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西非某油田 CPF 供配电系统设计

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田区块设计独立的供配电系统。该电气系统主要包括燃气电站一座、CPF 站内配电系统、CPF 到各计量站、井口与生活营地的架空输电线路、计量站与井口的配电系统。 关键词:燃气电站;配电系统;架空输电线路 1 工程概况 该油田一期规模为年产百万吨级,主要包括CPF (中心处理站)和 FPF (转油站)两个工艺区块, 两个工艺系统地理位置较远,FPF 附近原油在

田区块设计独立的供配电系统。该电气系统主要包括燃气电站一座、CPF 站内配电系统CPF 到各计量站、井口与生活营地的架空输电线路、计量站与井口的配电系统。
关键词:燃气电站;配电系统;架空输电线路
1 工程概况
该油田一期规模为年产百万吨级,主要包括CPF (中心处理站)和 FPF (转油站)两个工艺区块, 两个工艺系统地理位置较远,FPF 附近原油在FPF 站内经过初步处理后经外输泵输送到 CPF 进一步处理,然后来自两个系统的原油处理后经由外输首站输送到炼厂及外输。结合现场实际情况,电气系统也分为 CPF FPF 两部分,主要负荷均在 CPF 站内及其周边,本文针对 CPF 供配电系统的设计进行介绍。
CPF 电气系统设计工作主要包括燃气电站一座;CPF 内主要油、气、水处理系统等工艺装置的配电; 外围 4 个计量站及 10 口油气井的输配电。
根据配电系统靠近负荷中心的原则及现场恶劣的自然条件,电站及中、低压配电室均建在 CPF 站内,低压配电室负责站内低压负荷的配电;中压室负责外输首站、站外系统、生活营地及 CPF 站内重要负荷的供电。
站外系统及生活营地通过 11kV 架空输电线路由 CPF 内中压室配电。
2 电气负荷
电气负荷最重要部分的就是负荷计算,油田地面工程的负荷有其自身的特点,在进行负荷计算的时候必须考虑到这些特点。
首先油田负荷主要是泵与压缩机,这些负荷的功率均为工艺专业根据工艺需要选型。由于工艺专业在设计时会考虑波动系数,如设计产能 100 ×104t/a 的油田,波动系数为 1.2 ,则其提给电气专业的功率本身就有 20% 的裕量,另外,在油田初期投产时,地层压力可能较大,则站外系统的负荷会在一段时间后才会达到额定值,因此电气专业必须结合以往的经验和相关规范手册合理选择需用系数,本项目CPF 站内系统需用系数取 0.9 ,站外系统 0.7
1 -表 3 给出了主要的工艺系统电气负荷,外输首站负荷为 1MW ,主要为外输泵及站内辅助设施供电. 站外系统中每个计量站按 295kW 考虑,主要为电加热器等负荷供电,每口井按 147.6kW 考虑,主要负荷为电潜泵。
CPF 负荷主要有油、气、水处理系统的负荷。原油处理系统,含原油分离、加热、脱水、储存以及配套设施。采出水处理站 1 座、注水站 1 座。主要电气负荷见表 1 -表 3
计算负荷分整个站场总运行负荷与峰值负荷。计算公式为
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站内系统负荷加上站外的计量站与井口的负荷后,总负荷约为 7.5MW 。根据计算结果选择的燃气轮机 11kV 、现场(50 ℃)出力 5.5MW 50Hz 的透平双燃料发电机两台,初期 采用柴油作为燃料,随着油田开发的深入采用伴生气和气井来气作为燃料,柴油备用。考虑到油田所处的沙漠环境及周边无任何城镇,且油田生产对供电要求极高,选用三台燃机,两用一备。现场最终选用的燃机为 TAURUS70 ISO 工况为 7.5MW D iD SD :分别为连续、间断、备用负荷的 Load Factor, 取值分别为 1.0 0.3 0.1[1] n 为盘柜数量。CPF 站内负荷计算结果见表 4
