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电气
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7 电力系统和主要设备
7.1 电力系统概述 7.1.1 电力系统的组成
WZ11－1平台的电力系统由电源(正常电源与应急电源)、变配电设备、动力电缆和负载4部分组成。电源装置主要包括主发电机组、应急发电机组和不间断电源装置(UPS)。变电装置主要是指中压变压器和低压变压器。配电装置主要包括中压配电盘和马达控制中心、低压配电盘和马达控制中心、照明小功率配电盘和照明分电箱、电伴热配电盘。电缆是输送电力的通道，通过电缆使供电设备与用电设备连接起来。用电设备主要是指机泵类、照明系统、电伴热系统和电加热器等。 7.1.1.1 电源
WZ11－1平台所采用的正常电源为2台透平发电机组(主发电机)、1台应急柴油发电机组和1台UPS不间断电源。WZ11－4N井口平台的正常电源由WZ11－1平台通过一条海底电缆提供。
WZ11－1平台的2台透平发电机组位于平台低甲板（LOWER DECK）上，采用的是三相三线50 Hz的无刷励磁发电机组，额定电压为6300 V，每台的额定输出功率为3500 kVA(2800kW)。2台透平发电机运行方式为一主一备，具备并车功能，为本平台及WZ11－4N平台的生产、生活用电负荷提供正常电源。上述2台发电机组均由美国的SOLAR Turbine公司制造。
WZ11－1平台有1台应急柴油发电机，位于平台中层甲板(MIDDLE DECK)上。它们的额定电压为400 V，额定输出功率为630 kW，频率为50 Hz。
在透平发电机组未投入工作时，需首先启动应急柴油发电机组。由应急柴油发电机组发出的400 V电源为透平发电机组的辅助用电设备供电。当这些辅助用电设备运行正常后，透平发电机组才可以启动，投入运行。
在主发电机出现故障的情况下，应急发电机能够在45秒内自动启动，为平台的消防、救生、通讯、应急照明、报警以及UPS等设备提供必要的电源。
在WZ11－1平台的UPS间内安装有30 kVA的UPS装置。中控盘、火灾盘及配电盘内的保护装置等设备的电源均由UPS提供。在正常情况下，主电源通过UPS系统向上述负荷供电。如果主电源发生故障，则由应急机向UPS供电。当正常、应急电源都失电时，则由UPS的蓄电池向上述负荷供电。UPS由MGE China/HongKong公司提供。 7.1.1.2 变配电装置
根据供电范围和对象的不同，WZ11－1平台的变配电装置可分为：6300 V中压配电盘、6300/10500 V中压变压器、6300/400 V中压/低压变压器、400 V配电盘、400/230 V
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变压器、230 V照明与小动力配电盘、230 V电伴热配电盘、230 V照明与小动力分配电箱等。 7.1.1.3 电缆
根据不同电压的需要，WZ11－1平台的电缆电压等级分为8.7/15 kV、0.6/1 kV、150/250 V规格。同时，根据其所连接的负载的性质，选用了防火(FS)电缆和阻燃(HOFR)电缆两种。FS电缆用于在发生火灾时仍需供电的设备内，HOFR电缆用于一般供电系统内。海底中压电缆由红旗电缆厂提供，其它中、低压电缆由安徽新科电缆厂提供。
WZ11－1平台电缆规格根据以下规则选取：
1. 电缆所能承受的最大连续负载，应不超过该电缆经过校正系数后的标称电流。在估算最大连续负载时，可以考虑各个负载需用系数和最大负载的持续时间。
2. 当电缆在正常工作条件下承载最大电流时，从主配电盘和应急配电盘的汇流排到任何负荷的电压降，应不超过额定电压的6%。由蓄电池供电，其电压不超过50 V者，可增至10%。
3. 电缆及其绝缘导体应能耐受最大短路电流所产生的机械应力和热效应。 7.1.1.4 负载
WZ11－1平台的电气负载大体分类如下。
平台工艺设施：TEG系统、热油系统、天然气压缩机、凝析油外输泵、开式排放泵、闭式排放泵、化学注入泵等生产和处理设备。
公用设施：空压机、消防泵、淡水泵、空调机、吊机、冷冻机和各类油泵等生活和生产机械。
照明系统：工作和生活模块(LQ)以及平台工艺甲板的各种照明灯具。 导航系统：导航灯、障碍灯以及雾笛等。
其它用电设备：厨房用电设备、洗衣设备和冰箱等。 7.1.2 电力系统的电制
WZ11－1平台电力系统的电制为三相三线，中性点对地绝缘系统。该系统为交流系统，额定频率为50 Hz。
WZ11－1平台电力系统采用的是交流三相10500 V、交流三相6300 V、交流三相380 V、交流单相220 V、交流单相110 V等几种电压等级。
具体各设备采用的电压等级如下： 透平发电机组： 应急发电机组： 海底电缆：
