CN104734058B - 一种油田联合站电控一体化集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油田联合站电控一体化集成装置，包括撬体，其特征是：撬体内通过格挡分割为组合式变压器室和低压配电室两部分，低压配电室内安装有低压配电单元、控制单元、通讯单元、UPS单元，组合式变压器室内固定有组合式变压器，撬体内各设备通过电缆连接，电缆位于组合式变压器室和低压配电室底部地板下方的撬体底座内部相通空间内。该装置结构紧凑、成套性强、无人值守、可重复利用，以适应油田联合站向设计标准化、建设模块化、管理数字化的发展，实现联合站远程监控、无人值守，达到降低综合成本、提高数字化管理水平的效果。

Description

一种油田联合站电控一体化集成装置

技术领域

本发明涉及油田联合站领域，特别是一种油田联合站电控一体化集成装置。

背景技术

油田常规联合站变配电室、控制值班室普遍采用建筑结构，即设置高压配电室、变压器室、低压配电室、控制值班室，这种分散布局的方式占地面积大，土建配套工程量大，建设周期长，综合投资高，且整体难以移动，无法二次利用。正常运行时，现场需工作人员24h值班，难以实现无人值守。

随着油田联合站向设计标准化、建设模块化、管理数字化的发展，以及工艺设备的撬装化、一体化集成，要求联合站变配电、控制系统向节地、紧凑型、智能化、无人值守发展，以满足油田规模建产、快速上产、提高劳动生产率的需求。

发明内容

本发明的目的是取消传统联合站高压配电室、变压器室、低压配电室及控制值班室建筑结构房体，提供一种油田联合站电控一体化集成装置，该装置结构紧凑、成套性强、无人值守、可重复利用，以适应油田联合站向设计标准化、建设模块化、管理数字化的发展，实现联合站远程监控、无人值守，达到降低综合成本、提高数字化管理水平的效果。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种油田联合站电控一体化集成装置，包括撬体，其特征是：撬体内通过格挡分割为组合式变压器室和低压配电室两部分，低压配电室内安装有低压配电单元、控制单元、通讯单元、UPS单元，组合式变压器室内固定有组合式变压器，撬体内各设备通过电缆连接，电缆位于组合式变压器室和低压配电室底部地板下方的撬体底座内部相通空间内。

所述的组合式变压器的接入端与撬体外的高压电源电连接，组合式变压器的输出端连接至低压配电单元，低压配电单元分别与撬体外的用电设备电连接，低压配电单元还与UPS单元电连接，UPS单元分别与通信单元及控制单元电连接，控制单元与油田联合站内的各设备的检测仪表及执行器电信号连接，控制单元还与通讯单元电信号连接，通讯单元分别与油田监控中心以及视频、音频设备远程无线电信号连接，低压配电单元还连接有装置内部配电单元。

所述的低压配电单元由低压电源柜、电容补偿柜、低压变频柜、低压配出柜和低压母联柜组成，上述柜体依次排列固定在撬体内。

所述的撬体分为第一撬体和第二撬体，每个撬体内的组合式变压器室中均固定有一组组合式变压器，每个撬体内的低压配电室中分别装对应联合站内不同用电设备的低压配电单元，撬体内的组合式变压器与同一撬体内的低压配电单元电连接。

所述的第一撬体内固定有控制单元，控制单元与第一撬体内的低压配电单元呈L形固定在低压配电室中，低压配电单元固定在低压配电室内长度方向内壁内侧，控制单元固定在低压配电室内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元相对的第一撬体的撬壁处开有为撬门，撬内配电箱固定在撬门一侧，与低压配电单元电连接的装置内部配电单元设置在撬内配电箱中。

所述的第二撬体内固定有通讯单元和UPS单元，通讯单元和UPS单元并排设置并与第二撬体内的低压配电单元呈L形固定在低压配电室中，低压配电单元固定在低压配电室内长度方向内壁内侧，通讯单元和UPS单元固定在低压配电室内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元相对的第二撬体的撬壁处开有为撬门，撬内配电箱固定在撬门一侧，与低压配电单元电连接的装置内部配电单元设置在撬内配电箱中。

所述的撬体内低压配电单元背部紧邻的撬壁处开有与低压配电单元中柜体数量、位置、柜体背部大小相匹配的检修门。

所述的撬门侧方还有向撬内内凹的空间，内凹空间开口处设置有格栅门，撬体内均设置有空调机组，空调机组的内机部分固定在撬内壁上并与装置内部配电单元电连接，空调机组的外机部分则放置于撬门侧方的内凹空间中，并通过格栅门锁在内凹空间中。

