EA029463B1 - Method for design of subsea electrical substation and power distribution system - Google Patents

Method for design of subsea electrical substation and power distribution system Download PDF

Info

Publication number
EA029463B1
EA029463B1 EA201491981A EA201491981A EA029463B1 EA 029463 B1 EA029463 B1 EA 029463B1 EA 201491981 A EA201491981 A EA 201491981A EA 201491981 A EA201491981 A EA 201491981A EA 029463 B1 EA029463 B1 EA 029463B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
control
power
substation
module
Prior art date
Application number
EA201491981A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201491981A1 (en
Inventor
Джон Лесли Бэйкер
Original Assignee
Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани filed Critical Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Publication of EA201491981A1 publication Critical patent/EA201491981A1/en
Publication of EA029463B1 publication Critical patent/EA029463B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B3/00Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4415Cables for special applications
    • G02B6/4416Heterogeneous cables
    • G02B6/4417High voltage aspects, e.g. in cladding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4415Cables for special applications
    • G02B6/4427Pressure resistant cables, e.g. undersea cables
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B7/00Enclosed substations, e.g. compact substations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/05Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

A subsea electrical subsystem and a power distribution utilizing the same. The electrical substation located subsea is electrically connected to AC power provided by a power generator located topside. The electrical substation comprises a plurality of circuit breakers and a circuit breaker operating system associated with each circuit breaker. The circuit breaker operating system is constructed and arranged to operate the associated circuit breaker and is operatively connected to at least one control module. The control modules are electrically connected to a DC power supply located topside.

Description

данное изобретение испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 61/780,459, поданной 13 марта 2013 г., озаглавленной "ΜΕΤΗΘΌ РОК ΌΕ3ΙΟΝ ОР δυΒδΕΑ ЕЬЕСТМСАЕ δυΒδΤΑΤΙΟΝ ΑΝΌ ΡΟΥΕΚ ΌΙδΤΚΙΒυΤΙΟΝ δΥδΤΕΜ", и заявки на патент США № 61/639501, поданной 27 апреля 2012 г., озаглавленной "ΜΕΤΗΟΌ РОК ΌΕ3ΙΟΝ ОР δυΒδΕΑ ΕΕΕΟΤΚΓΑΕ δυΒδΤΑΤIΟN", которые во всей полноте включены в этот документ посредством ссылки.This invention claims the priority of provisional patent application US 61 / 780,459, filed March 13, 2013, entitled "ΜΕΤΗΘΌ ROCK ΌΕ3" OR δυΒδΕΑ UEHEMSAE δυΒ ΑΝΌ ΡΟΥΕΚ ΌΙδΤΚΙΒυΤΙΟΝ δΥδΤΕΜ ", and application for US patent No. 61/639501, filed April 27, 2012 ., entitled "ΜΕΤΗΟΌ ROCK ΌΕ3" OR δυΒδΕΑ ΕΕΕΟΤΚΓΑΕ δυΒδΤΑΤIΟN ", which are fully incorporated into this document by reference.

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates.

Это изобретение в общем относится к области электрических подстанций и, конкретнее, к подводным электрическим подстанциям, питаемых энергией и управляемым с надводного оборудования.This invention relates generally to the field of electrical substations and, more specifically, to underwater electrical substations powered by and controlled from surface equipment.

Уровень техникиThe level of technology

Этот раздел предназначен для представления различных аспектов уровня техники, которые могут быть связаны с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения. Считается, что это рассуждение будет содействовать предоставлению концепции для обеспечения более хорошего понимания конкретных аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что этот раздел следует изучать с этой точки зрения и необязательно в качестве допущений известного уровня техники.This section is intended to present various aspects of the prior art that may be associated with exemplary embodiments of the present invention. It is believed that this reasoning will help to provide a concept to provide a better understanding of specific aspects of the present invention. Accordingly, it should be understood that this section should be studied from this point of view and not necessarily as assumptions of the prior art.

Подводные электрические подстанции часто требуются для подводных месторождений углеводородов с большим потреблением электрической мощности, расположенных на большой глубине. Обычно подводные электрические подстанции находятся за много километров от источника электрической мощности. Трудности, связанные с обслуживанием, имеющиеся у подводных электрических подстанций, становятся более тяжелыми в арктических применениях. Арктические условия часто делают практически невозможным доступ к подводной электрической подстанции для обслуживания на несколько месяцев из-за ледяного покрова. Применения на большой глубине дополнительно требуют дорогостоящих судов для подъема на поверхность для поднятия вышедшего из строя электрического оборудования.Subsea electrical substations are often required for underwater hydrocarbon deposits with high electrical power consumption, located at great depths. Typically, underwater electrical substations are located many kilometers from the source of electrical power. The maintenance difficulties of subsea electrical substations are becoming more severe in arctic applications. Arctic conditions often make it almost impossible to access the underwater electrical substation for maintenance for several months due to the ice cover. Applications at great depths additionally require expensive vessels to rise to the surface to raise broken electrical equipment.

Имеется множество известных конструкций электрической защиты и управления подводной электрической подстанции, причем большая часть их основана на двух концепциях. Первая концепция может быть рассмотрена в виде основных надводных систем электрической защиты и управления, которые установлены под водой в одной воздушной камере. Эта концепция основывается на стандартных надводных компонентах и избытке для улучшения готовности. Однако использование систем, выполненных для надводного использования, имеет свои недостатки, которые включают высокую вероятность того, что компоненты будут выходить из строя в подводной среде. В этом случае имеется последующая необходимость поднимать весь модуль подстанции и возвращать его удаленно расположенной фирмепроизводителю для разборки и ремонта. Как отмечено выше, возможность поднимать подводный модуль является дорогостоящей и в определенных средах, таких как арктическая, может быть невозможной в течение 10 месяцев. Современные "надводные/базирующиеся на берегу" конструкции этого типа часто требуют повседневного вмешательства для обслуживания.There are many well-known structures for electrical protection and control of an underwater electrical substation, and most of them are based on two concepts. The first concept can be considered in the form of the main surface systems of electrical protection and control, which are installed under water in the same air chamber. This concept is based on standard surface components and excess for improved preparedness. However, the use of systems made for surface use has its drawbacks, which include a high probability that the components will fail in the underwater environment. In this case, there is a subsequent need to lift the entire substation module and return it to a remotely located manufacturer for disassembly and repair. As noted above, the ability to lift an underwater module is expensive and in certain environments, such as arctic, may not be possible for 10 months. Modern "surface / shore-based" structures of this type often require daily intervention for maintenance.

Вторая концепция включает поднимаемые модули электрического управления и защиты, которые установлены под водой. Электрическая мощность управления обычно получается от установленных под водой управляющих силовых трансформаторов, батарейных блоков или сложных источников бесперебойного питания. Эта конструкция часто требует дистанционно управляемое транспортное средство (КОУ) корабельного базирования для обслуживания модуля управления и полного удаления подводной подстанции, чтобы обслуживать вышедшие из строя компоненты мощности управления. Снова имеется множество недостатков необходимости поднимать всю подводную станцию в случае, если необходим ремонт.The second concept includes liftable electrical control and protection modules that are installed underwater. Electrical control power is usually derived from underwater control power transformers, battery packs, or complex uninterruptible power supplies. This design often requires a ship-based remotely operated vehicle (FCC) to service the control module and completely remove the submarine substation to service the failed components of the control power. Again there are many drawbacks of having to lift the entire underwater station in case repair is necessary.

Таким образом, имеется необходимость улучшения в этой области.Thus, there is a need for improvement in this area.

Сущность изобретенияSummary of Invention

Настоящее изобретение обеспечивает систему и способ улучшения надежности и готовности подводной подстанции.The present invention provides a system and method for improving the reliability and availability of an underwater substation.

