海洋石油平台电气系统

海洋石油平台电气系统2008-7-52海洋石油平台电气系统概论供电装置用电设备3海洋石油平台电气系统概论海洋石油平台的种类电气设备的环境条件对平台电气设备的要求适用的规范与标准外壳防护等级的分类电气设备的防爆安全45678910111213电气设备的环境条件长期离岸工作，零部件补给困难；可能在不同海域作业，环境温差大；工作环境湿度大，有霉菌和附着生物的影响；可能受强风和海浪的冲击；工作环境中有油污、腐蚀性气体，甚至存在易然易爆的气体；工作环境中有振动，可能受冲击；因空间有限，设备高度集中，布置受空间限制；平台为钢结构，电气设备众多，工作在同一电磁屏蔽环境中，易受干扰；14对平台电气设备的要求具有较高的工作可靠性；对环境的适应性强；在危险区域工作的电气设备，应具有与使用环境相应的防爆性能；具有运行的耐久性；满足防火要求；体积小，重量轻；应能做成模块结构，最大限度地减少安装和维护地工作量；具有良好的防油污、盐雾、霉菌、振动、冲击等防护性能；外壳应方便拆装、维修，并保证维修和操作人员的安全；具有防止无线电干扰的措施；15适用的规范和标准CCS海上移动平台入级和建造规范；CCS海上固定式平台安全规则；CCS钢质海船建造与入级规范；ABS海上移动平台入级和建造规范；DNV近海平台的设计、建造和检验规范；中华人民共和国国家标准；中华人民共和国海洋石油天然气行业标准；中华人民共和国石油天然气行业标准；中国海洋石油总公司企业标准；海洋石油作业管理规则；16适用的国标、行业标准、企业标准海上石油设施电气安全操作规程SYT6560-2003石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法SYT10041-2002危险（分类）区域中有关电气设备的气体、蒸气和粉尘的分类SYT6519-2001渤海海域井口平台机械、电气、仪表设计规定QHS3002-2002海上石油平台修井机第10部分：电气系统QHS2007.10-2004易燃易爆危险场所安全管理规定QHS4010-200317适用的国标、行业标准、企业标准用电安全导则GB/T13869-92石油与石油设施雷电安全规范GB15599-9510KV及以下变电所设计规范GB50053-94外壳防护等级的分类GB4208-84爆炸性气体环境用电气设备GB3836.1-2000低压配电设计规范GB50054-95电工电子设备防触电保护分类GB/T2501-90电机外壳防护分级GB4942.1-8518适用的国标、行业标准、企业标准电缆线路施工及验收规范GB50168-92电力负荷控制系统通用技术条件GBT15148_94电力工程电缆设计规范GB50217-94电气设备安全设计导则GB4064-83APIRP14F-1999(RecommendedPracticeforDesignandInstallationofElectricalSystemforFixedandFloatingOffshorePetroleumFacilitiesforUnclassifiedandClassI,Division1andDivision2Location)19适用的国标、行业标准、企业标准APIRP14FZ-2001(RecommendedPracticeforDesignandInstallationofElectricalSystemsforFixedandFloatingOffshorePetroleumFacilitiesforUnclassifiedandClassI,Zone0,Zone1andZone2Locations)APIRP500-1998(RecommendedPracticeforClassificationofLocationsforElectricalInstallationsatPetroleumFacilitiesClassifiedasClassI,Division1andDivision2)APIRP505-1998(RecommendedPracticeforClassificationofLocationsforElectricalInstallationsatPetroleumFacilitiesClassifiedasClassI,Zone0,Zone1,andZone2)20外壳防护等级的分类GB4208-84(等效IEC）本标准以外壳防护能力为基础，规定了最高电压不超过69kV(如有需要，经供需双方协议，额定电压可不超过72.5kV)，借助外壳防护的电气设备的外壳的分类分级系统，同时规定了考核各种等级外壳防护性能的型式试验方法。本标准中的分类系统所包括的防护形式有：a.防止人体触及或接近外壳内部的带电部分和触及运动部件(光滑的旋转轴和类似部件除外)，防止固体导物进入外壳内部。b.防止水进入外壳内部达到有害程度。本标准等效采用IEC529(1976年第一版)《外壳防护等级的分类》，包括1978年的第一次修改和1983年的第二次修改。本标准不规定有关机械损坏，易爆、腐蚀性气体或潮湿(例如由凝露所引起的)，霉菌，虫害等条件下的防护等级。21外壳防护等级的分类GB4208-84(等效IEC）表示防护等级的代号通常由特征字母IP和二个特征数字组成。第一位数字指所述防护等级(固体防护)含义如下：数字简短说明含义0无防护没有专门防护1防大于50mm的固体导物能防止直径大于50mm的固体导物进入壳内，能防止人体的某一大面积部分(如手)偶然或意外地触及壳内带电部分或运动部件，不能防止有意识的接近2防大于12mm的固体异物能防止直径大于12mm长度不大于80mm的固体异物进入壳内，能防止手指触及壳内带电部分或运动部件3防大于2.5mm的固体异物能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内，能防止厚度(或直径)大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内带电部分或运动部件4防大于1mm的固体异物能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内，能防止厚度(或直径)大于1mm的工具、金属线等触及壳内带电部分或运动部件5防尘不能完全防止尘埃进入，但进入量不能达到妨碍设备正常的程度6尘密无尘埃进入22外壳防护等级的分类GB4208-84(等效IEC）第二位数字指所述防护等级(液体防护)含义如下：数字简短说明含义0无防护没有专门防护1防滴滴水(垂直滴水)无有害影响215°防滴当外壳从正常位置倾斜在15°以内时，垂直滴水无有害影响3防淋水与垂直成60°范围以内的淋水无有害影响4防溅水任何方向溅水无有害影响5防喷水任何方向喷水无有害影响6防猛烈海浪猛烈海浪或强烈喷水时，进入外壳水量不致达到有害程度7防浸水影响浸入规定压力的水中经规定时间后进入外壳水量不致达到有害程度8防潜水影响能按制造厂规定的条件长期潜水例IP44:此代号指外壳能防止大于1mm的固体进入内部，并且防溅23IP防护等级图例24IP防护等级的最低要求25危险区域划分的国际标准美国电气规程(NEC)The1999U.S.NationalElectricCode加拿大电气规程(CEC)The1998CanadianElectricCode国际电工委员会(IEC)TheInternationalElectrotechnicalCommission欧洲电工技术标准化委员会CENELEC(法文名称缩写)26危险区域的划分（美标）美国（加拿大）国家电气法规将危险区域分为三级：Ⅰ级：一级区域指那些在空气中存在或可能存在着易燃气体或油蒸气，其浓度足以形成爆炸或易燃混合物；Ⅱ级：指存在着可燃粉尘的部位；Ⅲ级：指出现容易燃烧的纤维和飞絮而造成的危险部位。海上平台一般只涉及Ⅰ级危险区。