所述的撬体内的低压配电单元侧方还设置有预留位置，并在预留位置底部的撬体地板处留有线缆通过口。

所述的撬体采用槽钢结构的撬体底座，撬体底座高度0.6m。

本发明的有益效果是：本装置油田联合站将以往分散在站场内的高压配电室、变压器室、低压配电室、控制值班室均集中在了撬体内，这种箱式设计采用预装式生产模式，出厂前完成设备之间的连接、调试及相应控制、通讯组件的安装，运输到联合站内只需简单施工安装即可，将站场内各设备与撬体控制单元各接口连接，并将外部高压电源与撬体中组合式变压器的输入端连接即可，无需修建混泥土电缆沟及基础，安装场地只需采用砾石垫层，简化施工，极大的缩短了工程周期，降低了综合投资成本，撬体的底座内设电缆夹层，连接电缆在撬体底座夹层中敷设，无需修建电缆沟。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明第一撬体实施例内部平面俯视图；

图3是本发明第二撬体实施例内部平面俯视图；

图4是本发明撬体正视图；

图中：1、组合式变压器室；2、低压配电室；3、组合式变压器；4、低压配电单元；5、控制单元；6、通讯单元；7、UPS单元；8、预留位置；9、撬内配电箱；10、空调机组；11、撬门；12、撬体底座；13、检修门；14、撬体；15、高压电源；16、用电设备；17、检测仪表及执行器；18、油田监控中心；19、视频、音频设备；20、第一撬体；21、第二撬体；22、装置内部配电单元。

具体实施方式

实施例1

本油田联合站电控一体化集成装置包括撬体14，撬体14内通过格挡分割为组合式变压器室1和低压配电室2两部分，低压配电室2内安装有低压配电单元4、控制单元5、通讯单元6、UPS单元7，组合式变压器室内固定有组合式变压器3，撬体14内各设备通过电缆连接，电缆位于组合式变压器室1和低压配电室2底部地板下方的撬体底座12内部相通空间内。

本装置油田联合站将以往分散在站场内的高压配电室、变压器室、低压配电室、控制值班室均集中在了撬体14内，这种箱式设计采用预装式生产模式，出厂前完成设备之间的连接、调试及相应控制、通讯组件的安装，运输到联合站内只需简单施工安装即可，将站场内各设备与撬体14控制单元各接口连接，并将外部高压电源与撬体14中组合式变压器3的输入端连接即可，无需修建混泥土电缆沟及基础，安装场地只需采用砾石垫层，简化施工，极大的缩短了工程周期，降低了综合投资成本，撬体底座12内设电缆夹层，连接电缆在撬体底座12夹层中敷设，无需修建电缆沟。

实施例2

如图1所示，在实施例1的基础上，本实施例中组合式变压器3的接入端与撬体14外的高压电源15电连接，组合式变压器3的输出端连接至低压配电单元4，低压配电单元4分别与撬体14外的用电设备16电连接，低压配电单元4还与UPS单元7电连接，UPS单元7分别与通信单元6及控制单元5电连接，控制单元5与油田联合站内的各设备的检测仪表及执行器17电信号连接，控制单元5还与通讯单元6电信号连接，通讯单元6分别与油田监控中心18以及视频、音频设备19远程无线电信号连接。

油田联合站内的各设备的检测仪表及执行器17能够将检测到的联合站内各设备运行状态及参数等信息发送至控制单元5，控制单元5再通过通讯单元6传递至油田监控中心18，由油田监控中心18对油田联合站内的各设备进行远程监控，油田监控中心18发出的控制信号经通讯单元6发送至控制单元5，由控制单元5将控制指令发送至联合站内的各设备的执行器，实现远程控制，同时分布在联合站内的视频、音频设备19将采集的站内监控信号通过通讯单元6传递至油田监控中心18，油田监控中心18在远程即可对联合站进行监控，实现无人值守。

低压配电单元4还连接有装置内部配电单元22，装置内部配电单元22能够为撬体14内部耗电设备提供电能，如撬体14内照明、空调等。

实施例3

上述实施例中撬体14内所涉及的各器件如下：

组合式变压器3将高压侧避雷器、断路器、操作机构与变压器本体集于一体，实现联合站外电源电压10（6）kV到0.4kV的转化，及变压器高压侧过压、过流、过负荷保护功能。

低压配电单元4主要由低压电源柜、电容补偿柜、低压变频柜、低压配出柜和低压母联柜组成，上述柜体依次排列固定在撬体14内，各柜体连接线均从柜体底部延伸至撬体底座12内部空间与其它设备连接。

