李海東

摘要：油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化，對(duì)保障油田的安全生產(chǎn)和持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。在油田輸配電系統(tǒng)中實(shí)施自動(dòng)化技術(shù)的目的在于，通過輸配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，在輸配電系統(tǒng)發(fā)生故障后，能夠快速將故障單位隔離，并迅速恢復(fù)非故障區(qū)域供電，最大限度的保障油田的正常生產(chǎn)。為此，本文對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在油田輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)提供借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：油田輸配電系統(tǒng);自動(dòng)化建設(shè);應(yīng)用研究

1 引言

自動(dòng)化技術(shù)在油田輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，是運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將輸配電系統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備完好狀況、用戶信息資料以及輸配電網(wǎng)絡(luò)信息的地理圖形進(jìn)行有效集成，構(gòu)成較為完整全面的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油田輸配電系統(tǒng)的電力輸送、過程管理及控制、信息采集及反饋、故障報(bào)警及動(dòng)作跳閘等的自動(dòng)化和信息化。

2 油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的重要性

油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)，既可以極大地提高油田的供電質(zhì)量和供電的可靠性，減輕運(yùn)行管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效縮短故障的影響時(shí)間，促進(jìn)油田的安全生產(chǎn);同時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)，使運(yùn)行控制管理人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握輸配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)瞬間動(dòng)作故障系統(tǒng)跳閘解列并迅速恢復(fù)正常運(yùn)行的輸配電系統(tǒng)供電，以最大限度的保障油田的安全生產(chǎn)。

3 油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施原則

3.1 輸配電電網(wǎng)網(wǎng)架

油田輸配電系統(tǒng)必需具備安全可靠的電網(wǎng)網(wǎng)架，并具備：第一，不同的線路之間應(yīng)具備互聯(lián)性，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)帶。第二，輸配電系統(tǒng)必須滿足負(fù)荷轉(zhuǎn)帶的運(yùn)行需求，必須確保故障發(fā)生后實(shí)現(xiàn)安全自動(dòng)轉(zhuǎn)帶負(fù)荷以保證正常供電。第三，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)開關(guān)是保證正常持續(xù)供電的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)按照閉環(huán)連接、開環(huán)運(yùn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要具備本地及遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制能力。第四，輸配電線路的分段數(shù)量及分段點(diǎn)位應(yīng)合理設(shè)計(jì)，負(fù)載合理匹配，以提高供電的質(zhì)量和可靠性。

3.2 運(yùn)行設(shè)備

油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)備包括：第一，戶外設(shè)備。油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化終端控制設(shè)備，通常情況下要安裝在戶外，由于油田環(huán)境比較惡劣，因此輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化終端控制設(shè)備必須能夠滿足各種復(fù)雜氣象條件和惡劣的戶外運(yùn)行環(huán)境，并且要保證能夠長(zhǎng)時(shí)間安全、穩(wěn)定和無故障運(yùn)行。第二，配電終端設(shè)備。油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制終端設(shè)FTU，在整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中處于最底層位置，其功能主要包括對(duì)柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)控制開關(guān)柜、箱式變壓器、開閉所、配電所等各功能單位進(jìn)行運(yùn)行信息實(shí)時(shí)采集、信息處理、系統(tǒng)監(jiān)控等功能。第三，終端電源方案。系統(tǒng)終端設(shè)備必須支持雙路電源輸入功能，可同時(shí)接納交直流兩種供電方式，互為備用電源，備用電源要采用可持續(xù)不間斷的UPS供電方式。

3.3 主站控制系統(tǒng)

主站控制系統(tǒng)是油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵，主站控制系統(tǒng)主要包括：第一，SCADA系統(tǒng)。在油田輸配電自動(dòng)控制系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)是DMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其重要功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施處理、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制、對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控并對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警;SCADA系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集及處理、系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)、事件預(yù)測(cè)及告警、實(shí)時(shí)計(jì)算、拓?fù)渲v史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提取及分析、權(quán)限管理及控制、系統(tǒng)監(jiān)視管理等功能模塊組成。第二，DA系統(tǒng)。油田輸配電自動(dòng)控制系統(tǒng)的饋線自動(dòng)化DA功能能夠?qū)︷伨€饋線故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確定位、瞬時(shí)隔離與恢復(fù)，是根據(jù)輸配電SCADA系統(tǒng)所采集的動(dòng)作跳閘信息、動(dòng)作保護(hù)信息及故障報(bào)警提示信息，對(duì)輸配電系統(tǒng)饋線產(chǎn)生的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并作出準(zhǔn)確判斷。

3.4 信息通信系統(tǒng)

油田輸配電自動(dòng)化，其通信系統(tǒng)必須具備較高的穩(wěn)定性和可靠性、高速率和大容量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，能夠滿足多方信息傳遞和實(shí)時(shí)通信，并在發(fā)生故障條件下具備自恢復(fù)和通信能力。

4 油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用

4.1 油田輸配電系統(tǒng)的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)

油田輸配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是按照分層分布式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常情況下采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：第一，配電主站層結(jié)構(gòu)。配電主站層主要負(fù)責(zé)對(duì)6kv及以下電力線路的運(yùn)行、設(shè)備及用戶的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制整個(gè)輸配電系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理。第二，輸配電系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)層。主要包括柱上FTU、分段開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)，其中：柱上FTU主要對(duì)6kv輸配電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;分段開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的主要功能是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行故障分析、判斷及處理。

4.2 FTU設(shè)計(jì)與應(yīng)用

FTU的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分可為兩種方式：第一，對(duì)輸配電系統(tǒng)終端配置4臺(tái)FTU，將輸配電系統(tǒng)劃分為4各相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域，每臺(tái)FTU控制一個(gè)運(yùn)行區(qū)域，如果任何一個(gè)發(fā)生故障，自動(dòng)控制系統(tǒng)都能對(duì)其動(dòng)作跳閘并將其隔離。第二，對(duì)輸配電系統(tǒng)終端配置3臺(tái)FTU，將輸配線路劃分為4個(gè)運(yùn)行區(qū)域，當(dāng)任何一個(gè)運(yùn)行區(qū)域發(fā)生故障，相應(yīng)的FTU都能夠瞬間對(duì)故障區(qū)域隔離。

4.3 系統(tǒng)配置應(yīng)用

當(dāng)輸配電系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，自動(dòng)控制系統(tǒng)通過對(duì)輸配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制，調(diào)整運(yùn)行方式，優(yōu)化輸配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低輸配電網(wǎng)絡(luò)的電量損耗，提高運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)型。當(dāng)輸配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)可在瞬間將故障信息傳遞至主站分析系統(tǒng)，由分析模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝闆r對(duì)故障區(qū)域作出分析判斷并將判斷結(jié)果、用電負(fù)荷的合理轉(zhuǎn)移及非故障區(qū)恢復(fù)供電策略和建議等提供給主站值班調(diào)度作參考使用。

5 結(jié)語(yǔ)

油田輸配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，應(yīng)先進(jìn)行必要的小范圍試點(diǎn)，待取得成功經(jīng)驗(yàn)后，在進(jìn)行推廣普及。其重點(diǎn)是找準(zhǔn)定位并進(jìn)行精心設(shè)計(jì)精心施工，促進(jìn)油田輸配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的健康發(fā)展。

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