普光氣田集氣站場供電系統(tǒng)設(shè)計方案可靠性分析

李廷國 吳振亞 何玉英 徐向輝（中原油田普光分公司采氣廠 四川達州 636156）

一、概述

普光氣田作為高含硫化氫氣田，采輸?shù)奶烊粴庵泻?5%左右H2S氣體，一旦發(fā)生泄漏事故，將導(dǎo)致重大安全事故，引發(fā)嚴重的社會影響。因此，為了保證采輸氣作業(yè)的安全可控，普光氣田設(shè)計時，采用了SCADA系統(tǒng)等進行實時監(jiān)控。該系統(tǒng)內(nèi)火氣管理系統(tǒng)及緊急關(guān)斷系統(tǒng)保證了氣田隨時處于受控狀態(tài)。因此，保證站內(nèi)各個關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備可靠、平穩(wěn)供電是關(guān)系到站場生產(chǎn)能否平穩(wěn)運行的關(guān)鍵。

二、用電負荷分類

集氣站采用了SCADA系統(tǒng)監(jiān)控氣井生產(chǎn)、各個系統(tǒng)設(shè)備及儀表安全、可靠、平穩(wěn)運行；設(shè)置了井口控制柜及加熱爐，同時在放空管線及輸氣管線上設(shè)置了自動放空閥及緊急關(guān)斷閥，還有安全儀表系統(tǒng)、火氣系統(tǒng)等安保系統(tǒng)；在火炬塔底安裝了雙電源回路的火炬點火盤，隨時對火炬火焰進行檢測，并在需要時及時多次重新點火；同時配置了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，各系統(tǒng)24小時運行。以上各系統(tǒng)均屬于一級負荷。其他如緩蝕劑加注撬塊、甲醇加注撬塊，火炬分液罐罐底泵等撬塊設(shè)備屬于二級負荷，其余為三級負荷。一、二級負荷設(shè)計為50kW左右。

三、供電電源

1.主電源

普光氣田各集輸站場均分布在野外山區(qū)，主電源引自站外的35KV高壓輸電線路。主電源進入站場后先經(jīng)過高低壓配電室內(nèi)的35kV高壓環(huán)網(wǎng)柜、再由容量為35/0.4kV 125kVA的干式變壓器進行降壓后進入低壓配電柜，最后由低壓配電柜的各個回路分別給站內(nèi)的各個負荷供電。

2.備用電源

集氣站內(nèi)安裝有一臺額定輸出功率66kW的燃氣發(fā)電機組作為備用電源，當(dāng)市電檢維修或者故障停電時，經(jīng)低壓配電柜內(nèi)的雙電源自動切換裝置自動或者手動切換到發(fā)電機組供電回路，由發(fā)電機組運行給站內(nèi)的主要負荷供電。

3.應(yīng)急電源

集氣站內(nèi)安裝有兩臺IP 30kVA并聯(lián)熱備冗余的不間斷電源UPS裝置，單臺備用時間為30分鐘，主要是給站內(nèi)一、二級負荷供電，當(dāng)主電源（市電）發(fā)生故障或者停電時，為了保證生產(chǎn)正常運行，UPS靠電池放電給一、二級負荷供電。另外，在主電源和備用電源切換過程中（切換時間約20秒），UPS作為不間斷電源保證一、二級負荷不掉電，起到了應(yīng)急保安電源的作用，如果一、二級負荷瞬間掉電就會發(fā)生站場一級或者二級關(guān)斷事故，導(dǎo)致關(guān)井停產(chǎn)事故，影響正常生產(chǎn)。

4.雙電源自動切換裝置

在低壓配電柜內(nèi)設(shè)計有一套雙電源自動切換裝置。正常情況下，主電源和備用電源一用一備，當(dāng)主電源進行檢維修或故障停電時，雙電源自動切換裝置控制器就會立即發(fā)出起動發(fā)電機的信號，發(fā)電機組在設(shè)定的時間內(nèi)（10s左右）自動啟動，然后在設(shè)定的時間內(nèi)（10s以內(nèi)）自動加載，負載自動轉(zhuǎn)向發(fā)電機組供電回路供電。當(dāng)主電源恢復(fù)正常時，若雙電源控制器選擇開關(guān)處在自動位置，當(dāng)雙電源自動切換裝置控制器檢測到主電源信號時，按照市電優(yōu)先的原則，就會立即發(fā)出信號迅速切換到市電供電回路供電。

5.各級用電負荷的供電措施：

①站內(nèi)一、二級負荷用電由兩臺并聯(lián)熱備冗余的30kVA不間斷電源裝置UPS供電，UPS電源的優(yōu)點是：1）穩(wěn)壓；2）穩(wěn)頻；3）重要負載供電的不間斷性。同時，在達到規(guī)范要求的前提下，為了保證SCADA供電的安全、可靠性，為防止UPS輸出故障，又從低壓配電柜引一路電源至SCADA機柜作為SCADA系統(tǒng)備用電源。

②三級負荷由市電供應(yīng)，集輸站場內(nèi)三級負荷主要有室內(nèi)照明、廠區(qū)照明、空調(diào)等生活設(shè)施。

四、對本方案的可靠性分析

集氣站供電的可靠性分析：當(dāng)市電供電中斷時，站場一、二級負荷暫時將由UPS裝置供電，同時雙電源自動切換裝置在設(shè)定的時間內(nèi)將負載切換至發(fā)電機回路供電，保證正常生產(chǎn)。如燃氣發(fā)電機無法正常啟動或啟動后電源不穩(wěn)定，一、二級負荷將由UPS裝置供電，暫時保證集氣站場的正常生產(chǎn)。如果UPS出現(xiàn)故障關(guān)機，SCADA系統(tǒng)由備用電源供電，可保證集氣站場不會因SCADA系統(tǒng)斷電而關(guān)斷。

結(jié)論

普光氣田集輸站場作為高含硫天然氣采輸?shù)脑搭^，為保證高含硫天然氣的安全采輸，對供電的可靠性、穩(wěn)定性提出了很高的要求。目前的供配電系統(tǒng)按照相關(guān)規(guī)范和生產(chǎn)實際設(shè)計了多路電源，既滿足了站場生產(chǎn)需要，又保證了某一路電源發(fā)生故障時不會造成站場一、二級關(guān)斷事故，滿足了集輸站場供電的可靠性、穩(wěn)定性要求。

[1]GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》.

[2]SH 3038-2000《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計技術(shù)規(guī)范》.

[3]劉迪先.對《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的理解和應(yīng)用.標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》.2010.9

[4]李式忠.《淺析對特別重要負荷供電方案的選擇.工程建設(shè)》.2000.9