下面再对低压配电单元4中各柜体进一步说明：

1、低压电源柜，通过铜制巨型母线与组合式变压器3低压侧连接，控制低压配电系统电源通断，实现低压配电系统过流、过负荷保护功能，与低压母联柜电气连锁，完成电气系统备自投功能。

2、电容补偿柜，通过晶闸管接触器自动控制补偿电容投切，有效提高该装置供电质量，节约电能，保证供电系统功率因数在0.9以上。

3、低压变频柜，接收控制单元5的变频控制信号，对联合站输油泵、注水泵进行变频控制，满足工艺系统对其输送介质压力和流量的要求，具有输油泵电机、注水泵电机过流、过负荷保护功能。

4、低压配出柜，对联合站直接起动的各机泵、配电箱、设备控制柜等用电设备配电。

5、低压母联柜，通过电力电缆将多个撬体14的配电母线连接，具有断开和联络功能，与低压电源柜电气连锁，完成电气系统备自投功能。

控制单元5主要由可编程控制器（PLC）、通信接口模块及监控软件系统组成，完成联合站工艺系统生产过程的监视和管理，实现生产过程的自动控制，并对其所辖井场的生产过程数据进行集中采集和监控。同时，将所有生产数据经通讯单元传送至油田监控中心18，并执行油田监控中心18的控制命令。

通讯单元6主要由光传输设备、网络交换机、IAD终端、视频服务器及光纤收发器管理卡组成，完成联合站生产数据、网络、视频、语音信号及控制命令的传输。

UPS单元7为控制柜、通讯柜及装置应急照明提供不间断电源，供电时间不小于30min。

上述的组合式变压器3、低压配电单元4中各柜体、控制单元5、通讯单元6、UPS单元7均为现有设备，市面上均有成熟产品，并在以往分散在站场内已有应用，各设备具体结构在此不详细说明。

实施例4

为了满足现行国家标准《油气集输设计规范》GB 50350所规定的联合站负荷等级对供电电源的要求，本实施例中采用双电源设计，以满足现行国家标准。

如图2和图3所示，撬体14分为第一撬体20和第二撬体21，每个撬体内的组合式变压器室1中均固定有一组组合式变压器3，每个撬体内的低压配电室2中分别装对应联合站内不同用电设备16的低压配电单元4，撬体内的组合式变压器3与同一撬体内的低压配电单元4电连接。

其中第一撬体20内固定有控制单元5，控制单元5与第一撬体20内的低压配电单元4呈L形固定在低压配电室2中，低压配电单元4固定在低压配电室2内长度方向内壁内侧，控制单元5固定在低压配电室2内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元4相对的第一撬体20的撬壁处开有为撬门11，撬内配电箱9固定在撬门11一侧，与低压配电单元4电连接的装置内部配电单元22设置在撬内配电箱9中。

第二撬体21内固定有通讯单元6和UPS单元7，通讯单元6和UPS单元7并排设置并与第二撬体21内的低压配电单元4呈L形固定在低压配电室2中，低压配电单元4固定在低压配电室2内长度方向内壁内侧，通讯单元6和UPS单元7固定在低压配电室2内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元4相对的第二撬体21的撬壁处开有为撬门11，撬内配电箱9固定在撬门11一侧，与低压配电单元4电连接的装置内部配电单元22设置在撬内配电箱9中。

第一撬体20和第二撬体21之间相邻布置，可一字型排列也可相互垂直排列，具体排列情况可根据场地状况进行合理的布局。

实施例5

本实施例是在实施例4的基础上，在撬体14内低压配电单元4背部紧邻的撬壁处开有与低压配电单元4中柜体数量、位置、柜体背部大小相匹配的检修门13。

低压配电单元4各柜体中若有其中一个出现故障，无需进入撬体14内，只需要打开待检修柜体对应的检修门13，即可通过柜体背部打开柜体进行检修。

如图3所示，撬门11侧方还有向撬内内凹的空间，内凹空间开口处设置有格栅门，撬体14内均设置有空调机组10，空调机组10的内机部分固定在撬内壁上并与装置内部配电单元22电连接，空调机组10的外机部分则放置于撬门11侧方的内凹空间中，并通过格栅门锁在内凹空间中，需要检修时再打开格栅门，采用格栅门不仅能够防止空调外机损害，还能空气流通有利于空调外机运转。

