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2.電力組網(wǎng)電壓等級的選擇

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

電網(wǎng)運行方式計算

本實例對南海DPPA與南海DPPB平臺原油發(fā)電機的單機最大出力按90%額定功率6840kW考慮，平臺負荷的功率因數(shù)按0.86考慮。根據(jù)平臺上的電站開機臺數(shù)以及平臺的負荷情況，對組網(wǎng)后的六種較典型的運行方式進行潮流計算。方式一、三分別為南海DPPB通過海纜聯(lián)絡(luò)線向南海DPPA端輸送電力為一臺發(fā)電機組和兩臺發(fā)電機組最大出力的工況；方式二、四分別為南海DPPA通過海纜聯(lián)絡(luò)線向南海DPPB端輸送電力為一臺發(fā)電機組和兩臺發(fā)電機組最大出力的工況；方式五、六分別為平臺利用海底電纜為另一個待恢復(fù)生產(chǎn)平臺輸送最小電力的工況。六種典型運行方式下各平臺電站的出力、平臺用電負荷、海纜的潮流分布以及平臺電壓情況如圖2~7所示。經(jīng)過以上潮流分析，通過調(diào)整各平臺發(fā)電機無功出力與變壓器分接頭，各平臺電壓及發(fā)電機功率因數(shù)均符合要求。

電力系統(tǒng)一次設(shè)計

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

能量管理系統(tǒng)（EMS）的應(yīng)用

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

本文作者：張強作者單位：中海油研究總院