Один вариант выполнения настоящего раскрытия представляет собой систему распределения мощности, содержащую: генератор мощности, сконструированный и выполненный с возможностью предоставлять мощность переменного тока, генератор мощности расположен в надводной части; источник мощности постоянного тока, расположенный в надводной части; систему управления, расположенную в надводной части; электрическую подстанцию, расположенную под водой, электрическая подстанция электрически соединена с мощностью переменного тока, обеспечиваемой генератором мощности, электрическая подстанция содержит множество выключателей цепи и систему приведения в действие выключателей цепи, связанную с каждым выключателем цепи, система приведения в действие выключателей цепи сконструирована и выполнена с возможностью приводить в действие связанный выключатель цепи; узел шины, электрически соединенный с каждым выключателем цепи; и множество модулей управления, размещенных под водой, модули управления электрически соединены с источником мощности постоянного тока и соединены с возможностью связи с системой управления, каждый модуль управления функционально соединен с системой приведения в действие выключателей цепи.One embodiment of the present disclosure is a power distribution system comprising: a power generator designed and configured to provide AC power, a power generator located in the topside; DC power source, located in the topside; control system located in the topside; an underwater electrical substation, the electrical substation is electrically connected to the AC power provided by the power generator, the electrical substation contains a number of circuit breakers and a circuit breaker actuation system connected to each circuit breaker, the circuit breaker actuation system is designed and implemented the ability to operate the associated circuit breaker; a bus node electrically connected to each circuit breaker; and a plurality of under-water control modules, the control modules are electrically connected to a DC power source and connected to the control system, each control module is functionally connected to a circuit breaker actuation system.

Выше были широко описаны признаки одного варианта выполнения настоящего раскрытия для того, чтобы подробное описание, которое следует далее, могло быть лучше понято. Дополнительные при- 1 029463Above, the features of one embodiment of the present disclosure have been widely described so that the detailed description that follows can be better understood. Additional Preferences - 1 029463

знаки и варианты выполнения также будут описаны здесь.signs and embodiments will also be described here.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение и его преимущества будут лучше поняты со ссылкой на следующее подробное описание и приложенные чертежи.The present invention and its advantages will be better understood with reference to the following detailed description and the attached drawings.

Фиг. 1 представляет собой блок-схему электрической системы согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия.FIG. 1 is a block diagram of an electrical system according to one embodiment of the present disclosure.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему электрической подстанции согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия.FIG. 2 is a block diagram of an electrical substation according to one embodiment of the present disclosure.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему соединения для связи между системами приведения в действие выключателей цепи и модулями управления и защиты выключателей согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия.FIG. 3 is a block diagram of a connection for communication between circuit breaker actuation systems and circuit breaker control and protection modules according to one embodiment of the present disclosure.

Фиг. 4А представляет собой вид в поперечном сечении силового и коммуникационного шлангокабеля согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия.FIG. 4A is a cross-sectional view of a power and communication umbilical according to one embodiment of the present disclosure.

Фиг. 4В представляет собой вид в поперечном сечении вспомогательного силового и коммуникационного кабеля, изображенного на фиг. 4А.FIG. 4B is a cross-sectional view of the auxiliary power and communication cable shown in FIG. 4a.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему, показывающую основные этапы, на которых поднимают модуль управления и защиты выключателей согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия.FIG. 5 is a block diagram showing the main steps in which the control and protection module of the circuit breakers is raised according to one embodiment of the present disclosure.

Следует отметить, что фигуры представляют собой всего лишь примеры некоторых вариантов выполнения настоящего изобретения, и тем самым не предполагаются какие-либо ограничения объема охраны настоящего изобретения.It should be noted that the figures are merely examples of some embodiments of the present invention, and thus are not intended to limit the scope of protection of the present invention.

Дополнительно, фигуры в общем не вычерчены в масштабе, но начерчены в целях удобства и ясности при иллюстрировании различных аспектов некоторых вариантов выполнения изобретения.Additionally, the figures are not generally drawn to scale, but are drawn for convenience and clarity in illustrating various aspects of certain embodiments of the invention.

Подробное описаниеDetailed description

С целью содействия пониманию принципов изобретения далее будет сделана ссылка на варианты выполнения, проиллюстрированные на чертежах, и будут использоваться специальные формулировки для их описания. Тем не менее, будет понятно, что тем самым не предполагается какое-либо ограничение объема охраны изобретения. Любые изменения и дополнительные преобразования описанных вариантов выполнения и любые дополнительные применения принципов изобретения, которые описаны здесь, рассматриваются специалистом в области техники, к которому относится изобретение, как обычно происходящие. Один вариант выполнения изобретения показан весьма подробно, несмотря на то, что специалисту в области техники будет ясно, что некоторые признаки, которые не относятся к настоящему изобретению, могут быть не показаны для ясности.In order to facilitate an understanding of the principles of the invention, reference will now be made to the embodiments illustrated in the drawings, and special wording will be used to describe them. However, it will be understood that thereby no restriction of the scope of protection of the invention is intended. Any changes and additional transformations of the described embodiments and any additional applications of the principles of the invention, which are described here, are considered by a person skilled in the art to whom the invention pertains, as usually occurring. One embodiment of the invention is shown in great detail, although it will be clear to those skilled in the art that some features that are not relevant to the present invention may not be shown for clarity.

Варианты выполнения настоящего раскрытия обеспечивают модульную и надежную электрическую подстанцию или подводную распределительную аппаратуру, выполненную с возможностью функционировать без вмешательства в течение длительных периодов времени. Подстанция может представлять собой подводную распределительную аппаратуру класса 36 кВ. Силовые устройства распределительной аппаратуры могут состоять из стандартных выключателей цепи, измерительных трансформаторов маломощного типа и узлов изолированного шинопровода. Компоненты распределительной аппаратуры могут быть размещены в камере под давлением. Камера может быть заполнена газом или маслом, но не ограничена этим. В одном варианте выполнения камера заполнена элегазом.Embodiments of the present disclosure provide a modular and reliable electrical substation or underwater distribution equipment configured to operate without interference for long periods of time. The substation may be a 36 kV underwater distribution equipment. Power equipment of distribution equipment can consist of standard circuit breakers, low-power measuring transformers and insulated busbar assemblies. The components of distribution equipment can be placed in the chamber under pressure. The chamber may be filled with gas or oil, but is not limited to this. In one embodiment, the chamber is filled with SF6 gas.

Для того, чтобы максимизировать общую готовность системы, электроника управления и защиты для каждого выключателя цепи может быть размещена в отдельно извлекаемых модулях, а не камере, вмещающей механизм приведения в действие выключателя цепи. Такая конфигурация способствует уменьшению среднего времени ремонта в случае, если подстанция или связанное оборудование требует обслуживания, тем самым приводя к увеличенной функциональной готовности подстанции.In order to maximize overall system availability, the control and protection electronics for each circuit breaker can be placed in separately retrievable modules, rather than a chamber enclosing a circuit breaker triggering mechanism. This configuration helps to reduce the average repair time in case the substation or associated equipment requires maintenance, thereby leading to increased functional readiness of the substation.

Электроника управления и защиты в каждом модуле может быть сконструирована и выполнена с возможностью автоматически защищать и управлять смежным выключателем цепи одновременно с его главным выключателем цепи, что также увеличивает надежность/готовность источника мощности к нагрузкам. В случае, если модуль управления и защиты выключателей выйдет из строя, избыточная конфигурация модуля управления и защиты позволяет заменять любой модуль без потери управления связанным выключателем цепи. В этих вариантах выполнения, обеспечивающих такое избыточное управление и защиту, готовность мощности к нагрузке поддерживается даже во время короткого времени, требуемого для замены модуля.The control and protection electronics in each module can be designed and configured to automatically protect and control the adjacent circuit breaker simultaneously with its main circuit breaker, which also increases the reliability / availability of the power source for loads. In the event that the control and protection module of the switches fails, the redundant configuration of the control and protection module allows replacing any module without losing control of the associated circuit breaker. In these embodiments, which provide such redundant control and protection, the availability of power to the load is maintained even during the short time required to replace the module.