实施例6

本撬体14内还设置有应急照明系统、电加热系统、火灾报警器，均与装置内部配电单元电连接，以满足该装置设备稳定运行的环境要求和检修需要。

撬体14内的低压配电单元4侧方还设置有预留位置8，并在预留位置8底部的撬体14地板处留有线缆通过口，电控系统扩展时只需将相应设备放置在预留位置8处，并将设备线缆通过撬体14底部与对应设备相连。

撬体14采用槽钢结构撬体底座12，撬体底座12高度0.6m，满足现行国家标准《石油天然器工程设计防火规范》GB50183所规定的变配电室地坪高度的要求。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种油田联合站电控一体化集成装置，包括撬体（14），其特征是：撬体（14）内通过格挡分割为组合式变压器室（1）和低压配电室（2）两部分，低压配电室（2）内安装有低压配电单元（4）、控制单元（5）、通讯单元（6）、UPS 单元（7），组合式变压器室内固定有组合式变压器（3），撬体（14）内各设备通过电缆连接，电缆位于组合式变压器室（1）和低压配电室（2）底部地板下方的撬体底座（12）内部相通空间内；所述的组合式变压器（3）的接入端与撬体（14）外的高压电源（15）电连接，组合式变压器（3）的输出端连接至低压配电单元（4），低压配电单元（4）分别与撬体（14）外的用电设备（16）电连接，低压配电单元（4）还与UPS 单元（7）电连接，UPS 单元（7）分别与通信单元（6）及控制单元（5）电连接，控制单元（5）与油田联合站内的各设备的检测仪表及执行器（17）电信号连接，控制单元（5）还与通讯单元（6）电信号连接，通讯单元（6）分别与油田监控中心（18）以及视频、音频设备（19）远程无线电信号连接，低压配电单元（4）还连接有装置内部配电单元（22）。

2.根据权利要求1 所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的低压配电单元（4）由低压电源柜、电容补偿柜、低压变频柜、低压配出柜和低压母联柜组成，上述柜体依次排列固定在撬体（14）内。

3.根据权利要求1 所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的撬体（14）分为第一撬体（20）和第二撬体（21），每个撬体内的组合式变压器室（1）中均固定有一组组合式变压器（3），每个撬体内的低压配电室（2）中分别装对应联合站内不同用电设备（16）的低压配电单元（4），撬体内的组合式变压器（3）与同一撬体内的低压配电单元（4）电连接。

4.根据权利要求3所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的第一撬体（20）内固定有控制单元（5），控制单元（5）与第一撬体（20）内的低压配电单元（4）呈L形固定在低压配电室（2）中，低压配电单元（4）固定在低压配电室（2）内长度方向内壁内侧，控制单元（5）固定在低压配电室（2）内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元（4）相对的第一撬体（20）的撬壁处开有为撬门（11），撬内配电箱（9）固定在撬门（11）一侧，与低压配电单元（4）电连接的装置内部配电单元（22）设置在撬内配电箱（9）中。

5.根据权利要求3所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的第二撬体（21）内固定有通讯单元（6）和UPS 单元（7），通讯单元（6）和UPS 单元（7）并排设置并与第二撬体（21）内的低压配电单元（4）呈L 形固定在低压配电室（2）中，低压配电单元（4）固定在低压配电室（2）内长度方向内壁内侧，通讯单元（6）和UPS 单元（7）固定在低压配电室（2）内宽度方向内壁内侧，与低压配电单元（4）相对的第二撬体（21）的撬壁处开有为撬门（11），撬内配电箱（9）固定在撬门（11）一侧，与低压配电单元（4）电连接的装置内部配电单元（22）设置在撬内配电箱（9）中。

6.根据权利要求3所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的撬体（14）内低压配电单元（4）背部紧邻的撬壁处开有与低压配电单元（4）中柜体数量、位置、柜体背部大小相匹配的检修门（13）。

7.根据权利要求4或5所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的撬门（11）侧方还有向撬内内凹的空间，内凹空间开口处设置有格栅门，撬体（14）内均设置有空调机组（10），空调机组（10）的内机部分固定在撬内壁上并与装置内部配电单元（22）电连接，空调机组（10）的外机部分则放置于撬门（11）侧方的内凹空间中，并通过格栅门锁在内凹空间中。

8.根据权利要求1 所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的撬体（14）内的低压配电单元（4）侧方还设置有预留位置（8），并在预留位置（8）底部的撬体（14）地板处留有线缆通过口。

9.根据权利要求1 所述的一种油田联合站电控一体化集成装置，其特征是：所述的撬体（14）采用槽钢结构的撬体底座（12），撬体底座（12）高度0.6m。