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淺談LNG長(cháng)輸管線(xiàn)中電氣與通信設計論文
隨著(zhù)電氣及通信設備的更新以及施工水平的進(jìn)步，LNG長(cháng)輸管線(xiàn)的電氣及通信設計會(huì )不斷提高，“效益為先、節能環(huán)保、內外平衡、流向優(yōu)化、合理分配”的設計理念會(huì )得到更好的實(shí)現，也會(huì )為國家和社會(huì )創(chuàng )造更大的經(jīng)濟效益。
一、概述
LNG(液化天然氣)作為一種潔凈能源應用廣泛，在燃氣行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)等各領(lǐng)域消費量逐年增加，這使氣源地的輸送范圍越來(lái)越大，因此考慮長(cháng)距離輸送的經(jīng)濟性和可行性對我國能源行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。下面我們就從LNG長(cháng)輸管線(xiàn)中電氣與通信系統的設計方面進(jìn)行一下探討。
二、LNG長(cháng)輸管線(xiàn)工程中的電氣設計
(一)電氣設計包含的內容
LNG長(cháng)輸管線(xiàn)工程電氣設計一般包含管道公司、調控中心及輸氣管理處和維修隊以及所有生產(chǎn)站場(chǎng)、閥室的供配電、照明、防雷防靜電設計。
(二)供配電方式
根據《輸氣管道工程設計規范》GB50251規定，判別上述設計單元的負荷等級，對于供電可靠性要求高的調控中心、首站、壓氣站作為一級負荷，其它輸氣站、閥室及管道公司宜為二級負荷，支線(xiàn)站場(chǎng)根據工程條件和需要可分為三級負荷。各輸氣管理處、維修隊為三級負荷。需注意的是各站內的自控、通信、應急照明為一級負荷。
一級負荷應自不同變電站引入兩路電源。二級負荷則可考慮由同一變電站不同母線(xiàn)段引入兩回電源或采用一回架空專(zhuān)線(xiàn)，如不能滿(mǎn)足上述要求，也可采用一路外電(非專(zhuān)線(xiàn))與站內設一臺天然氣發(fā)電機組作為備用電源的供電方式，發(fā)電機組與外電自動(dòng)切換，并相互閉鎖。二級負荷中的監控閥室負荷容量小，因此可靠的外電源供電方案為首選。
工藝站場(chǎng)的自控及通信電源采用冗余UPS供電，后備時(shí)間0.5小時(shí)，通信直流電源后備時(shí)間2小時(shí)，以滿(mǎn)足其不間斷供電的要求。
(三)照明
管道公司、調控中心及輸氣管理處和維修隊以及所有生產(chǎn)站場(chǎng)、閥室都應設置照明，在壓縮機廠(chǎng)房、變配電室、發(fā)電機房、站控室、通信機房、消防泵房等重要場(chǎng)所要設置應急照明。應急照明宜由UPS、直流電源或蓄電池供電。
(四)電氣設備選擇
1.變頻調速設備及諧波抑制和功率因數補償裝置的選用
因長(cháng)輸管線(xiàn)需要根據氣量調節管道輸出壓力，一般壓縮機等采用變頻調節，可實(shí)現無(wú)級調速，限制電機的啟動(dòng)電流，不會(huì )對電網(wǎng)造成較大沖擊，適用于各壓氣站變工況情況，可節約大量電能。但變頻器的應用也會(huì )造成諧波對電網(wǎng)的污染機功率因數的降低，因此諧波抑制和功率因數補償裝置也是長(cháng)輸管線(xiàn)電氣設計需要考慮的。
2.防爆設備
LNG主要成分為甲烷，屬易燃易爆介質(zhì)。首站、輸氣管線(xiàn)、各站廠(chǎng)的電氣設備選擇需根據爆炸危險區域的劃分選擇相應防爆產(chǎn)品，以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需求。
3.操作電源
操作電源指變配電所的控制、信號、保護、自動(dòng)裝置及其它二次回路的工作電源。鑒于目前輸氣站變電所一般按無(wú)人值守設計，對直流系統安全可靠性要求很高，直流電源一般采用微機監控高頻開(kāi)關(guān)模式直流屏，配蓄電池組。對壓氣站全站事故所用停電時(shí)間可按2h設計。