В некоторых вариантах выполнения на подстанцию может быть обеспечена вспомогательная мощность от береговой станции (или другого источника питания). Вспомогательная мощность может быть обеспечена посредством дублирующих кабелей постоянного тока, встроенных в шлангокабель (т.е. подводный силовой кабель). В некоторых вариантах выполнения постоянный ток высокого напряжения может быть понижен до подведения к системам управления и защиты. С помощью независимого приведения в действие системы управления состояние каждого выключателя цепи может отслеживаться и регулироваться во время аварийного запуска без необходимости сложной подводной бесперебойной вспомогательной системы питания с батарейным питанием.In some embodiments, an auxiliary power from a coast station (or other power source) may be provided to the substation. Auxiliary power can be provided through redundant DC cables embedded in the umbilical (i.e., submarine power cable). In some embodiments, the execution of a high-voltage direct current may be lowered before being applied to control and protection systems. Through independent actuation of the control system, the status of each circuit breaker can be monitored and adjusted during an emergency start without the need for a sophisticated battery-powered underwater uninterrupted auxiliary power system.

- 2 029463- 2 029463

Варианты выполнения всей системы могут включать систему связи. Канал связи между модулем распределительной аппаратуры и береговой станцией может быть выполнен по избыточным оптоволоконным кабелям, также встроенным в шлангокабель. Канал связи также может быть обеспечен в отдельной линии связи. Система дистанционного управления и контроля обеспечивает перенастройку электронных устройств, таким образом, делая возможным адаптацию функционирования системы питания к современным условиям на подводной площадке.Embodiments of the entire system may include a communication system. The communication channel between the switchgear module and the coast station can be made over redundant fiber optic cables, also embedded in the umbilical. The communication channel can also be provided in a separate communication line. The remote control and monitoring system provides reconfiguration of electronic devices, thus making it possible to adapt the functioning of the power supply system to modern conditions on the underwater platform.

Фиг. 1 представляет собой блок-схему системы 100 распределения мощности согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия. Как изображено, система 100 распределения мощности включает генератор 101, сконструированный и выполненный с возможностью генерировать мощность переменного тока высокого напряжения, источник 103 мощности постоянного тока, сконструированный и выполненный с возможностью обеспечивать мощность постоянного тока высокого напряжения, и систему 105 управления. Хотя изображены только один генератор, источник постоянного тока и система управления, другие варианты выполнения могут включать множественные генераторы, источники постоянного тока и/или системы управления. Вспомогательное оборудование для генераторов мощности переменного тока и источников мощности постоянного тока, такое как, но без ограничения, трансформаторы, выключатели цепи, и т.д., не было изображено для ясности, хотя включение и использование такого оборудования в электрических системах настоящего раскрытия будет известно и понятно специалисту в области техники. Как понятно специалисту в области техники, источник мощности может получаться локальным генерированием или посредством соединения с локальной электростанцией. Выбор напряжения постоянного тока высокого напряжения может зависеть от нескольких факторов, таких как, но не ограниченных, общим количеством подстанций, соединенных с одним источником мощности. В некоторых вариантах выполнения напряжение постоянного тока высокого напряжения имеет значение между 2 и 10 кВ, хотя и другие напряжения могут быть подходящими в зависимости от проектных целей и конфигурации системы.FIG. 1 is a block diagram of a power distribution system 100 according to one embodiment of the present disclosure. As shown, power distribution system 100 includes a generator 101 designed and configured to generate high voltage AC power, a DC power source 103 designed and configured to provide high voltage DC power, and a control system 105. Although only one generator, DC source, and control system is depicted, other embodiments may include multiple generators, DC sources, and / or control systems. Ancillary equipment for ac power generators and dc power sources, such as, but without limitation, transformers, circuit breakers, etc., was not shown for clarity, although the inclusion and use of such equipment in the electrical systems of the present disclosure will be known and understandable to those skilled in the art. As understood by a person skilled in the art, a power source can be obtained by local generation or by connecting to a local power plant. The choice of high voltage dc voltage may depend on several factors, such as, but not limited to, the total number of substations connected to a single power source. In some embodiments, the high voltage DC voltage is between 2 and 10 kV, although other voltages may be appropriate depending on the design goals and system configuration.

Возвращаясь к фиг. 1, выход генератора 101, источник 103 постоянного тока и система 105 управления обеспечены у надводного узла 107 подсоединения шлангокабеля (ИТЛ). Как понятно специалисту в области техники, ИТА 107 представляет собой интерфейс между надводным оборудованием и главным шлангокабелем 109. Главный шлангокабель 109 обеспечивает переменный ток высокого напряжения, постоянный ток высокого напряжения и линию связи от надводной части через линию воды 111 и до подводной подстанции 121. Как используется здесь, выражение "надводный" означает выше линии воды.Returning to FIG. 1, the output of the generator 101, the DC source 103 and the control system 105 are provided at the surface attachment 107 of the umbilical connection (ITL). As understood by a person skilled in the art, ITA 107 is the interface between the surface equipment and the main umbilical 109. The main umbilical 109 provides high voltage alternating current, high voltage direct current and a communication line from the surface part through the water line 111 to the submarine station 121. as used here, the term "surface" means above the water line.

Как изображено, подводный ИТА 113 обеспечен с возможностью отделять различные кабели, связанные внутри шлангокабеля 109. Конкретнее, кабель 115 переменного тока высокого напряжения, кабель 117 постоянного тока высокого напряжения и кабель 119 связи обеспечены к подстанции 121 и ее связанному оборудованию.As shown, the submarine ITA 113 is provided with the ability to separate various cables connected inside the umbilical 109. More specifically, high voltage AC cable 115, high voltage DC cable 117 and communication cable 119 are provided to substation 121 and its associated equipment.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему электрической подстанции 121 согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия. Как изображено, электрическая подстанция 121 вмещает два выключателя 201, 203 цепи. Выключатели 201, 203 цепи электрически соединены с шиной 205. Электрическая подстанция может включать больше выключателей цепи в зависимости от проектных целей и потребностей всей электрической системы. Эти компоненты высокого напряжения размещены внутри камеры 207. В некоторых вариантах выполнения силовое оборудование переменного тока высокого напряжения в подстанции сконструировано и выполнено с возможностью функционировать внутри газовой или изоляционной среды на масляной основе. Камера 207 может быть заполнена элегазом, изоляционным маслом или другими изоляционными средами. Камера может иметь давление 150 кПа, хотя могут быть применены и другие давления. Камера 207 может быть выполнена из множества материалов, таких как, но без ограничения, сталь. Например, для выполнения камеры 207 могут быть использованы стали §35512, Р500ЦЬ2 и 80НЬЕ§.FIG. 2 is a block diagram of an electrical substation 121 according to one embodiment of the present disclosure. As shown, electrical substation 121 houses two circuit breakers 201, 203. Circuit breakers 201, 203 are electrically connected to bus 205. An electrical substation may include more circuit breakers depending on the design goals and the needs of the entire electrical system. These high voltage components are located inside the chamber 207. In some embodiments, the high voltage AC power equipment in the substation is designed and configured to function inside an oil-based gas or insulating medium. Chamber 207 may be filled with SF6 gas, insulating oil, or other insulating media. The chamber may have a pressure of 150 kPa, although other pressures may be applied. The chamber 207 may be made of a variety of materials, such as, but not limited to, steel. For example, §35512, Р500ЦЬ2 and 80НЬЕ§ can be used to carry out the chamber 207.

В изображенном варианте выполнения выключатель 201 цепи функционирует в качестве входного выключателя. В результате линия 115 переменного тока высокого напряжения подсоединена на входе 209. Как понятно специалисту в области техники, когда выключатель 201 находится в его включенном положении, переменный ток высокого напряжения обеспечивается к шине 205 и всем выключателям цепи, соединенным с ней. В некоторых вариантах выполнения для каждого выключателя цепи также обеспечены устройства датчика для того, чтобы обеспечивать информацию системе управления и электрической защиты. В изображенном варианте выполнения бесконтактный вольтметр 211 и маломощный трансформатор 213 тока связаны с каждым выключателем 201, 203 цепи. Вольтметры 211 и трансформаторы 213 тока электрически и/или с возможностью связи соединены с выходными клеммами 215 и 217 датчика соответственно. Соединение 219 с нагрузкой позволяет подводить переменный ток высокого напряжения к нагрузке в случае, если выключатели 201 и 203 цепи включены.In the illustrated embodiment, circuit breaker 201 functions as an input breaker. As a result, the high voltage AC line 115 is connected to the input 209. As understood by a person skilled in the art, when the switch 201 is in its on position, high voltage alternating current is provided to the bus 205 and all circuit breakers connected to it. In some embodiments, sensor devices are also provided for each circuit breaker in order to provide information to the control system and electrical protection. In the depicted embodiment, a non-contact voltmeter 211 and a low-power current transformer 213 are connected to each circuit switch 201, 203. Voltmeters 211 and current transformers 213 are electrically and / or with the possibility of communication connected to the output terminals 215 and 217 of the sensor, respectively. Connection 219 to the load allows high voltage alternating current to be supplied to the load in case circuit breakers 201 and 203 are turned on.