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站内系统负荷加上站外的计量站与井口的负荷后,总负荷约为 7.5MW 。根据计算结果选择的燃气轮机 11kV 、现场(50 ℃)出力 5.5MW 50Hz 的透平双燃料发电机两台,初期 采用柴油作为燃料,随着油田开发的深入采用伴生气和气井来气作为燃料,柴油备用。考虑到油田所处的沙漠环境及周边无任何城镇,且油田生产对供电要求极高,选用三台燃机,两用一备。现场最终选用的燃机为 TAURUS70 ISO 工况为 7.5MW
3 系统拓扑结构与主变选择
11kV 系统采用单母分段结构,天然气压缩机及注水泵等重要的中压工艺设备工艺专业均设置为一用一备,所以中压系统采用单母分段结构,技术经济性较好。11kV 系统单线图如图 1 -图 2 所示。
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站外系统的架空线路合理分布在两段母线上,各计量站及井口设置箱变,内设环网柜,减少维护工作量提高供电可靠性。
站内低压配电系统采用双进线,根据低压负荷计算结果同时结合本期之后的扩建及现场情况的特殊性,选择 11/0.4kV 1600kVA 变压器两台,分别连接两段低压母线,BusA BusB ,正常情况这母联断开,分列运行,一路进线故障时,母联闭合。同时为了确保消防与燃机辅机系统等重要负荷,设置了应急母线段,BusC ,该段母线连接应急柴油发电机同时与 BusB 之间设置母联,正常情况该母联闭合,由电站供电,电站失电情况下,母联断开,应急发电机负责此段母线上负荷的供电。电站供电恢复后,检同期后该母联闭合,随后应急发电机退出 运行。
4 基于 EDSA 的短路电流计算
该项目的电气计算及系统模拟仿真均基于EDSA 软件,计算结果见表 5 EDSA 电力系统分析软件功能强大,主要有短路计算、潮流分析、继保配合、谐波分析、接地网设计、电动机起动分析等模块,计算分析能力强大。继电保护整定按照表中最大运行方式进行整定值设定,按照最小运行方式进行灵敏度校验,其中最大运行方式为两台燃机在线,最小运行方式为一 台燃机在线。电气设备及母线的短路容量可根据表5.
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5 主要电气设备的选择
主要设备包括 11kV 0.4kV 配电柜,站外箱变、中压软起等。电气设备选型主要根据额定值选型,根据短路电流进行动稳定性和热稳定性校验。11kV 开关柜型号为 KYN28-12 ,母线额定电流为2000A ,发电机进线及母联断路器型号为 VN3-12E/1250A-31.5kA 。站外箱变型号为 YBP-11/0.415-500
中压软起负责 800kW 的天然气压缩机与 800kW 的注水泵的启动,型号为 HRVS-DN140A/11kV ,型式为固态晶闸管软启动器。
6 电站投产
电站是整个油田区块供电系统的心脏,必须保证启动迅速、运行可靠。投产时首先要启动应急柴油发电机,使应急母线段上的燃机电站辅机系统运行起来,然后起动燃气轮机,低压母线电压建立起来之后应急母线段通过燃机供电,应急柴油发电机自动退出。
燃气电站辅机系统允许断电 10s ,现场实际调试运行情况是 10s 可以完全起动起来,并实现母联的连锁动作,满足燃机辅机系统及应急负荷的供电要求,但是由于电站的重要性及现场恶劣的条件,建议重要辅机系统采用 EPS 电源备用,以保证 10s 内起动的要求。
7 结论
该项目投产已经有一年时间了,目前燃气电站运行稳定,配电系统可靠,经受住了严酷的沙漠条件考验,为整个油气田的持续生产运行提供了稳定的电力供应。

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全部评论
  • 烟雾弥漫
    烟雾弥漫 2015年07月30日 08:38:40 2楼
    没事时看看,感谢您的无私奉献,谢谢啦!
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