英文表示：Ⅰ级－－ClassⅠⅡ级－－ClassⅡ27Ⅰ级危险区分为两类，Ⅰ级1类和Ⅰ级2类：Ⅰ级1类（ClassⅠ,Division1)部位是指：危险区域的划分（美标）在正常操作条件下，易燃气体或油蒸气达到可点燃浓度的区域；由于修理、维护工作或泄漏等原因，而经常存在易燃气体或油蒸气到达可点燃浓度的区域；由于设备或流程的中断或运行故障，可能释放出危险浓度的易燃气体或油蒸气，并且也可能同时导致发生电气设备故障而变成引燃源的区域。28Ⅰ级2类（ClassⅠ,Division2)部位是指：危险区域的划分（美标）处理、加工或使用挥发性的易燃液体或易燃气体的区域，但是这些液体、蒸气或气体在正常情况下是被限制在密闭容器或密封系统里，仅当这种容器或系统事故性破裂或损坏时，或在设备异常运行的情况下才可能泄漏出来；由于采用正压通风，因而在正常情况下防止了天然气或油蒸气达到可燃浓度的区域，但如果通风设备损坏或工作不正常时，它就可能达到危险区域；与一级一类区域相邻并且气体或油蒸气可能偶然聚集到可点燃浓度的区域，除非这种聚集能够通过一个清洁空气源以足够的正压通风来避免，并且备用防止失效的有效防护装置。29通常，对于一类区域与非分类区域之间的过渡区域，可视为二类区域；如果采用一种有效的手段来防止通风失败，那么用具有清洁空气来源的充分正压通风，就可以排除这一过渡区域；当一座建筑物（或类似封闭区域）由于内部装有特殊油气处理设备。而“整体”被化为一类区域时，那么邻近其非气密墙或孔洞处的地方则视为二类过渡区域（如门和窗）。危险区域的划分（美标）当一类区域围绕在某一特殊设备周围时，则二类区域边界到一类区域边界的距离应等于一类区域边界的距离；当一类区域为某一建筑物（或类似的封闭区域），则非气密墙或孔洞3米处（10英尺）的区域为二类区域。30当建筑物（或类似封闭区域）由于内设特定的油、气加工设备而“整体”被划分为二类区域时，并不需要把二类区域由于非气密性墙式开口（如门窗）而延伸到建筑物之外。但是，由于这些开口偶然可能传送易燃气体或油蒸气，为了提高安全度，一般推荐不在紧贴这些开口处安装非防爆性飞弧或高温的电力设备。专用于通风或排出潜在易燃气体或油蒸气的建筑物（或类似的封闭区域）上的孔、洞（例如屋脊通风口和强制通风系统的排风管）宜视为通风口，并做出相应的区域划分。如果孔、洞来自于一级一类区域，要求一级一类区域周围应是二类过渡区。二类区域的建筑物上的孔、洞向外1.5米（4.5英尺）范围内应视为二类区域。危险区域的划分（美标）31危险区域的通风和加压（美标）通风是一种稀释某一区域可能泄放的易燃气体或油蒸气。加压是一种避免易燃气体—空气或油蒸气—空气混合物从加压区外进入到加压区的一种方法。应注意空气流动方向以及通风进、出口的位置，以把交叉污染的可能性降到最低。为引入新风，必须做出这样的规定，即采用一种合理分配通风的方法，那就是在没有带走室内原有空气的情况下，空气不允许直接从气体进口到气体出口（短路），或者直接从气体出口又回到气体进口处。通风进口必须位于非分类区域（非危险区）。危险分类场所的通风系统必须完全独立于非分类区域的通风系统。32充分通风是指自然或人工通风条件能满足，以防止油蒸气与混合物或天然气与空气混合的浓度聚集到超过其可燃(爆炸)下限(LEL)浓度的25%确定充分通风时，油气浓度可以认为是均匀混合的，虽然在靠近油气释放源附近认为具有少量高浓度的油气显示。对封闭区域（房间、建筑物空间），在每平方英尺的甲板面积上，每分钟至少要提供0.028立方米(1立方英尺)的空气，每小时至少换气6次，这样可以认为具备充分的通风条件。通风可以通过自然或机械通风的手段。容纳有泥浆系统任何敞口部分的封闭危险分类区域应保证每小时最少换气次数不少于12次。封闭危险（分类）区域配备的通风要达到保持该区域的压力低于相邻低危险区域25Pa压差的要求。危险区域的通风和加压（美标）33为引入新风，需要采取措施来合理分配通风，即在没有带走室内原有空气的情况下，空气不允许直接从气体进口到气体出口（短路），或直接从气体出口又回到气体进口处。建筑物、封闭区域或部分封