Система 221, 223 приведения в действие выключателей цепи, соответственно связана с каждым выключателем 201, 203 цепи. Каждая система 221, 223 приведения в действие выключателей цепи электрически соединена с ее связанным выключателем цепи. В одном варианте выполнения системы приведения в действие выключателей цепи имеют их собственные камеры. В одном варианте выполнения системы приведения в действие выключателей цепи заключены в камеру с относительным давлением 150 кПа. ВThe system 221, 223 actuation of circuit breakers, respectively, is associated with each circuit switch 201, 203. Each circuit breaker actuation system 221, 223 is electrically connected to its associated circuit breaker. In one embodiment, the circuit breaker actuation systems have their own cameras. In one embodiment of the triggering system, the circuit breakers are enclosed in a chamber with a relative pressure of 150 kPa. AT

- 3 029463- 3 029463

одном варианте выполнения системы приведения в действие выключателей цепи заполнены газовой средой азота. В некоторых вариантах выполнения отсутствует перепад давления между внутренними давлениями камеры переменного тока высокого напряжения и камеры системы приведения в действие выключателей цепи.One embodiment of the circuit breaker actuation system is filled with a nitrogen gas atmosphere. In some embodiments, there is no pressure drop between the internal pressures of the high voltage AC chamber and the chamber of the circuit breaker actuation system.

Дополнительно, каждая система 221, 223 приведения в действие выключателей цепи 223 имеет соединения 225 модуля защиты. В изображенном варианте выполнения системы приведения в действие выключателей цепи имеют два соединения модуля защиты так, что два независимых модуля защиты могут быть электрически соединены с системой приведения в действие выключателей цепи.Additionally, each system 221, 223 actuating circuit breakers 223 has connections 225 of the protection module. In the illustrated embodiment of the circuit breaker actuation system, there are two connections of the protection module so that two independent protection modules can be electrically connected to the circuit breaker actuation system.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему соединения связи между системами 221, 223 приведения в действие выключателей цепи и модулями 301, 303 управления и защиты выключателей согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия. Как изображено, каждый модуль (ВСРМ) 301, 303 управления и защиты выключателей размещен отдельно от подстанции 121. Каждый ВСРМ 303 имеет три входных соединения 305 и две выходные клеммы 307. В отношении входных соединений каждый ВСРМ соединен с линией 117 постоянного тока высокого напряжения и линией 119 связи. Дополнительно, каждый ВСРМ соединен с выходом вольтметров и трансформаторами тока, связанными со связанным(и) выключателем(ями) цепи, с помощью которого(ых) ВСРМ управляет и защищает. Хотя изображены три входных соединения, могут быть обеспечены дополнительные входы согласно проектной цели, и больше соединений может быть обеспечено для каждой функции (например, но не ограничено, множественные соединения для входного сигнала датчика). Соединения с распределительной аппаратурой и связанным оборудованием и модулями могут быть выполнены с помощью соединителей для соединения под водой.FIG. 3 is a block diagram of the communication connection between the circuit breaker actuation systems 221, 223 and the circuit breaker control and protection modules 301, 303 according to one embodiment of the present disclosure. As shown, each switch control and protection module (HCPM) 301, 303 is placed separately from substation 121. Each HSRM 303 has three input connections 305 and two output terminals 307. For input connections, each VSRM is connected to a high-voltage DC line 117 and line 119 connection. In addition, each HRMS is connected to the output of voltmeters and current transformers connected to the associated circuit breaker (s) with which the HRPM controls and protects. Although three input connections are depicted, additional inputs may be provided for the design purpose, and more connections may be provided for each function (for example, but not limited to, multiple connections for the sensor input). Connections to switchgear and associated equipment and modules can be made using underwater connectors.

Как отмечено выше, каждый ВСРМ 301, 303 может обеспечивать управление и защиту для множественных выключателей 201, 203 цепи. Каждый ВСРМ вмещает реле защиты и источники мощности, требуемые для правильного функционирования связанного (связанных) выключателя (выключателей) цепи. Для того чтобы увеличивать надежность и готовность модуля распределительной аппаратуры, каждый выключатель цепи также может защищаться и управляться ВСРМ смежного или отдельного выключателя цепи. Избыточная конфигурация, обеспеченная на фиг. 3, помогает обеспечивать более надежную систему. В одном варианте выполнения каждый ВСРМ обеспечивает "главное" средство управления для одной системы приведения в действие выключателей цепи и "вспомогательное" средство управления для другой системы контроля выключателей цепи. В изображенном варианте выполнения ВСРМ 301 обеспечивает его главное средство управления для системы 221 приведения в действие выключателей цепи по линии 309 управления. ВСРМ 301 также обеспечивает вспомогательное средство управления для системы 223 приведения в действие выключателей цепи по линии 311 управления. В свою очередь, ВСРМ 303 обеспечивает его главное средство управления для системы 223 приведения в действие выключателей цепи по линии 313 управления. ВСРМ 303 обеспечивает вспомогательное средство управления для системы 221 приведения в действие выключателей цепи по линии 315 управления. ВСРМ имеет одинаковую функциональность независимо от его роли в качестве "главного" или "вспомогательного" средства управления.As noted above, each HCPM 301, 303 can provide control and protection for multiple circuit breakers 201, 203. Each VSRM contains protection relays and power sources required for the proper functioning of the connected (connected) circuit breaker (s). In order to increase the reliability and availability of the switchgear module, each circuit breaker can also be protected and controlled by the HRPM of the adjacent or separate circuit breaker. The redundant configuration provided in FIG. 3, helps to provide a more reliable system. In one embodiment, each HCPM provides a "main" control for one circuit breaker actuation system and an "auxiliary" control for another circuit breaker control system. In the depicted embodiment, HCPM 301 provides its main control means for the system 221 of actuating the circuit breakers along the control line 309. The HRPM 301 also provides an auxiliary control for the circuit breaker operating system 223 along the control line 311. In turn, HCPM 303 provides its main control means for operating circuit breaker system 223 along control line 313. The HRPM 303 provides an auxiliary control for the triggering system 221 of the circuit breakers along the control line 315. The HRPC has the same functionality, regardless of its role as a “main” or “auxiliary” control.

В одном варианте выполнения ВСРМ8 являются поднимаемыми по отдельности. В случае, если ВСРМ нужно будет поднимать для ремонта, вся система может оставаться бесперебойной. Как описано здесь, защита, контроль и управление подстанцией могут быть обеспечены смежным ВСРМ без какихлибо преобразований конфигурации подстанции или ВСРМ во время процесса подъема. Так как катушки отключения и включения систем приведения в действие выключателей цепи имеют специально предназначенный источник мощности, они могут быть включены и выключены дистанционно от береговой станции или надводной системы управления.In one embodiment, the HRVM8 are liftable separately. In the event that the HCPM needs to be lifted for repair, the entire system can remain uninterrupted. As described here, the protection, monitoring and control of a substation can be provided by an adjacent HRPM without any substation configuration changes or a HRPM during the lifting process. Since the circuit breaker tripping and turning off coils have a dedicated power source, they can be turned on and off remotely from a coast station or surface control system.

