CN206149014U - 海洋石油大型井口平台低压电气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种海洋石油大型井口平台低压电气系统，包括第一主变压器、第二主变压器、第三主变压器、应急发电机、中压开关柜、正常低压开关柜、应急低压开关柜、PLC装置、同期装置和转换开关模块；所述PLC装置根据所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中各个开关的状态信号及故障信号，以及所述同期装置的同期控制命令和所述转换开关模块的系统运行工况控制主令信号，向所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中的各个开关的分/合闸回路发送控制信号。本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统能够实现海洋石油大型井口平台低压电气系统的安全正常运行，其结构简单，可靠性好。

Description

海洋石油大型井口平台低压电气系统

技术领域

本实用新型涉及一种低压电气系统，特别是涉及一种海洋石油大型井口平台低压电气系统。

背景技术

正常情况下，来自海洋石油中心平台的发电机电源的正常电源通过海洋石油大型井口平台低压电气系统，为整个海洋石油大型井口平台低压用电负荷供电。在正常电源失电的情况下，由应急发电机给重要负荷供电。海洋石油大型井口平台上的低压电气系统使用了大量的继电器及开关间电气连锁来实现正常情况和应急情况下的用电操作，导致一次投资费用大、可靠性差、接线复杂、调试时间长以及检修困难，给实际操作使用带来很多不便。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种海洋石油大型井口平台低压电气系统，将海洋石油大型井口平台低压电气系统中所有相关的开关的状态信号及故障信号引入PLC装置，将应急发电机的电压信号、正常母线的电压信号引入到同期装置，同期装置的命令信号及转换开关的主令信号输入到PLC装置，最后通过PLC自动向各开关的分、合闸回路输出控制信号，从而实现海洋石油大型井口平台低压电气系统的安全正常运行，其结构简单，可靠性好。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种海洋石油大型井口平台低压电气系统，包括第一主变压器、第二主变压器、第三主变压器、应急发电机、中压开关柜、正常低压开关柜、应急低压开关柜、PLC装置、同期装置和转换开关模块；所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输入端均连接至所述中压开关柜的输出端；所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输出端均连接至所述正常低压开关柜；所述应急发电机连接至所述应急低压开关柜的输入端，所述应急低压开关柜的一个联络输出端连接至所述正常低压开关柜；所述转换开关模块与所述同期装置和所述PLC装置相连，用于发出系统运行工况控制主令信号至所述同期装置和所述PLC装置；所述同期装置用于根据所述应急发电机端的电压信号、应急低压开关柜的应急低压母线上的电压信号和正常低压开关柜的母线上的电压信号，输出同期控制命令信号至所述PLC模块；所述PLC装置与所述正常低压开关柜、所述应急低压开关柜和所述同期装置分别相连，用于根据所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中各个开关的状态信号及故障信号，以及所述同期装置的同期控制命令和所述转换开关模块的系统运行工况控制主令信号，向所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中的各个开关的分/合闸回路发送控制信号。

于本实用新型一实施例中，所述正常低压开关柜包括第一低压出口开关、第二低压出口开关、第三低压出口开关、第一母线联络开关、第二母线联络开关、第一联络开关、第一正常低压母线、第二正常低压母线和第三正常低压母线；所述第一低压出口开关、所述第二低压出口开关和所述第三低压出口开关的一端分别与所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输出端相连；所述第一低压出口开关的另一端与所述第一正常低压母线相连，所述第二低压出口开关的另一端与所述第二正常低压母线相连，所述第三低压出口开关的另一端与所述第三正常低压母线相连；所述第一母线联络开关串联在所述第一正常低压母线和所述第二正常低压母线之间；所述第二母线联络开关串联在所述第二正常低压母线和所述第三正常低压母线之间；所述第一联络开关串联在所述第三正常低压母线与所述应急低压开关柜的输出端之间。

于本实用新型一实施例中，所述应急低压开关柜包括第四低压出口开关、第二联络开关和应急低压母线；所述第四低压出口开关一端与所述应急发电机相连，另一端与所述应急低压母线相连；所述第二联络开关一端与所述应急低压母线相连，另一端与所述正常低压开关柜相连。

