智慧照明系统在海上平台的研究与应用

常规海上平台采用普通LED照明,灯具节能技术已达到瓶颈,照明负荷及电费优化困难。随着国家对碳达峰、碳中和的持续推进,海上油气平台对设备节能环保、节能降碳高度重视。智慧照明系统以照明灯具为智能联接管控对象,通过可靠的物联网技术和设备,实现了照明灯具的照度调节、能效监测、故障告警、寿命预测、信息追溯等功能,达到了高效率、精细化、低成本的照明管理。以海上某新建平台为例,对平台采用常规LED照明方案与基于物联网的智慧照明方案进行了详细对比分析,根据分析结果可知,采用智慧照明系统节电量约41.3%,年减少CO₂排放39.17 t,年节煤量约13.89 tce,节能降碳效果显著,可为后续油气田工程建设提供重要的参考借鉴。     

基于光纤测温的毛细管井下温压一体化监测技术

海上油田特别是海上稠油油田的开采中,为实时掌握井下工况、高效开发油气资源、提高采收率等,必须精确测量井下油藏的温度和压力。基于传统毛细管压力监测技术的测量灵活、直读监测等特点,引入分布式光纤温度测量技术,提出了具有双层毛细管结构的井下温压一体化监测技术。根据不同的测量要求分析了传感器的不同安装方式,设计了监测系统整体框架。该技术可实现井下任意深度处的温度、压力同时测量,利用测得的温度值修正压力测量值,提高了压力测量精度。     

基于低、中阻抗的母线差动保护原理与计算

随着海上油气平台电网规模的逐渐扩容,平台电力系统安全、稳定运行亟需关注。母线作为电能集输的关键元件,一旦发生线路故障,挂接在该母线下的所有支路将全部失电,若故障发生在电站中心平台,则周边依托该中心平台供电的井口平台将大面积停电,直接影响到平台的正常生产运营。因此,必须采取相应的措施消除或减少母线故障所造成的后果。以海上某中心平台为例,采用差动保护对系统母线进行保护,以低阻抗母差保护和中阻抗母差保护为重点,基于母差保护的基本原则及工作原理,根据母差保护区内外故障判别,整定计算,饱和、不饱和制动原则,采用相位比较方法来辨识区内故障,比例制动及电流互感器饱和识别技术可实现母线差动保护区外故障不动的要求。     

配电网重构的拓扑结构快速适应法

为快速适应配电网重构导致的拓扑结构改变和潮流方向不确定性,提出了一种配电网结构划分方法。按图论中出度的定义,将配电网划分成支链结构,并建立支链邻接表。采用深度优先遍历法,确定邻接表前推回代顺序,得到初始潮流计算结果。利用支链结构特点,消除侧边影响,快速形成单环网。解环时,能够快速生成新的支链并确定其前推回代顺序。算例结果验证了该方法的快速性和有效性。     

发电机局部放电在线绝缘监测系统在海上平台的应用研究

为了判定海上平台电力设备的运行状态,预测设备的故障趋势,从而降低设备维修成本,引入了预知性维修概念。在某海上平台发电机设备中安装了在线绝缘监测系统,采用EMC耦合器法、数字噪声分离技术,经过二维、三维图像分析,判断出设备的运行状态及发生局部放电的原因及位置。经诊断分析,本平台电站绝缘性能良好,暂不需进行设备维护。预知性维修方式合理规划了维护时间,设备可按需检修、按需停机,避免出现资源浪费或由突发故障引起的电力生产损失,以及由不必要检修造成的设备二次伤害,保障了海上平台电力系统的稳定运行,减少了设备维护成本,具有较大的推广价值。     

海上平台高压油浸式变压器爆炸数值模拟分析

海上平台电力变压器是电力系统中重要的枢纽设备,一旦发生爆炸故障将严重影响平台的正常生产运营,造成重大的经济损失,因此,确保海上平台变压器的安全可靠运行至关重要。本文对某生产与岸电共建平台的高压油浸式变压器进行了爆炸数值模拟分析,采用FLACS软件对共建平台进行了3D建模,分析了变压器一次爆炸及二次爆炸全过程,根据计算结果可知,发生爆炸后变压器室内房间的最大超压为0.073 MPa,变压器门的最大超压为0.071 MPa,会对平台生产设施造成一定影响。为降低变压器室内爆炸超压,对原设计方案进行优化,在油浸式变压器间增加泄爆区域,经数值模拟分析可知,增加泄爆通道后,房间爆炸超压明显降低,降至0.014 8 MPa。为进一步提升海上平台整体的安全性能,对油浸式变压器间进行了抗爆设计,抗爆载荷为0.015 MPa,大大降低了爆炸超压对周边油气设施的影响。