海底电缆油泵站油流控制功能开发研究

海底电缆油泵站油流控制功能开发研究

海底电缆油泵站油流掌握功能开发讨论黄小卫汪焰吴青帅韩坤王尤河:海南联网系统中林诗岛站和福山站油泵站的油流掌握功能模块由海缆计算模块、泵计算模块、泵运行模块组成,通过对海底电缆内绝缘油的压力、流量进行监测和计算,可以精确     调整海底电缆内的绝缘油压力和流量,同时通过泵运行模块可以优化现场绝缘油泵的运行;当海底电缆遭到破坏时,油流功能模块可以推断到海底电缆运行消失特别,同时在特别状况下,加大绝缘油流量,确保海水不能进入海底电缆。

:海底电缆;油流掌握模块;紧急油流模式0引言海南联网系统[1]的林诗岛站和福山站之间采纳海底电缆进行输电,海底电缆铺设在海底,最深处距海平面100。

海底电缆造价昂贵,修理困难,为避开来往船只抛锚损伤海底电缆,同时确保海底电缆的输电效果,需要通过对海底电缆内部输入绝缘油进行爱护。

林诗岛站和福山站分别配置了一座绝缘油泵站,每个绝缘油泵站包含6台绝缘油泵供应动力将绝缘油打入海底电缆内部、1台绝缘油罐用于储存绝缘油、6臺液压油泵配套为绝缘油泵供应动力、液压油罐储存液压油、1套真空系统保持绝缘油罐内真空度、液压油冷却净化系统保持液压油运行过程中温度稳定。

在林诗岛站和南岭站之间,绝缘油经过海底电缆来回流淌,通过转变系统内参数来转变绝缘油的流淌方向,如此往复进行,保证输油电缆的正常工作。

海底电缆成本昂扬,修理难度特别高,在保证海底电缆正常工作的前提下,需要对其运行状况进行实时监控,遇到海底电缆被抛锚割破等突发状况时,掌握系统能够准时调整绝缘油流量和压力,保证海水不会进入海底电缆内部,对海底电缆内部进行爱护。

林诗岛站和南岭站内均设有一套掌握系统,用于监控海底电缆内部绝缘油压力和流量,若消失运行不正常状况会自动报警,消失海底电缆由于渔船抛锚而割损状况时,会启动紧急模式,加大绝缘油量,对海底电缆进行爱护。

该掌握系统包含真空模块、油流掌握功能模块、冷却系统模块等,其中油流掌握模块是掌握系统的最主要模块,其功能是检测并掌握海底电缆内绝缘油的流淌状况,确保海底电缆的正常运行。

1功能块介绍整个功能块采纳模块化[2]设计原理,油流掌握功能由海缆计算模块、泵计算模块、泵运行模块3个子程序组成。

1海缆计算模块的主要功能是通过检测到的海底电缆内绝缘油的压力和流量,与设定值进行比较,依据比较结果推断海底电缆当前的运行状态,计算模块将监测到的压力和流量与设定值进行比较,推断当前运行状态是否正常,依据推断结果确定油流功能模块的运行模式,若运行状态正常,油流功能模块处于正常油流模式;若海底电缆运行状态特别,则油流功能模块处于紧急油流模式。

2泵计算模块是依据海底电缆中绝缘油压力信号来计算开启绝缘油泵的台数,正常油流模式状况下,当监测压力大于油泵站出口压力设定值南岭站为430且林诗岛站为300或南岭站400且林诗岛站为530时,开启2台绝缘油泵;当检测到压力低于设定值时,模块会推断开启3台绝缘油泵;当压力连续削减,开启的绝缘油泵会连续增加,最多可同时开启6台绝缘油泵;在紧急油流模式下,6台绝缘泵全部打开。

3泵运行模块可以监测绝缘油泵的运行状态,运行状态分3种:正在运行、停止运行、故障状态,泵的运行模块会记录各台绝缘油泵的历史运行时间,依据泵运行的数量和各个泵的运行时间、是否处于故障状态等因素,最终推断启动几号绝缘油泵。

绝缘油泵运行的优化处理,可避开消失某台绝缘油泵闲置时间过长或某台绝缘油泵运行时间过长。

掌握过程油流模块海缆掌握流程如图1所示,程序启动并初始化以后进入系统参数设置阶段,需人工设置的参数为油泵站的海底电缆出口处的绝缘油压力,由于林诗岛站和南岭站两地的海平面高度存在差别,当南岭站出口压力设定值在430,林诗岛站出口压力设定值在400时,海底电缆内绝缘油从林诗岛站流向南岭站。