于本实用新型一实施例中，所述转换开关模块包括合闸方式选择开关、粗同期与精同期转换开关、同期手自动转换开关和倒送电开关。

于本实用新型一实施例中，所述合闸方式选择开关、所述同期手自动转换开关和所述倒送电开关与所述PLC装置相连，所述粗同期与精同期转换开关与所述同期装置相连。

于本实用新型一实施例中，所述倒送电开关采用钥匙旋钮开关。

于本实用新型一实施例中，所述PLC装置包括PLC控制器、CPU模块、电源模块、输入模块、输出模块、通信模块以及接口模块。

于本实用新型一实施例中，所述PLC装置安装在应急配电室内的控制箱内。

于本实用新型一实施例中，所述转换开关模块安装在应急配电室内的控制箱面板上。

于本实用新型一实施例中，还包括中间继电器，用于控制所述应急发电机的启动。

如上所述，本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统，具有以下有益效果：

(1)结构简单、安装简便，有效简化了海洋石油大型井口平台低压电力系统的二次接线；

(2)有效地缩短了调试时间并杜绝电气误操作的可能性；

(3)提高了系统运行的可靠性和安全性，同时也能有效地减少一次投资和维修费用。

附图说明

图1显示为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统的结构示意图；

图2显示为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统的控制装置的控制原理图；

图3显示为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统中PLC的控制梯形图；

图4显示为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统中同期装置的同期回路原理图。

元件标号说明

1 第一主变压器

2 第二主变压器

3 第三主变压器

4 应急发电机

5 中压开关柜

6 正常低压开关柜

7 应急低压开关柜

8 PLC装置

9 同期装置

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参照图1，本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统包括第一主变压器1、第二主变压器2、第三主变压器3、应急发电机4、中压开关柜5、正常低压开关柜6、应急低压开关柜7、PLC装置8、同期装置9和转换开关模块(图中未示出)。第一主变压器1、第二主变压器2和第三主变压器3的输入端均连接至中压开关柜5的输出端；第一主变压器1、第二主变压器2和第三主变压器3的输出端均连接至正常低压开关柜6。应急发电机4连接至应急低压开关柜7的输入端，应急低压开关柜7的一个联络输出端连接至正常低压开关柜6。转换开关模块与同期装置9和PLC装置8相连，用于发出系统运行工况控制主令信号至同期装置9和PLC装置8。同期装置9用于根据应急发电机端的电压信号、应急低压开关柜的应急低压母线上的电压信号和正常低压开关柜的母线上的电压信号，输出同期控制命令信号至PLC模块8。PLC装置8与正常低压开关柜6、应急低压开关柜7和同期装置9分别相连，用于根据正常低压开关柜6和应急低压开关柜7中各个开关的状态信号及故障信号，以及同期装置9的同期控制命令和转换开关模块的系统运行工况控制主令信号，向正常低压开关柜6和应急低压开关柜7中的各个开关的分/合闸回路发送控制信号。

具体地，正常低压开关柜6包括第一低压出口开关ACB1、第二低压出口开关ACB2、第三低压出口开关ACB3、第一母线联络开关ACB4、第二母线联络开关ACB5、第一联络开关ACB6、第一正常低压母线LA、第二正常低压母线LB和第三正常低压母线LC。其中，第一低压出口开关ACB1、第二低压出口开关ACB2和第三低压出口开关ACB3的一端分别与第一主变压器、第二主变压器和第三主变压器的输出端相连。第一低压出口开关ACB1的另一端与第一正常低压母线LA相连，第二低压出口开关ACB2的另一端与第二正常低压母线LB相连，第三低压出口开关ACB3的另一端与第三正常低压母线LC相连。第一母线联络开关ACB4串联在第一正常低压母线LA和第二正常低压母线LB之间。第二母线联络开关ACB5串联在第二正常低压母线LB和第三正常低压母线LC之间。第一联络开关ACB6串联在第三正常低压母线LC与应急低压开关柜的输出端之间。