Основываясь на информации, принимаемой во входном соединении 305 датчика, каждый ВСРМ может автономно отслеживать множество условий, таких как, но без ограничения, выходной ток выключателя цепи. В случае, если параметр превышает заданное значение, ВСРМ отключает выключатель посредством мощности или связи, обеспеченной по линии управления. Значения отключения могут быть сконфигурированы из надводной системы управления или станции. Как описано ранее, для того, чтобы обеспечивать плавную передачу защиты в случае выхода из строя ВСРМ, каждый выключатель цепи может быть эффективно защищен двумя ВСРМк. В такой конфигурации оба ВСРМк будут пытаться отключать выключатель с помощью независимых катушек отключения в случае возникновения перегрузки по току или другого случая.Based on information received at the sensor input connection 305, each BCPM can autonomously monitor a variety of conditions, such as, but not limited to, the output current of the circuit breaker. In the event that the parameter exceeds a predetermined value, the BCPM shuts off the switch via power or communication provided through the control line. The trip values can be configured from a surface control system or station. As previously described, in order to provide a smooth transfer of protection in the event of a failure of the HRPM, each circuit breaker can be effectively protected by two SRVMs. In this configuration, both VSRMk will attempt to open the circuit breaker using independent trip coils in the event of an overcurrent or other event.

Посредством соединения с линией 119 связи, каждый ВСРМ 303 может находиться в постоянной связи с надводной системой управления. В определенном варианте выполнения ВСРМ будет непрерывно, периодически или по команде сообщать информацию надводной системе управления. Информационное сообщение может содержать состояние тока выключателя, положение выключателя и состояние ВСРМ, такое как зарядка пружины отключения выключателя. С поверхности через ВСРМ выключателю может быть дана команда отключаться или включаться, и/или пружине отключения может быть дана команда заряжаться.By connecting to the communication line 119, each HRPM 303 may be in constant communication with the surface control system. In a particular embodiment, the HRPM will continuously, periodically or, upon command, report information to a surface control system. The informational message may include the current state of the switch, the position of the switch, and the state of the HCPM, such as charging of the switch-off spring. From the surface, through the HRPM, the switch can be commanded to shut off or turn on, and / or the shutdown spring can be commanded to charge.

Фиг. 4А представляет собой вид в поперечном сечении силового и коммуникационного шлангокабеля 109 согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия. Как изображено, шлангокабельFIG. 4A is a cross-sectional view of a power and communication umbilical 109 according to one embodiment of the present disclosure. As pictured, the umbilical

- 4 029463- 4 029463

109 окружен главной камерой 401. Главная камера 401 сконструирована и выполнена с возможностью выдерживать давления, обычно встречающиеся в подводных условиях. В изображенном варианте выполнения обеспечены три линии 403 переменного тока высокого напряжения. В дополнение, обеспечены три вспомогательных силовых и коммуникационных кабеля 405. Хотя изображены три вспомогательных силовых и коммуникационных кабеля 405, другие варианты выполнения могут иметь меньше или больше кабелей. Также могут быть обеспечены опорные конструкции 407 для поддержания общей жесткости шлангокабеля 109 и/или поддержания размещения вспомогательных силовых и коммуникационных кабелей 405.109 is surrounded by a main chamber 401. The main chamber 401 is designed and configured to withstand the pressures normally encountered underwater conditions. In the illustrated embodiment, three high voltage AC lines 403 are provided. In addition, three auxiliary power and communication cables 405 are provided. Although three auxiliary power and communication cables 405 are depicted, other embodiments may have fewer or more cables. Supporting structures 407 may also be provided to maintain the overall stiffness of the umbilical 109 and / or maintain the placement of the auxiliary power and communication cables 405.

Фиг. 4В представляет собой разобранный вид в поперечном сечении вспомогательного силового и коммуникационного кабеля 405, изображенного на фиг. 4. Вспомогательные силовые и коммуникационные кабели 405 включают в себя оболочку 409, внешний коаксиальный проводник 411, изолятор 413, внутренний коаксиальный проводник 415 и оптоволоконную линию 417. Вспомогательные силовые и коммуникационные кабели 405 обеспечены для того, чтобы обеспечивать связь и мощность постоянного тока к ВСРМк. Для каждого вспомогательного силового и коммуникационного кабеля 405 показана коаксиальная конфигурация, чтобы уменьшать соединение с главными проводниками 403 переменного тока. Для того чтобы подавать несколько киловатт мощности к одному или более ВСРМ, расположенных на расстоянии (таком как, но не ограничиваясь, до 150 км) от надводного источника, внешнему коаксиальному проводнику 411 и внутреннему коаксиальному проводнику 415 могут быть приданы такие размеры, что электрическое сопротивление составляет не более 1 Ω/км. В одном варианте выполнения проводники сконструированы и выполнены с возможностью функционировать с 10 кВ постоянного тока. В одном варианте выполнения множество оптических волокон содержат оптоволоконную линию 417.FIG. 4B is an exploded cross-sectional view of the auxiliary power and communication cable 405 shown in FIG. 4. Auxiliary power and communication cables 405 include sheath 409, outer coaxial conductor 411, insulator 413, inner coaxial conductor 415 and fiber optic line 417. Auxiliary power and communications cables 405 are provided to provide communication and dc power to the HRPMS . For each auxiliary power and communication cable 405, a coaxial configuration is shown to reduce the connection to the main AC conductors 403. In order to supply several kilowatts of power to one or more HRPMs located at a distance (such as, but not limited to, up to 150 km) from a surface source, external coaxial conductor 411 and internal coaxial conductor 415 can be dimensioned so that makes no more than 1 Ω / km. In one embodiment, the conductors are designed and configured to operate with 10 kV DC. In one embodiment, the plurality of optical fibers comprise fiber optic line 417.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему, показывающую основные этапы, на которых поднимают модуль управления и защиты выключателей согласно одному варианту выполнения настоящего раскрытия. Процесс 500 начинается с этапа, на котором идентифицируют ВСРМ, который необходимо удалять (блок 501). ВСРМ может быть идентифицирован посредством связи с надводной системой управления. ВСРМ может быть удален из-за идентификации неисправности, периодического ремонта и т.д. Идентификация может быть основана на информации, принимаемой от устройств контроля, относящихся к каждому выключателю цепи внутри подстанции. Устройства контроля могут представлять собой, но без ограничения, вольтметры и/или трансформаторы тока.FIG. 5 is a block diagram showing the main steps in which the control and protection module of the circuit breakers is raised according to one embodiment of the present disclosure. Process 500 begins with a step that identifies the BCPM that must be removed (block 501). The HRVM can be identified through communication with a surface control system. HCPM can be removed due to malfunction identification, periodic repairs, etc. The identification can be based on information received from control devices related to each circuit breaker inside the substation. Control devices can be, but without limitation, voltmeters and / or current transformers.

До удаления ВСРМ система управления подтверждает, что смежный ВСРМ может управлять выключателем цепи, который в первую очередь управляется удаляемым ВСРМ (блок 503). Как только было принято подтверждение, управление выключателем цепи ВСРМ отключают (блок 505). Далее отсоединяют источник постоянного тока к ВСРМ (блок 507). Линии связи и линии датчика также отсоединяют (блок 509). При успешном отсоединении необходимых линий могут использовать дистанционно управляемое транспортное средство или другое подходящее устройство для удаления ВСРМ (блок 511).Prior to the removal of the HRPM, the control system confirms that the adjacent HRPM can operate the circuit breaker, which is primarily controlled by the removed HRPM (block 503). As soon as confirmation has been received, the control of the switch of the BCPM circuit is turned off (block 505). Next, disconnect the constant current source to the VCRM (block 507). Communication lines and sensor lines are also disconnected (block 509). If the necessary lines are successfully disconnected, a remotely controlled vehicle or other suitable device for removing the HRVM can be used (block 511).

