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2.電力組網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇

南海DPPA與南海DPPB兩端均設(shè)有原油主電站，海纜線路輸送的潮流較輕。海纜存在分布電容［1］，輕載輸送時(shí)充電功率較大，將導(dǎo)致受端電壓高于送端，而線路充電功率與電壓等級(jí)平方成正比，110kV充電功率是35kV的近9倍。經(jīng)濟(jì)性上，35kV絕緣要求遠(yuǎn)低于110kV，其線路及變電裝置造價(jià)僅為110kV的1/3~1/2。因此海纜線路電壓等級(jí)推薦采用35kV。

電網(wǎng)運(yùn)行方式計(jì)算

本實(shí)例對(duì)南海DPPA與南海DPPB平臺(tái)原油發(fā)電機(jī)的單機(jī)最大出力按90%額定功率6840kW考慮，平臺(tái)負(fù)荷的功率因數(shù)按0.86考慮。根據(jù)平臺(tái)上的電站開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)以及平臺(tái)的負(fù)荷情況，對(duì)組網(wǎng)后的六種較典型的運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算。方式一、三分別為南海DPPB通過(guò)海纜聯(lián)絡(luò)線向南海DPPA端輸送電力為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組最大出力的工況；方式二、四分別為南海DPPA通過(guò)海纜聯(lián)絡(luò)線向南海DPPB端輸送電力為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組最大出力的工況；方式五、六分別為平臺(tái)利用海底電纜為另一個(gè)待恢復(fù)生產(chǎn)平臺(tái)輸送最小電力的工況。六種典型運(yùn)行方式下各平臺(tái)電站的出力、平臺(tái)用電負(fù)荷、海纜的潮流分布以及平臺(tái)電壓情況如圖2~7所示。經(jīng)過(guò)以上潮流分析，通過(guò)調(diào)整各平臺(tái)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力與變壓器分接頭，各平臺(tái)電壓及發(fā)電機(jī)功率因數(shù)均符合要求。

電力系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)

（1）主變?nèi)萘窟x擇南海DPPA與南海DPPB分別配置兩臺(tái)35±4×2.5％/10.5kV，12.5MVA有載調(diào)壓變壓器，變壓器接線組別為YN、d11。（2）35kV主接線方式南海DPPA與南海DPPB35kV側(cè)主接線采用單母線接線方式。南海DPPA35kV出線回路為兩回，一回出線至DPPB平臺(tái)，另一回出線至WHPA；南海DPPB35kV出線回路為一回，出線至DPPA平臺(tái)。上述兩平臺(tái)10kV側(cè)均采用單母線分段接線。（3）同期點(diǎn)的設(shè)置南海DPPA與南海DPPB之間的同期點(diǎn)設(shè)置于DPPA和DPPB之間35kV海底電纜兩頭斷路器處及主變的10kV斷路器側(cè)，同期裝置單獨(dú)設(shè)置，布置于相應(yīng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。（4）35kV線路為充分利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，同時(shí)考慮周邊可能的負(fù)荷發(fā)展，DPPA與DPPB之間的海纜選擇為240mm2，DPPA與WHPA之間的海纜選擇為120mm2。根據(jù)海纜廠家提供的海纜參數(shù)，利用電纜單相接地電流計(jì)算公式［2］Ic=姨3ωCefUef×103，得出南海DPPA與DPPB24.5km海纜單相接地電容電流為84A，DPPA與WHPA12km海纜單相接地電容電流33A，其均超過(guò)規(guī)程允許值（10A），系統(tǒng)中海纜的電容電流約為117A。本工程海纜要求在接地故障條件下運(yùn)行，根據(jù)《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)與絕緣配合》DL/T620-19973.12規(guī)定，故采用消弧線圈接地方式。（5）無(wú)功配置經(jīng)過(guò)潮流計(jì)算分析，各平臺(tái)無(wú)需配置電容器?？紤]到為增加電壓調(diào)節(jié)手段，避免負(fù)荷低谷期時(shí)出現(xiàn)電壓過(guò)高，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行等情況?？紤]在南海DPPA、南海DPPB及南海WHPA三個(gè)平臺(tái)分別安裝一組容量為0.5MVA的10kV可投切電抗器。（6）勵(lì)磁涌流解決方案為解決變壓器空載合閘時(shí)最大勵(lì)磁涌流為額定電流的6～10倍的情況，經(jīng)過(guò)方案論證，在主變壓器高壓側(cè)配置涌流抑制器，該涌流抑制器通過(guò)變壓器斷電時(shí)電壓的分閘相位角獲知此路剩磁的極性，下一次合閘時(shí)選擇在相近的相位角，從而避免變壓器鐵芯磁通的突變產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。

