浅谈LNG长输管线中电气与通信设计
随着电气及通信设备的更新以及施工水平的进步，LNG长输管线的电气及通信设计会不断提高，“效益为先、节能环保、内外平衡、流向优化、合理分配”的设计理念会得到更好的实现，也会为国家和社会创造更大的经济效益。
一、概述
LNG(液化天然气)作为一种洁净能源应用广泛，在燃气行业、汽车行业等各领域消费量逐年增加，这使气源地的输送范围越来越大，因此考虑长距离输送的经济性和可行性对我国能源行业的发展具有重要意义。下面我们就从LNG长输管线中电气与通信系统的设计方面进行一下探讨。
二、LNG长输管线工程中的电气设计
(一)电气设计包含的内容
LNG长输管线工程电气设计一般包含管道公司、调控中心及输气管理处和维修队以及所有生产站场、阀室的供配电、照明、防雷防静电设计。
(二)供配电方式
根据《输气管道工程设计规范》GB50251规定，判别上述设计单元的负荷等级，对于供电可靠性要求高的调控中心、首站、压气站作为一级负荷，其它输气站、阀室及管道公司宜为二级负荷，支线站场根据工程条件和需要可分为三级负荷。各输气管理处、维修队为三级负荷。需注意的是各站内的自控、通信、应急照明为一级负荷。
一级负荷应自不同变电站引入两路电源。二级负荷则可考虑由同一变电站不同母线段引入两回电源或采用一回架空专线，如不能满足上述要求，也可采用一路外电(非专线)与站内设一台天然气发电机组作为备用电源的供电方式，发电机组与外电自动切换，并相互闭锁。二级负荷中的监控阀室负荷容量小，因此可靠的外电源供电方案为首选。
工艺站场的自控及通信电源采用冗余UPS供电，后备时间0.5小时，通信直流电源后备时间2小时，以满足其不间断供电的要求。
(三)照明
管道公司、调控中心及输气管理处和维修队以及所有生产站场、阀室都应设置照明，在压缩机厂房、变配电室、发电机房、站控室、通信机房、消防泵房等重要场所要设置应急照明。应急照明宜由UPS、直流电源或蓄电池供电。
(四)电气设备选择
1.变频调速设备及谐波抑制和功率因数补偿装置的选用
因长输管线需要根据气量调节管道输出压力，一般压缩机等采用变频调节，可实现无级调速，限制电机的启动电流，不会对电网造成较大冲击，适用于各压气站变工况情况，可节约大量电能。但变频器的应用也会造成谐波对电网的污染机功率因数的降低，因此谐波抑制和功率因数补偿装置也是长输管线电气设计需要考虑的。
2.防爆设备
LNG主要成分为甲烷，属易燃易爆介质。首站、输气管线、各站厂的电气设备选择需根据爆炸危险区域的划分选择相应防爆产品，以满足安全生产的需求。
3.操作电源
操作电源指变配电所的控制、信号、保护、自动装置及其它二次回路的工作电源。鉴于目前输气站变电所一般按无人值守设计，对直流系统安全可靠性要求很高，直流电源一般采用微机监控高频开关模式直流屏，配蓄电池组。对压气站全站事故所用停电时间可按2h设计。
4.变电站微机综合自动化
变电站采用微机综合自动化装置可实现对电气设备运行状态及有关的电流、电压、有功、无功进行实时采集和监控，做到无人值班即可满足电网调度及管线自动化的要求，即满足遥测、遥信、遥控、遥调。适用于长输管线配电系统的管理调控。
5.远动系统
长输管线远动系统按照无人值班原则进行设计。变电站的远动功能应和当地的监控功能统一考虑，远动信息由监控系统的数据采集单元采集，保证远动信息的直采直送。变电站测量数据采集采用交流采样方式，同时满足电网调度自动化遥测量精度的要求。
(五)防雷防静电
输气管道的防雷分类及防雷措施参照《建筑物防雷设计规范》GB50057执行。管线的始、末端及分支处以及直线段每隔100～200m处，设防静电和防感应雷的接地装置。可产生静电的管道、设备、金属导体等处做防静电接地。阀门、法兰等处做金属线跨接。工艺装置和电气设备的防雷接地装置可兼做防静电接地。各场站内的电气接地、自控、通信的保护接地接地及工作接地、防雷防静电接地等共用接地装置，并应做好均压措施。
三、LNG长输管线工程中的通信设计
通信系统是为长输管道的生产调度、行政管理、巡线抢修等提供多种通信业务，支持数字化管道建设而设。一般包含SDH光传输系统及光缆线路、工业以太网光传输系统、局域网办公自动化系统、工业电视监控系统及周界安防系统等。
1)因长输管线工程距离很长，采用单模光缆通信作为通信系统的主通信方式，公共有线通信作为站场的备用通信方式，GPRS(通用分组无线服务技术)无线传输方式作为阀室备用通信方式。每个站场配备GSM(全球移动通信系统)移动通信网手机电话，在调控中心、管理处及维修队分别配备全球通卫星电话，满足工作人员野外作业时的通信需求和巡线、抢修时的应急通信需求;有人值守的站场，配备防爆无线对讲通信系统，用于站场内巡视及检修人员使用。
2)在调控中心设核心交换机，在各个站场设接入交换机，各交换机通过光缆组成内部以太网，整个内部网络在调控中心接入Internet网，服务器设于调控中心。
3)工业电视系统主要用于对管道沿线工艺站场及阀室的工艺设备及人员出入情况、重要工作岗位运行进行监控，单独组网，各站摄像机视频信息先传输至本站内的监控室，然后上传至调控中心，可在调控中心进行全面监控。
4)在站场及阀室装设周界安防系统，控制室等重要场所设门禁，实现安全保障功能。
四、结束语
随着电气及通信设备的更新以及施工水平的进步，LNG长输管线的电气及通信设计会不断提高，“效益为先、节能环保、内外平衡、流向优化、合理分配”的设计理念会得到更好的实现，也会为国家和社会创造更大的经济效益。
作者：黄瑞 来源：科技风 2016年6期