高压电动机：
6300 V、3 ph、50 Hz 400 V、3 ph、50 Hz 10500 V、3 ph、50 Hz 选用6300 V、3 ph、50 Hz
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低压电动机： 照明系统：
小动力系统： 导航系统：
选用380 V、3 ph、50 Hz 220 V、ph-ph、50 Hz 220 V、ph-ph、50 Hz
380 V、3 ph、50 Hz(控制盘及蓄电池充电器) 以及24 V DC(导航灯，障碍灯，雾笛) 110 V、ph-ph、50 Hz 110 V、ph-ph、50 Hz 110 V/230 V、ph-ph、50 Hz。
电动机空间加热器： 220 V、ph-ph、50 Hz
控制和指示： UPS系统： 仪表用电： 7.1.3 电力负荷
在整个生产期间，WZ11－1平台发电机的最大电力负荷如下： 1. 主发电机 有功：2800 kW 无功：2100 kVAr 2. 应急发电机 有功：630 kW 无功：473 kVAr
7.1.4 电气设备外壳的防护等级
平台上所有电气设备的外壳防护形式以及防护等级都应符合中国船级社(CCS)和国际电工委员会(IEC－60529)的有关规定。防护等级的表示方法为：IPXX，IP是防护等级的代表符号，英文全称是INGRESS PROTECTION。IP后的第一位数字代表外壳对固态物质的防护级别，由低到高为0～6。IP后的第二位数字代表外壳对水的防护级别，由低到高分别为0～8。
WZ11－1平台的所有电气设备，根据其安装场所不同，电气设备外壳应满足的防护等级如下：
1. 室内舾装板安装的正常荧光灯的外壳防护等级最低要求要满足IP 20。 2. 室内如变压器间，电池间等的电气设备的防护等级至少要达到IP 44，如正常照明灯、开关、插座等。
3. 中压盘的防护等级要求为IP 42。
4. 安装在室内的其它电气设备外壳的防护等级最低要求要满足IP 23。这类设备有：低压配电盘、应急发电机控制盘、照明和小功率盘、照明分电箱、主变压器、照明变压器、UPS控制盘。
5. 所有安装在室外和敞开甲板上的电气设备外壳的防护等级的最低要求应满足IP 55的规定。这类设备有主发电机、电动机、现场控制盘、电动机端子盒、启/停按钮盒、
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接线盒、照明灯具、导航设备等。电气设备外壳防护等级的识别标记，一般都标注在设备的铭牌上。
7.1.5 电气设备外壳的防爆等级
根据API RP500，防爆区域分为1类区(DIVISION 1)，2类区(DIVISION 2)。其具体含义为：
1类区：在正常运行时，出现爆炸性气体环境的场所。
2类区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体的环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时存在地场所。
WZ11－1平台上有一些生产、处理和输送天然气的设备，需要在带有可燃性气体和天然气的危险环境中工作。根据规范要求，应避免在危险区域和危险区外侧安装电气设备。若无法避免，则应根据需要，选用适当的防爆电气设备。电气设备的防爆等级标记一般都标注在设备的铭牌上。
WZ11－1平台上使用的是以下类型的防爆电器设备： 隔爆型(Ex“d”) 增安型(Ex“e”)
混合型(Ex“de”或者Ex“ed”) 7.1.6 接地
WZ11－1平台的电气系统为中性点绝缘系统，仅在与海底电缆相连接的变压器低阻接地。
CCS第四章第一篇有关设备接地的要求如下：
1. 平台上所有的电气设备的金属外壳(如配电盘，发电机)、固定安装的机械、容器、法兰、管线以及直升飞机甲板等均应可靠接地；起重机的旋转部分应与固定部分可靠地连接并接地；所有输送油或油气管线以及压缩空气、二氧化碳的金属管线，在它们的每个连接接头处都要有可靠的电气连接，并且至少要有两处接地；平行铺设的管道，当其间距小于100 mm时，每隔20 m都应用金属将它们接地；采用不锈钢法兰绝缘垫片的配对法兰可以不用再专门接地。
2. 每段电缆托架的直段应在双侧用1×6 mm的接地线接地。 3. 电缆铠装应该通过金属填料函或用专门的接地线进行接地。 4. 所有的接地均应为可靠接地，采用接地片进行固定。 7.1.7 总电力系统图
总电力系统图又称总单线图，参见图7.1.7-1(DWG-WZ11-1-EL-001)。我们可以通过总单线图对整个油田的配电方式有所了解。配电方式是指发电机、变压器、配电装置和用电设备的连接方式。
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