能量管理系統(tǒng)（EMS）的應(yīng)用

本工程在全電網(wǎng)配置了高度自動(dòng)化的EMS系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)發(fā)供電設(shè)備的監(jiān)控、負(fù)荷的管理及平衡等工作。它包括EMS系統(tǒng)南海DPPA中心站以及EMS系統(tǒng)各平臺(tái)站（DPPA、DPPB、WHPA）。它的特點(diǎn)是功能高度集成化，即電網(wǎng)的全部監(jiān)視、控制需由一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成。因此EMS系統(tǒng)功能需包括SCADA/EMS、在線安控和電站自動(dòng)化等三個(gè)功能應(yīng)用群。它的另一個(gè)特點(diǎn)就是通道速率要求高，EMS系統(tǒng)的在線安控功能信息傳輸實(shí)時(shí)性為毫秒級(jí)，陸上電網(wǎng)EMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)性為秒級(jí)。因此傳統(tǒng)的廠站與主站系統(tǒng)之間的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、專用通道已不能滿足信息傳輸要求，要求具備更加高速可靠的通道。（1）EMS系統(tǒng)的總體功能及技術(shù)要求DPPA中心站可以完成對(duì)全電網(wǎng)監(jiān)視和控制，包括對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集和安全監(jiān)視（SCADA）；發(fā)電調(diào)整和控制（AGC）；電壓調(diào)整和控制等。同時(shí)各站EMS系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)如下功能：a.各發(fā)電機(jī)組的監(jiān)視和控制：對(duì)發(fā)電機(jī)組各種信息如有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、油溫、油壓、運(yùn)行狀態(tài)、故障信號(hào)等的采集；機(jī)組的起停順序控制；機(jī)組的同步；機(jī)組的頻率［有功］和電壓［無(wú)功］調(diào)整等等。b.斷路器監(jiān)視和控制。c.站內(nèi)無(wú)功功率、無(wú)功功率出力的分配調(diào)節(jié)。d.優(yōu)先脫扣功能。e.電動(dòng)機(jī)回路啟動(dòng)管理功能。f.電網(wǎng)（電站）黑啟動(dòng)功能。g.與平臺(tái)“關(guān)斷”系統(tǒng)的配合功能。h.完備的報(bào)表、趨勢(shì)以及分析工具等當(dāng)?shù)乜刂乒δ堋＃?）EMS系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)方面可分為三層：a.信息層。信息層包括南海DPPA的EMS工作站和工程師工作站，各站的主機(jī)/操作員工作站以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。各平臺(tái)主機(jī)/操作站經(jīng)授權(quán)，可以相互備用。b.站控層。站控層包括各平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)控制器、通信服務(wù)器以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。主要完成與間隔層設(shè)備的通信并實(shí)現(xiàn)在線安控、電站自動(dòng)化等功能。c.間隔層。間隔層包括各平臺(tái)的繼電保護(hù)測(cè)控裝置、測(cè)控裝置，包括35kV線路保護(hù)測(cè)控裝置、主變壓器保護(hù)及測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、10kV保護(hù)測(cè)控裝置、公用測(cè)控裝置、UPS等其他智能裝置。站控層的現(xiàn)場(chǎng)控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)上述間隔層設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)各間隔電氣設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量和控制。

本文作者：張強(qiáng)作者單位：中海油研究總院