Несмотря на то что в целях простоты объяснения проиллюстрированные методологии показаны и описаны в виде последовательности блоков, следует понимать, что методологии не ограничены порядком блоков, так как некоторые блоки могут происходить в различных порядках и/или одновременно с другими блоками, по сравнению с тем, что описано и показано. Более того, для осуществления примерной методологии может требоваться меньше, чем все проиллюстрированные блоки. Блоки могут быть объединены или разделены на множественные компоненты. Более того, дополнительные и/или альтернативные методологии могут применять дополнительные блоки, не показанные здесь. Несмотря на то, что Фигуры иллюстрируют различные действия, происходящие периодически, следует понимать, что различные действия могут возникать последовательно, по существу, параллельно и/или, по существу, в различные моменты времени.Although, for the sake of simplicity of explanation, the illustrated methodologies are shown and described as a sequence of blocks, it should be understood that the methodologies are not limited to the order of the blocks, since some blocks may occur in different orders and / or simultaneously with other blocks, compared to what is described and shown. Moreover, the implementation of an exemplary methodology may require less than all the illustrated blocks. Blocks can be combined or divided into multiple components. Moreover, additional and / or alternative methodologies may apply additional units not shown here. Although the Figures illustrate various actions that occur periodically, it should be understood that various actions may occur sequentially, essentially in parallel and / or, essentially, at different points in time.

Раскрытые аспекты могут быть использованы в деятельности по разработке углеводородов. Как используется здесь, "разработка углеводородов", или "разрабатывание углеводородов" включает в себя извлечение углеводородов, производство углеводородов, разведку углеводородов, определение потенциальных ресурсов углеводородов, определение местоположений скважин, определение глубины закачивания и/или откачивания скважин, определение связности пластов, приобретение, отчуждение и/или забрасывание ресурсов углеводорода, обзор предшествующих решений по разработке углеводородов и любые другие относящиеся к углеводородам действия или деятельности. Выражение "разработка углеводородов" также используется для закачивания или хранения углеводородов или двуокиси углерода, например, секвестрации двуокиси углерода, такой как оценка пластов, планирование освоения месторождения и разработка пластов. В одном варианте выполнения раскрытые методологии и технологии могут быть использованы для извлечения углеводородов из области пласта. В таком варианте выполнения варианты выполнения, описанные здесь, могут быть использованы для приведения в действие оборудования, связанного с производством или извлечением углеводородов. Оборудование и технологии, используемые для бурения скважины и/или извлечения углеводородов, хорошо известны специалисту в области техники. Другие деятельности по извлечению углеводорода и в общем другие деятельности по разработке углеводородов могут выполняться согласно известным принципам.The disclosed aspects can be used in hydrocarbon development activities. As used herein, “hydrocarbon development” or “hydrocarbon development” includes the extraction of hydrocarbons, the production of hydrocarbons, the exploration of hydrocarbons, the determination of potential hydrocarbon resources, the determination of well locations, the determination of the depth of injection and / or pumping of wells, the determination of the connectivity of formations, the acquisition, expropriation and / or abandonment of hydrocarbon resources, a review of prior hydrocarbon development decisions and any other hydrocarbon related activities and and activities. The expression "hydrocarbon development" is also used to inject or store hydrocarbons or carbon dioxide, for example, carbon dioxide sequestration, such as reservoir evaluation, field planning, and reservoir development. In one embodiment, the disclosed methodologies and techniques may be used to extract hydrocarbons from a formation region. In such an embodiment, the embodiments described herein may be used to drive equipment associated with the production or recovery of hydrocarbons. The equipment and technologies used to drill a well and / or extract hydrocarbons are well known to those skilled in the art. Other hydrocarbon recovery activities and, in general, other hydrocarbon development activities may be carried out according to known principles.

- 5 029463- 5 029463

Следующие обозначенные буквами параграфы представляют неисключительные пути описания вариантов выполнения настоящего раскрытия.The following letter-marked paragraphs represent non-exclusive ways of describing embodiments of the present disclosure.

A. Система распределения мощности, содержащаяA. Power distribution system containing

генератор мощности, сконструированный и выполненный с возможностью обеспечивать мощность переменного тока, генератор мощности расположен в надводной части;a power generator designed and configured to provide AC power; the power generator is located in the topside;

источник мощности постоянного тока, расположенный в надводной части; систему управления, расположенную в надводной части;DC power source, located in the topside; control system located in the topside;

электрическую подстанцию, расположенную под водой, причем электрическая подстанция электрически соединена с мощностью переменного тока, обеспечиваемой генератором мощности, электрическая подстанция содержит множество выключателей цепи и систему приведения в действие выключателей цепи, связанную с каждым выключателем цепи, система приведения в действие выключателей цепи сконструирована и выполнена с возможностью приведения в действие связанного выключателя цепи;an electrical substation located underwater, where the electrical substation is electrically connected to the AC power provided by the power generator, the electrical substation contains a plurality of circuit breakers and a circuit breaker actuation system connected to each circuit breaker, the circuit breaker actuation system is designed and implemented with the ability to actuate the associated circuit breaker;

узел шины, электрически соединенный с каждым выключателем цепи; иa bus node electrically connected to each circuit breaker; and

множество модулей управления, размещенных под водой, модули управления электрически соединены с источником мощности постоянного тока и соединены с возможностью связи с системой управления, каждый модуль управления функционально соединен с системой приведения в действие выключателей цепи.a plurality of control modules located underwater, the control modules are electrically connected to a DC power source and connected to the control system, each control module is functionally connected to a circuit breaker actuation system.

А1. Система распределения мощности согласно параграфу А, в которой электрическая подстанция дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство контроля, связанное с каждым выключателем цепи, устройство контроля сконструировано и выполнено с возможностью обнаружения условий состояния связанного выключателя цепи.A1. The power distribution system according to paragraph A, in which the electrical substation further comprises at least one control device associated with each circuit breaker, the control device is designed and configured to detect the conditions of the associated circuit breaker.

А2. Система распределения мощности согласно параграфу А1, в которой условия состояния могут быть выбраны из группы, содержащей ток выключателя цепи, положение выключателя цепи и состояние модуля защиты.A2. The power distribution system according to paragraph A1, in which the condition conditions can be selected from the group comprising the circuit breaker current, the circuit breaker position and the status of the protection module.

А3. Система распределения мощности, изложенная в любом из параграфов А-А2, в которой выключатели цепи и узел шины размещены в камере подстанции.A3. The power distribution system described in any of paragraphs A-A2, in which the circuit breakers and the bus node are located in the substation chamber.

А4. Система распределения мощности согласно параграфу А3, в которой камера подстанции заполнена элегазом.A4. The power distribution system according to paragraph A3, in which the cell of the substation is filled with SF6 gas.

А5. Система распределения мощности, изложенная в любом из параграфов А-А4, в которой модули управления размещены в камере модуля.A5. The power distribution system described in any of paragraphs A-A4, in which the control modules are located in the module chamber.

А6. Система распределения мощности согласно параграфу А5, в которой камера модуля заполнена азотом.A6. The power distribution system according to paragraph A5, in which the module chamber is filled with nitrogen.

А7. Система распределения мощности, изложенная в любом из параграфов А-А6, в которой каждая система приведения в действие выключателей цепи электрически соединена более, чем с одним модулем управления.A7. The power distribution system described in any of paragraphs A-A6, in which each system of actuating circuit breakers is electrically connected to more than one control module.

А8. Система распределения мощности, изложенная в любом из параграфов А-А7, в которой система управления соединена с возможностью связи с модулем управления оптоволоконным кабелем.A8. The power distribution system described in any of paragraphs A-A7, in which the control system is connected with the possibility of communication with the control module fiber optic cable.

