC控制的相角差±5°无法完美解决，因此建议在电网同期点使用准同期技术，安装准同期装置，实现0°相角差合闸，以保证电网的稳定。 3同期点的设置原则与方法 海洋平台电力系统实施电力组网后，多个电站中心互联，联网主线路双端各连接对应的电站中心，因此需考虑设置并网同期点。 3.1双向供电回路。同期点设置的首要原则：设置在存在双向供电可能的回路。在海洋平台电力组网工程中，多个电站中心互联的主线路通常为35kV海缆或电缆连接(部分组网回路为10.5kV或其他电压等级)，其组网主连接线路的开关断路器可考虑设置为同期点并安装准同期装置，同期点同时可作为电网解列点，当系统发生震荡稳定性遭到破坏时能迅速合理的解列为两个或多个部分，以防止故障的进一步扩大，从而减少损失。 海洋平台电力组网工程中存在大量双向供电可能的开关节点，从实际设计角度出发，并非所有双向供电开关均需设置为同期点，需结合电网操作的便利性与必要性进行考虑。 3.2考虑操作便利与供电恢复操作的原则。海洋平台电力组网工程中存在多个双向供电可能开关节点时，如何选择其中哪个节点设置为同期点，需遵循电网操作的便利、供电恢复操作合理的原则。 通常海洋平台电站中心平台在电力组网实施前具备独立发电机并供其周边负荷平台用电孤岛运行模式，同期点的设置应考虑尽量设置在电力组网连接总出口处，以达到简化电网操作的目的，当电网局部组网或由于某些故障导致部分电力系统从电网中解列后，恢复联网时不应有复杂的倒换开关导致局部暂时性失电的问题发生。 图1