当南岭站出口压力设定值在530,林诗岛站出口压力设定值在300时,油流方向从南岭流向林诗岛。

依据绝缘油泵的力量,绝缘油流量值在0~。

监测到的海底电缆的绝缘油压力传输到油流掌握模块时,程序首先对该压力值进行推断,推断该值是否错误,若传输信号为4~20,则信号正常,考虑到线阻损耗导致的信号衰减以及信号干扰产生的偏差,会适当将监测范围上限及下限扩大5%,当超出该上下限值时,就推断该监测值错误,系统进行报警;若推断该监测值正常,则进行运行模式推断。

系统运行模式分为两种:正常油流模式和紧急油流模式。

其推断标准为:当南岭站监测到的海底电缆绝缘油出口压力值低于430林诗岛站该数值为300,并且流量高于10,这时系统发出报警。

若在报警开头30内绝缘油出口压力和流量恢复正常,系统取消报警,并恢复正常油流模式;若报警持续30后绝缘油出口压力和流量状况持续特别,未恢复到正常运行状态,此时系统连续报警,同时系统自动推断此时海底电缆处于紧急油流模式。

正常油流模式下,系统监控海底电缆内部绝缘油的压力和流量,并与设定值进行比较,比较计算后通过调整输油阀门和绝缘油泵的启停,来调整海底电缆内的油压和流量。

紧急油流模式下,油流掌握功能模块第一时间全开输油阀门且打开6台绝缘油泵,将输油量调至最大,确保海水不会进入海底电缆内部,然后渐渐减小流量,最终保持稳定,在稳定的压力和流量条件下,使绝缘油从海底电缆内部流向海水,同时,油流流量最小,降低对海疆的环境污染,同时减小经济损失。

正常油流模式正常油流模式通过比较设定值和实测值的差,输出开启的泵的台数,关系如下:=23≤06≤0,且持续时间达到30以上式中,为开启的泵的台数;为实测值与压力设定值的差。

在正常状况下,有2台绝缘油泵持续运行,系统依据各个绝缘油运行时间进行优化配置,每个绝缘油泵轮番运行,保证在任何时候都有2台绝缘油泵运行且每台泵的运行时间基本相同;当实测值一旦小于设定值时,启动3台绝缘油泵,当压力恢复正常后,系统启动2台绝缘油泵;当压力实测值小于设定值,且持续30未能恢复正常,系统开启6台绝缘油泵。

泵的开启台数信號将输出到泵掌握模块,泵掌握模块依据各绝缘油泵的状态进行优化配置,打算开启6台绝缘油泵中的哪几台,将启动信号传输至相应的绝缘油泵。

绝缘油泵掌握的优化过程分为两部分:首先推断泵是否处于故障状态,假如泵处于故障状态,则将该绝缘油泵排出;然后依据每台泵的运行时间,优先启动运行时间短的绝缘油泵,从而最大限度保证各个绝缘油泵运行平衡。

紧急油流模式紧急油流模式是海底电缆遭到破坏时,海水与绝缘油连通,若海水进入海底电缆内部,接触到输电元件,则会造成电力损耗,同时会造成海底电缆内部损坏,此时需要保证海水不能进入海底电缆内部,当系统推断为紧急油流模式的状况下,系统将绝缘油泵全部打开,通过输油阀门调整绝缘油流量,调整规律根据下式计算:,随着时间渐渐削减,经过1后,,5后,,。

紧急油流模式一旦启动,除非手动解除,否则将始终根据上式进行海底电缆绝缘油流量的调整。

如此调整的主要目的有两个:1确保海水不能进入海底电缆内部,以免电缆内部损坏;2避开大量绝缘油流入海水而污染环境,同时避开造成过大的经济损失。

为了满意上述两点要求,需要保证海缆中压力比海水大,保证绝缘油外流,同时其流量最小。

3功能块的测试分析使用信号发生器和脉冲发生器来模拟现场压力和流量,以测试功能块的运行状况[3]。

首先预备3个模拟量输出信号和3个高速脉冲信号,分别模拟3根海缆中的压力和流量信号,压力气程为0~2000,对应4~20电流信号。

当模拟量输出为12时,此时压力显示为1000。

流量信号为高速脉冲速率,即在周期时间内通过的脉冲数的速率,计算公式为:式中,为流量;为高速脉冲速率。

转变信号大小,可以观看到掌握系统的反馈正常,可以正常行使其掌握功能。

4结语本文介绍的海底电缆油泵站的油流掌握模块,既可以满意正常状况下对海底电缆内绝缘油流量计压力的自动掌握,又可以在海底电缆破