B. Способ обслуживания системы распределения мощности, содержащий этапы, на которых обеспечивают систему распределения мощности, содержащуюB. A method for maintaining a power distribution system, comprising the steps of providing a power distribution system, comprising

генератор мощности, сконструированный и выполненный с возможностью предоставлять мощность переменного тока, генератор мощности расположен в надводной части;a power generator designed and configured to provide AC power; a power generator located in the surface part;

источник мощности постоянного тока, расположенный в надводной части; систему управления, расположенную в надводной части;DC power source, located in the topside; control system located in the topside;

электрическую подстанцию, расположенную под водой, электрическая подстанция электрически соединена с мощностью переменного тока, обеспечиваемой генератором мощности, электрическая подстанция содержит множество выключателей цепи и систему приведения в действие выключателей цепи, связанную с каждым выключателем цепи, система приведения в действие выключателей цепи сконструирована и выполнена с возможностью приведения в действие связанного выключателя цепи;an underwater electrical substation, the electrical substation is electrically connected to the AC power provided by the power generator, the electrical substation contains a number of circuit breakers and a circuit breaker actuation system connected to each circuit breaker, the circuit breaker actuation system is designed and implemented the possibility of actuating the associated circuit breaker;

узел шины, электрически соединенный с каждым выключателем цепи; иa bus node electrically connected to each circuit breaker; and

множество модулей управления, размещенных под водой, модули управления электрически соединены с источником мощности постоянного тока и соединены с возможностью связи с системой управления;a plurality of control modules located under water; the control modules are electrically connected to a DC power source and connected to the control system;

идентифицируют удаляемый первый модуль управления, причем первое средство управления выполнено с возможностью управлять первой системой приведения в действие выключателей цепи;identifying a removable first control module, the first control means being configured to control the first actuation system of the circuit breakers;

отсоединяют первый модуль управления от источника мощности постоянного тока и системы управления иdisconnecting the first control module from the DC power source and control system; and

удаляют первый модуль управления из его подводного местоположения.remove the first control module from its underwater location.

В1. Способ согласно параграфу В, дополнительно содержащий этап, на котором принимают подтверждение, что второе средство управления может управлять системой приведения в действие выключателей цепи.IN 1. The method according to paragraph B, further comprising receiving confirmation that the second control means can control the actuation system of the circuit breakers.

В2. Способ согласно параграфу В или В1, в котором первый модуль управления удаляют с помощью дистанционно управляемого транспортного средства.AT 2. The method according to paragraph B or B1, wherein the first control module is removed using a remotely controlled vehicle.

- 6 029463- 6 029463

В3. Способ, изложенный в любом из параграфов В-В2, в котором электрическая подстанция дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство контроля, связанное с каждым выключателем цепи, устройство контроля сконструировано и выполнено с возможностью обнаружения условий состояния связанного выключателя цепи.IN 3. The method described in any of paragraphs B-B2, in which the electrical substation further comprises at least one control device associated with each circuit breaker, the control device is designed and configured to detect the conditions of the associated circuit breaker.

В4. Способ, изложенный в любом из параграфов В-В3, в котором идентификацию удаляемого первого модуля управления основывают на обнаруженных условиях состояния связанного выключателя цепи.AT 4. The method outlined in any of paragraphs B-B3, in which the identification of the removed first control module is based on the detected conditions of the state of the associated circuit breaker.

В5. Способ, изложенный в любом из параграфов В-В4, в котором электрическое соединение подстанции с мощностью переменного тока поддерживают при удалении первого модуля управления из его подводного местоположения.AT 5. The method described in any of paragraphs B-B4, in which the electrical connection of the substation with AC power is maintained when the first control module is removed from its underwater location.

Следует понимать, что предшествующее описание представляет собой всего лишь подробное описание конкретных вариантов выполнения этого изобретения, и что могут быть выполнены многочисленные изменения, преобразования и альтернативы раскрытых вариантов выполнения в соответствии с настоящим раскрытием без отклонения от объема охраны изобретения. В связи с этим предшествующее описание не предназначено для ограничения объема охраны изобретения. Точнее, объем охраны изобретения подлежит определению только приложенной формулой изобретения и ее эквивалентами. Также предполагается, что конструкции и признаки, осуществленные в настоящих примерах, могут быть изменены, реконструированы, заменены, удалены, дублированы, объединены или добавлены друг к другу.It should be understood that the foregoing description is merely a detailed description of specific embodiments of this invention, and that numerous changes, transformations and alternatives to the disclosed embodiments in accordance with the present disclosure can be made without deviating from the scope of protection of the invention. Therefore, the preceding description is not intended to limit the scope of protection of the invention. More precisely, the scope of protection of the invention is to be determined only by the attached claims and their equivalents. It is also assumed that the designs and features implemented in these examples can be modified, reconstructed, replaced, deleted, duplicated, combined or added to each other.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ обслуживания системы распределения мощности, включающей1. The method of servicing the power distribution system, including генератор мощности, выполненный с возможностью предоставлять мощность переменного тока, причем генератор мощности расположен в надводной части;a power generator adapted to provide AC power, the power generator being located in the topside; источник мощности постоянного тока, расположенный в надводной части; систему управления, расположенную в надводной части;DC power source, located in the topside; control system located in the topside; электрическую подстанцию, расположенную под водой и электрически соединенную с генератором мощности, электрическая подстанция содержит множество выключателей цепи и систему приведения в действие выключателей цепи, связанную с каждым выключателем цепи, причем система приведения в действие выключателей цепи выполнена с возможностью приведения в действие связанного выключателя цепи, причем электрическая подстанция дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство контроля, связанное с каждым выключателем цепи, устройство контроля выполнено с возможностью обнаружения условий состояния связанного выключателя цепи;an electrical substation located under water and electrically connected to a power generator, the electrical substation comprises a plurality of circuit breakers and a circuit breaker actuation system associated with each circuit breaker, wherein the circuit breaker actuation system is adapted to actuate the associated circuit breaker, moreover, the electrical substation additionally contains at least one control device associated with each circuit breaker, the control device To configured to detect status conditions associated circuit breaker; узел шины, электрически соединенный с каждым выключателем цепи; иa bus node electrically connected to each circuit breaker; and множество модулей управления, размещенных под водой, модули управления электрически соединены с источником мощности постоянного тока и соединены с возможностью связи с системой управления, причем каждый модуль управления функционально присоединен к множеству систем приведения в действие выключателей цепи для обеспечения управления этими системами приведения в действие выключателей цепи, и каждая система приведения в действие выключателей цепи электрически соединена более чем с одним модулем управления,a plurality of control modules located underwater, the control modules are electrically connected to a DC power source and connected to communicate with a control system, each control module being functionally connected to a plurality of circuit breaker actuating systems to control these circuit breaker actuating systems , and each circuit breaker actuation system is electrically connected to more than one control module, содержащий этапы, на которыхcontaining the steps in which идентифицируют удаляемый первый модуль управления, причем первый модуль управления выполнен с возможностью управлять первой системой приведения в действие выключателей цепи, причем идентификация удаляемого первого модуля основана на обнаруженном условии состояния связанного выключателя цепи;identifying the removed first control module, wherein the first control module is configured to control the first actuation system of the circuit breakers, wherein the identification of the first module to be deleted is based on the detected condition of the associated circuit breaker; передают управление системой приведения в действие выключателей цепи, управляемой первым модулем управления, который необходимо удалить, к другому модулю управления, присоединенному к упомянутой системе приведения в действие выключателей цепи;transmitting control of the triggering system of the circuit breakers controlled by the first control module to be removed to another control module connected to said triggering system of the circuit breakers; отсоединяют первый модуль управления от источника мощности постоянного тока и системы управления иdisconnecting the first control module from the DC power source and control system; and удаляют первый модуль управления из его подводного местоположения, причем электрическое соединение подстанции с мощностью переменного тока поддерживают при удалении первого модуля управления из его подводного местоположения.the first control module is removed from its subsea location, and the electrical connection of the substation with AC power is maintained when the first control unit is removed from its subsea location. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором принимают подтверждение, что второе средство управления может управлять первой системой приведения в действие выключателей цепи.2. The method according to claim 1, further comprising receiving a confirmation that the second control means can control the first actuation system of the circuit breakers. 3. Способ по п.1, в котором первый модуль управления удаляют с помощью дистанционно управляемого транспортного средства.3. The method according to claim 1, in which the first control module is removed using a remotely controlled vehicle. 4. Система распределения мощности для осуществления способа по п.1, содержащая4. The power distribution system for implementing the method according to claim 1, containing генератор мощности, выполненный с возможностью предоставлять мощность переменного тока, причем генератор мощности расположен в надводной части;a power generator adapted to provide AC power, the power generator being located in the topside; источник мощности постоянного тока, расположенный в надводной части; систему управления, расположенную в надводной части;DC power source, located in the topside; control system located in the topside; - 7 029463- 7 029463 электрическую подстанцию, расположенную под водой, электрическая подстанция электрически соединена с мощностью переменного тока, обеспечиваемой генератором мощности, электрическая подстанция содержит множество выключателей цепи и систему приведения в действие выключателей цепи, связанную с каждым выключателем цепи, причем система приведения в действие выключателей цепи выполнена с возможностью приведения в действие связанного выключателя цепи;an electrical substation located underwater, the electrical substation is electrically connected to the AC power provided by the power generator, the electrical substation contains a plurality of circuit breakers and a circuit breaker actuation system connected to each circuit breaker, wherein the circuit breaker actuation system is adapted to actuating the associated circuit breaker; узел шины, электрически соединенный с каждым выключателем цепи; иa bus node electrically connected to each circuit breaker; and множество модулей управления, размещенных под водой, модули управления электрически соединены с источником мощности постоянного тока и соединены с возможностью связи с системой управления, причем каждый модуль управления функционально соединен с множеством систем приведения в действие выключателей цепи для обеспечения управления этими системами приведения в действие выключателей цепи,a plurality of control modules located underwater, the control modules are electrically connected to a DC power source and connected to communication with a control system, each control module being functionally connected to a plurality of circuit breaker actuation systems to control these circuit breaker actuation systems , причем модули управления размещены в камере модуля и каждая система приведения в действие выключателей цепи электрически соединена более чем с одним модулем управления.wherein the control modules are located in the module chamber and each circuit breaker actuation system is electrically connected to more than one control module. 5. Система распределения мощности по п.4, в которой электрическая подстанция дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство контроля, связанное с каждым выключателем цепи, устройство контроля выполнено с возможностью обнаружения условий состояния связанного выключателя цепи.5. The power distribution system according to claim 4, in which the electrical substation further comprises at least one control device associated with each circuit breaker, the control device is adapted to detect the conditions of the associated circuit breaker. 6. Система распределения мощности по п.5, в которой условия состояния выбраны из группы, состоящей из тока выключателя цепи, положения выключателя цепи и состояния модуля защиты.6. The power distribution system of claim 5, wherein the condition conditions are selected from the group consisting of a circuit breaker current, a circuit breaker position, and a state of the protection module. 7. Система распределения мощности по п.4, в которой выключатели цепи и узел шины размещены в камере подстанции.7. The power distribution system according to claim 4, in which the circuit breakers and the bus node are located in the substation chamber. 8. Система распределения мощности по п.7, в которой камера подстанции заполнена элегазом.8. The power distribution system according to claim 7, in which the chamber of the substation is filled with SF6 gas. 9. Система распределения мощности по п.4, в которой камера модуля заполнена азотом.9. The power distribution system according to claim 4, in which the module chamber is filled with nitrogen. 10. Система распределения мощности по п.4, в которой система управления соединена с возможностью связи с модулем управления оптоволоконным кабелем.10. The power distribution system according to claim 4, in which the control system is connected with the possibility of communication with the control module fiber optic cable.
EA201491981A 2012-04-27 2013-04-19 Method for design of subsea electrical substation and power distribution system EA029463B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261639501P 2012-04-27 2012-04-27
US201361780459P 2013-03-13 2013-03-13
PCT/US2013/037453 WO2013163043A1 (en) 2012-04-27 2013-04-19 Method for design of subsea electrical substation and power distribution system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491981A1 EA201491981A1 (en) 2015-03-31
EA029463B1 true EA029463B1 (en) 2018-03-30