4.變電站微機綜合自動(dòng)化
變電站采用微機綜合自動(dòng)化裝置可實(shí)現對電氣設備運行狀態(tài)及有關(guān)的電流、電壓、有功、無(wú)功進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監控，做到無(wú)人值班即可滿(mǎn)足電網(wǎng)調度及管線(xiàn)自動(dòng)化的要求，即滿(mǎn)足遙測、遙信、遙控、遙調。適用于長(cháng)輸管線(xiàn)配電系統的管理調控。
5.遠動(dòng)系統
長(cháng)輸管線(xiàn)遠動(dòng)系統按照無(wú)人值班原則進(jìn)行設計。變電站的遠動(dòng)功能應和當地的監控功能統一考慮，遠動(dòng)信息由監控系統的數據采集單元采集，保證遠動(dòng)信息的直采直送。變電站測量數據采集采用交流采樣方式，同時(shí)滿(mǎn)足電網(wǎng)調度自動(dòng)化遙測量精度的要求。
(五)防雷防靜電
輸氣管道的防雷分類(lèi)及防雷措施參照《建筑物防雷設計規范》GB50057執行。管線(xiàn)的始、末端及分支處以及直線(xiàn)段每隔100～200m處，設防靜電和防感應雷的接地裝置�？僧a(chǎn)生靜電的管道、設備、金屬導體等處做防靜電接地。閥門(mén)、法蘭等處做金屬線(xiàn)跨接。工藝裝置和電氣設備的防雷接地裝置可兼做防靜電接地。各場(chǎng)站內的電氣接地、自控、通信的保護接地接地及工作接地、防雷防靜電接地等共用接地裝置，并應做好均壓措施。
三、LNG長(cháng)輸管線(xiàn)工程中的通信設計
通信系統是為長(cháng)輸管道的生產(chǎn)調度、行政管理、巡線(xiàn)搶修等提供多種通信業(yè)務(wù)，支持數字化管道建設而設。一般包含SDH光傳輸系統及光纜線(xiàn)路、工業(yè)以太網(wǎng)光傳輸系統、局域網(wǎng)辦公自動(dòng)化系統、工業(yè)電視監控系統及周界安防系統等。
1)因長(cháng)輸管線(xiàn)工程距離很長(cháng)，采用單模光纜通信作為通信系統的主通信方式，公共有線(xiàn)通信作為站場(chǎng)的備用通信方式，GPRS(通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù))無(wú)線(xiàn)傳輸方式作為閥室備用通信方式。每個(gè)站場(chǎng)配備GSM(全球移動(dòng)通信系統)移動(dòng)通信網(wǎng)手機電話(huà)，在調控中心、管理處及維修隊分別配備全球通衛星電話(huà)，滿(mǎn)足工作人員野外作業(yè)時(shí)的通信需求和巡線(xiàn)、搶修時(shí)的應急通信需求;有人值守的站場(chǎng)，配備防爆無(wú)線(xiàn)對講通信系統，用于站場(chǎng)內巡視及檢修人員使用。
2)在調控中心設核心交換機，在各個(gè)站場(chǎng)設接入交換機，各交換機通過(guò)光纜組成內部以太網(wǎng)，整個(gè)內部網(wǎng)絡(luò )在調控中心接入Internet網(wǎng)，服務(wù)器設于調控中心。
3)工業(yè)電視系統主要用于對管道沿線(xiàn)工藝站場(chǎng)及閥室的工藝設備及人員出入情況、重要工作崗位運行進(jìn)行監控，單獨組網(wǎng)，各站攝像機視頻信息先傳輸至本站內的監控室，然后上傳至調控中心，可在調控中心進(jìn)行全面監控。
4)在站場(chǎng)及閥室裝設周界安防系統，控制室等重要場(chǎng)所設門(mén)禁，實(shí)現安全保障功能。
四、結束語(yǔ)
隨著(zhù)電氣及通信設備的更新以及施工水平的進(jìn)步，LNG長(cháng)輸管線(xiàn)的電氣及通信設計會(huì )不斷提高，“效益為先、節能環(huán)保、內外平衡、流向優(yōu)化、合理分配”的設計理念會(huì )得到更好的實(shí)現，也會(huì )為國家和社會(huì )創(chuàng )造更大的經(jīng)濟效益。
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