应急低压开关柜7包括第四低压出口开关ACB8、第二联络开关ACB7和应急低压母线LE。第四低压出口开关ACB8一端与应急发电机相连，另一端与应急低压母线LE相连。第二联络开关ACB7一端与应急低压母线LE相连，另一端与正常低压开关柜相连，即与第一联络开关ACB6相连。

如图2所示，转换开关模块包括合闸方式选择开关SA1、粗同期与精同期转换开关(图中未示出)、同期手自动转换开关SA3和倒送电开关SA4。其中，合闸方式选择开关SA1、同期手自动转换开关SA3和倒送电开关SA4与PLC装置相连，粗同期与精同期转换开关与同期装置相连。

优选地，倒送电开关SA4采用钥匙旋钮开关。

当合闸方式选择开关SA1选用LW38D-166D6995/7时，其接点表如表1所示。

表1、合闸方式选择开关接点表

当粗同期与精同期转换开关选用LW38D-164D5391/2时，其接点表如表2所示。

表2、粗同期与精同期转换开关接点表

当同期手自动转换开关选用LW38D-166D2147/3时，其接点表如表3所示。

表3、粗同期与精同期转换开关接点表

PLC模块通过其自身的编程功能来对多个开关的连锁逻辑及控制逻辑，从而满足海洋石油大型井口平台低压电气系统各工况下的控制要求。优选地，PLC装置包括PLC控制器、CPU模块、电源模块、输入模块、输出模块、通信模块以及接口模块。具体地，PLC控制器采用西门子S7-300型。CPU模块采用标准型CPU 314模块。电源模块采用PS307模块，其中电压为DC24V，电流为10A。输入模块采用两个SM331模块，共64点开入。输出模块采用三个SM322模块，共24点，110V/230V 2A开出。通信模块采用CP341模块。接口模块采用RS422/RS485(X.27)接口。

优选地，PLC装置安装在应急配电室内的控制箱内。转换开关模块安装在控制箱面板上。

其中，应急发电机的启动控制由中间继电器T2F1的开点控制。T2F2可采用JZC3-40DF AC110V。在逻辑控制过程中，有关时间的控制由CPU314经适当编程实现。

图2所示为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统的控制装置的控制原理图。其中，三台主变压器的二次侧开关、二个母联开关、联络开关、应急发电机的出口开关的一个辅助接点、一个故障报警接点SDE作为PLC装置的输入信号。三个主变压器的二次主开关的抽出位置信号(CD)作为闭锁信号，各开关盘面的分、合闸按钮接点作为命令信号输入到PLC模块。同时，LC母排电压信号、LE母排失电信号、手自动同期信号作为控制信号也输入到PLC模块。合闸方式选择开关、同期手自动转换开关、应急发电机试验开关的接点作为主令信号一并输入到PLC模块。图3所示即为本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统中PLC的控制梯形图。图4中的交流电压回路及同期装置均安装于应急配电室内的配电盘中，属于系统配置，本实用新型只需由相关装置引入对应的无源接点。

在本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统中，三台主变压器、对应母线以及相应的控制机制构成正常低压电源系统；应急发电机、应急低压母线以及相应的控制机制构成应急低压电源系统。当海洋石油中心平台上的主电源失电时，应急发电机投入工作，其电源通过应急母线给重要负荷供电，也可以通过联络开关向正常低压母线反送电，实现对部分正常用电负荷的供电。

具体地，本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统包括以下几种工况：

(1)黑启动工况

应急发电机启动建压，合ACB8、LE母线带电，给平台应急负荷供电，满足基本的生产生活需要。当主电源电源工作后，分别给两主变压器供电，合ACB1、ACB2，ACB3，LA、LB、LC母线带电，给工艺生产负荷供电，调节应急机电压及频率在ACB7处实现主电源与应急电源并网。ACB7合上1秒钟后分ACB8，将LE负荷转移到LC上，完成海洋石油大型井口平台黑启动。

(2)应急工况

主电源故障时，整个电力系统失电，ACB7自动分闸，45秒内自动起应急发电机。应急发电机启动正常后，合ACB8、LE母线带电，给应急负荷供电。

(3)倒电操作工况

主电源正常，LE由正常电源供电。为了定期检查应急发电机性能，启动应急发电机，在ACB8开关实现正常电源与应急发电机电源并网操作，ACB8合上1秒钟后，自动跳ACB7开关，将LE上的负荷转移到应急发电机上。

(4)倒送电工况

在海洋石油大型井口平台海上安装期间及平台主电源检修期间，海洋石油中心平台主发电机退出运行，ACB1、ACB2、ACB3分闸，并将抽屉退出，打开倒送电开关SA4，起应急发电机，ACB8、ACB7、ACB6、ACB5、ACB4、合闸，应急电源由LE到LC、LB、LA，实现应急电源倒送到主电源母线上，为部分检修负荷供电。

综上所述，本实用新型的海洋石油大型井口平台低压电气系统结构简单、安装简便，有效简化了海洋石油大型井口平台低压电力系统的二次接线；有效地缩短了调试时间并杜绝电气误操作的可能性；提高了系统运行的可靠性和安全性，同时也能有效地减少一次投资和维修费用。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：包括第一主变压器、第二主变压器、第三主变压器、应急发电机、中压开关柜、正常低压开关柜、应急低压开关柜、PLC装置、同期装置和转换开关模块；

所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输入端均连接至所述中压开关柜的输出端；所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输出端均连接至所述正常低压开关柜；

所述应急发电机连接至所述应急低压开关柜的输入端，所述应急低压开关柜的一个联络输出端连接至所述正常低压开关柜；

所述转换开关模块与所述同期装置和所述PLC装置相连，用于发出系统运行工况控制主令信号至所述同期装置和所述PLC装置；

所述同期装置用于根据所述应急发电机端的电压信号、应急低压开关柜的应急低压母线上的电压信号和正常低压开关柜的母线上的电压信号，输出同期控制命令信号至所述PLC模块；

所述PLC装置与所述正常低压开关柜、所述应急低压开关柜和所述同期装置分别相连，用于根据所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中各个开关的状态信号及故障信号，以及所述同期装置的同期控制命令和所述转换开关模块的系统运行工况控制主令信号，向所述正常低压开关柜和所述应急低压开关柜中的各个开关的分/合闸回路发送控制信号。

2.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述正常低压开关柜包括第一低压出口开关、第二低压出口开关、第三低压出口开关、第一母线联络开关、第二母线联络开关、第一联络开关、第一正常低压母线、第二正常低压母线和第三正常低压母线；所述第一低压出口开关、所述第二低压出口开关和所述第三低压出口开关的一端分别与所述第一主变压器、所述第二主变压器和所述第三主变压器的输出端相连；所述第一低压出口开关的另一端与所述第一正常低压母线相连，所述第二低压出口开关的另一端与所述第二正常低压母线相连，所述第三低压出口开关的另一端与所述第三正常低压母线相连；所述第一母线联络开关串联在所述第一正常低压母线和所述第二正常低压母线之间；所述第二母线联络开关串联在所述第二正常低压母线和所述第三正常低压母线之间；所述第一联络开关串联在所述第三正常低压母线与所述应急低压开关柜的输出端之间。

3.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述应急低压开关柜包括第四低压出口开关、第二联络开关和应急低压母线；所述第四低压出口开关一端与所述应急发电机相连，另一端与所述应急低压母线相连；所述第二联络开关一端与所述应急低压母线相连，另一端与所述正常低压开关柜相连。

4.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述转换开关模块包括合闸方式选择开关、粗同期与精同期转换开关、同期手自动转换开关和倒送电开关。

5.根据权利要求4所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述合闸方式选择开关、所述同期手自动转换开关和所述倒送电开关与所述PLC装置相连，所述粗同期与精同期转换开关与所述同期装置相连。

6.根据权利要求4所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述倒送电开关采用钥匙旋钮开关。

7.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述PLC装置包括PLC控制器、CPU模块、电源模块、输入模块、输出模块、通信模块以及接口模块。

8.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述PLC装置安装在应急配电室内的控制箱内。

9.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：所述转换开关模块安装在应急配电室内的控制箱面板上。

10.根据权利要求1所述的海洋石油大型井口平台低压电气系统，其特征在于：还包括中间继电器，用于控制所述应急发电机的启动。