Family

ID=51792600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491981A EA029463B1 (en) 2012-04-27 2013-04-19 Method for design of subsea electrical substation and power distribution system

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2842205A4 (en)
CA (1) CA2868111C (en)
DK (1) DK201400539A1 (en)
EA (1) EA029463B1 (en)
WO (1) WO2013163043A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9557794B2 (en) 2014-11-07 2017-01-31 General Electric Company System and method for distributing electrical power
CN114442542B (en) * 2020-11-04 2024-04-16 中国科学院理化技术研究所 Electric automation control device of centralized heat pump drying system
GB2621368A (en) * 2022-08-10 2024-02-14 Siemens Energy AS Subsea power switching unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873063B1 (en) * 1999-09-10 2005-03-29 Alpha Thames Ltd. Electrical power distribution suitable for a substantially underwater system
US7589295B2 (en) * 2005-07-29 2009-09-15 Siemens Aktiengesellschaft Electrical switchgear
US20100220431A1 (en) * 2008-09-15 2010-09-02 Viper Subsea Limited Subsea Protection Device
US7986503B2 (en) * 2003-01-06 2011-07-26 General Electric Company Circuit protection system
US7989984B2 (en) * 2008-09-05 2011-08-02 Draper Mark R Underwater substation
WO2012038237A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Subsea power switching device and methods of operating the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2332220B (en) * 1997-12-10 2000-03-15 Abb Seatec Ltd An underwater hydrocarbon production system
GB0105856D0 (en) * 2001-03-09 2001-04-25 Alpha Thames Ltd Power connection to and/or control of wellhead trees
NO325743B1 (en) * 2006-07-05 2008-07-14 Vetco Gray Scandinavia As Underwater switching device
NO327370B1 (en) * 2007-07-03 2009-06-15 Vetco Gray Scandinavia As Device adapted for a submarine application
GB0921632D0 (en) * 2009-12-10 2010-01-27 Viper Subsea Ltd Line monitoring device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873063B1 (en) * 1999-09-10 2005-03-29 Alpha Thames Ltd. Electrical power distribution suitable for a substantially underwater system
US7986503B2 (en) * 2003-01-06 2011-07-26 General Electric Company Circuit protection system
US7589295B2 (en) * 2005-07-29 2009-09-15 Siemens Aktiengesellschaft Electrical switchgear
US7989984B2 (en) * 2008-09-05 2011-08-02 Draper Mark R Underwater substation
US20100220431A1 (en) * 2008-09-15 2010-09-02 Viper Subsea Limited Subsea Protection Device
WO2012038237A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Subsea power switching device and methods of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
CA2868111C (en) 2020-08-25
DK201400539A1 (en) 2014-09-22
EP2842205A1 (en) 2015-03-04
CA2868111A1 (en) 2013-10-31
EA201491981A1 (en) 2015-03-31
WO2013163043A1 (en) 2013-10-31
EP2842205A4 (en) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9281666B2 (en) Subsea electrical distribution system having redundant circuit breaker control and method for providing same
US9379544B2 (en) Subsea electrical distribution system operable to supply power to subsea load from plurality of sources
KR20080023155A (en) Protection and control system for electric power networks with signal and command interfaces at the primary equipment
US20100141047A1 (en) Closed transition automatic transfer switch assembly and associated method
CN104334874A (en) Arragnement of a switchgear in a tower of a wind turbine
Narayanaswamy et al. Reliability-centered development of deep water ROV ROSUB 6000
WO2007055593A1 (en) Arrangement for internal black start of subsea power system
US9941680B2 (en) Switching apparatus, control system and method for varying an impedance of a phase line
CN101366157A (en) Electrical power transmission system
EA029463B1 (en) Method for design of subsea electrical substation and power distribution system
US20150036256A1 (en) Method for Design of Subsea Electrical Substation and Power Distribution System
Vedachalam et al. Challenges in realizing robust systems for deep water submersible ROSUB6000
EP3189205B1 (en) Communication distribution unit containing at least one power switch
US10514396B2 (en) Electrical sensor attachable to an electrical distribution cable
AU2017288317B2 (en) A subsea electric power distribution installation
US20220393407A1 (en) Subsea connector
Hazel et al. Power Distribution for Arctic Subsea Tiebacks
Hazel et al. Energization of subsea power transformers
Legeay et al. Powering subsea processing facilities of the future
Vinogradov et al. Justification, Requirements and Block Diagram Variant of Sectionalizing and Redundancy Unit with DC Link
Atkinson et al. Innovative technology in the Moyle Interconnector
KR101521818B1 (en) Power supply device for DPS
Askarov et al. Research of Reliable Power Supply Schemes for OOO Gazprom Production Yamburg Gas Field
Gilliland Refinery Electrical Power System Reliability

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU