淺談海上石油平臺高壓配電盤無線測溫系統(tǒng)的應用

時間：2020-06-02

摘要：海上石油平臺的封閉式中高壓配電盤在平臺電力系統(tǒng)起著十分重要的作用，通過統(tǒng)計其配電盤的大部分故障為前期的熱效應引起，由于配電盤內(nèi)部空間封閉狹小，所以無法進行人工巡查測溫，這給油田的供電系統(tǒng)埋下了一定的潛在隱患。因此，基于油田利用ZigBee 無線傳感技術進行實時檢測時配電盤內(nèi)重要節(jié)點的溫度變化，可提前發(fā)現(xiàn)隱患并采取有效的措施進行預防維護，從而減少損失。
關鍵詞：ZigBee；配電盤；無線測溫；石油平臺

引言
      隨著**油價的上下起伏，海上石油平臺的產(chǎn)量任務壓力日益增加，所以，對海上石油平臺電網(wǎng)的穩(wěn)定性要求越來越高，而海上石油平臺的中高壓配電盤大部分采用全封閉式結構，全封閉式的高壓配電盤長期處于高負荷的運行狀態(tài)，散熱效果差，易造成熱量集結加劇，溫升直接損害電氣設備的電氣絕緣能力，常出現(xiàn)電氣接頭表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動、觸點和母線排連接處老化等問題，埋下了較大的安全隱患。因此，如果能有效監(jiān)控中高壓配電盤母排、電纜接頭，則可以杜絕因配電盤內(nèi)部過熱而導致的火災，防止出現(xiàn)大面積停電事故，保證油田的安全、穩(wěn)定運行。同時，隨著社會經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了飛快發(fā)展，為電力無線測溫系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了可能。

1 優(yōu)越性探討
      無線測溫采用了溫度數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆绞?，利用無線聯(lián)網(wǎng)的方式，一點對應多點，避免了施工周期長、施工復雜、效率低等問題，特別是針對海上石油平臺交通不便、空間狹小、空氣潮濕環(huán)境的應用，不僅降低了成本，而且使測溫系統(tǒng)結構簡單明了，同時，其測溫模塊具有良好的絕緣性，不會影響高壓開關柜高、中壓室本身的絕緣性能，保證了配電盤的正常運行。無線傳感器因其體積小，可以方便地安裝在中高壓配電盤觸頭或母排表面，尤其是安裝在設備上容易發(fā)熱故障的區(qū)域，同時，無線傳感器能較為準確地反映設備運行時的溫度信息，并使測量到的溫度數(shù)據(jù)具有很強的實時性，無線測溫系統(tǒng)也具備抗電磁干擾措施，保證此測溫系統(tǒng)的可靠性。

2 特點和組成
     通過對無線通信藍牙、WiFi、ZigBee、UWB、FM 等的比較，結合海上石油平臺自身環(huán)境的特點，油田采用iSTM400智能無線測溫裝置系統(tǒng)，其裝置系統(tǒng)是專門開發(fā)于高壓帶電體的運行溫度實時監(jiān)測，采用接觸式數(shù)字式溫度傳感器，ZigBee技術無線數(shù)據(jù)傳輸，低功耗設計、采用取能線圈供電等技術，真正實現(xiàn)了在線、實時、智能決策的無線溫度監(jiān)測，且系統(tǒng)具有高壓隔離、多種告警遠傳手段、監(jiān)測數(shù)據(jù)后臺智能處理等特點。
iSTM400智能無線測溫裝置由iSTM400-M總控主機、iSTM-T3接收分機、iSTM-S3溫度采集模塊構成，1臺iSTM400-M總控主機可監(jiān)測15臺開關柜。
2.1 iSTM400-M 總控主機
       接收iSTM-T3接收分機發(fā)出的信號，并將接收的信號進行轉換，并顯示在LED的顯示屏上，直觀顯示斷路器觸頭、設備和母線溫度的具體位置及名稱，實時、連續(xù)的溫度監(jiān)測具有報警輸出功能和報警音響，具備記錄32個事件的SOE功能，可以在線查詢溫報警的時間、日期并保存歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可作為運行經(jīng)驗的積累和事故分析的依據(jù)。此外，還具有溫度和溫升2種顯示模式，方便用戶查閱和管理。
2.2 iSTM-T3 接收分機
      iSTM-T3接收分機專門應用于iSTM400，其接收對應開關柜相應的無線測溫采集模塊（測溫傳感器）的實時溫度數(shù)據(jù)，并轉發(fā)至iSTM400-M總控主機。
2.3 無線溫度采集模塊iSTM-S3
      無線傳感器內(nèi)部經(jīng)過特殊工藝處理，溫度采集模塊由CT電流互感器、濾波整流保護電路、穩(wěn)壓電路、溫度測量、通訊電路等組成，應用于測量開關柜斷路器靜觸頭接點的溫度，采用 ZigBee無線傳輸方式，傳感器采用高壓側自具電源，在一次電流≥50A 時均可正常運作，*外加電源，具體如圖 1 所示。

圖 1 無線溫度采集模塊（測溫傳感器）iSTM-S3 安裝示意圖

3 海上石油平臺無線測溫系統(tǒng)的應用
海上石油平臺某油田應用了iSTM400智能無線測溫裝置系統(tǒng)，在停產(chǎn)檢修期間進行施工，總共對VCB101～104、VCB108～110、VCB112～114、高壓 PT 柜、1#PT 柜、2#PT柜等共13面進行了無線測溫采集模塊的安裝，在VCB105和VCB108內(nèi)的控制室安裝完成iSTM-T3 接收分機，在主開間上位機機柜內(nèi)安裝完成iSTM400-M總控主機，成功搭建起了覆蓋中高壓母排和觸頭的無線測溫系統(tǒng)，對上下觸點和母排進行溫度的實時監(jiān)測顯示及告警。某油田無線測溫裝置系統(tǒng)拓撲圖如圖 2 所示。

圖 2 某油田無線測溫裝置系統(tǒng)拓撲圖

通過系統(tǒng)的成功搭建，iSTM400-M總控主機顯示屏每5s切換1個測溫盤柜，并循環(huán)顯示，同時，操作人員也可以設定報警溫度，一旦測量溫度過報警溫度，顯示屏會立即發(fā)出報警信號，并鎖定報警盤柜及溫度顯示，確保運行人員了解報警盤柜的溫度，采取有效措施防止故障進一步擴大，同時，在測溫方面通過現(xiàn)場實際測溫與系統(tǒng)顯示溫度比對，其誤差在±1 ℃，滿足現(xiàn)場的使用需求。iSTM400-M總控主機顯示屏顯示數(shù)據(jù)如圖 3 所示。

圖 3 iSTM400-M 總控主機顯示屏顯示數(shù)據(jù)

4 安科瑞ARTM電氣接點在線測溫產(chǎn)品介紹及選型
4.1溫度傳感器
a.電池供電型無線溫度傳感器
安裝于發(fā)熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?br style="list-style-type:none;box-sizing:border-box">目前安科瑞無線溫度傳感器有三款：

b. CT 感應取電無線溫度傳感器
安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?br style="list-style-type:none;box-sizing:border-box">目前無線溫度傳感器有兩款：

4.2接收/顯示單元
a.接收單元

b.顯示單元

4.3方案配置
a.高低壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫

b.高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫帶操顯功能（單柜就地顯示）

c.高低壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫（不需要就地顯示）

d.高低壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫（集中就地顯示）

e.配電室集中監(jiān)測

5 結束語
海上石油平臺封閉式中高壓配電盤無線測溫系統(tǒng)有效地解決了現(xiàn)有開關柜傳統(tǒng)測溫技術存在的缺陷，實現(xiàn)了封閉式開關柜發(fā)熱的接點部位和母排整體情況的實時在線監(jiān)測，避免了因負荷變化而引起的設備過熱，進而造成設備損壞的情況，達到了在線監(jiān)測的目的。同時，無線測溫系統(tǒng)的安裝和應用保證了運行人員對封閉式中高壓配電盤運行狀態(tài)的掌握，實現(xiàn)了檢修人員從計劃檢修到預防性檢修的轉變，大大降低了非計劃性關停發(fā)生的概率，保證了海上石油平臺電力系統(tǒng)的安全性、可靠性。

參考文獻
[1]苑舜.高壓開關設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[2]劉詩揚，張樹健海上石油平臺封閉式中高壓配電盤無線測溫系統(tǒng)的應用研究［J］
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11月版.

18721096061

詞條
詞條說明
上海世博會博物館新建工程項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用
周曉麗安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定摘要：介紹上海世博會博物館新建工程項目電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。關鍵詞：上海世博會博物館新建工程項目；智能電力儀表;Acrel-2000型；電力監(jiān)控系統(tǒng)0? 概述&nbs
智能變電站溫度監(jiān)測系統(tǒng)-無線測溫系統(tǒng)
周曉麗安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801?摘要：變電站電力設備的溫度變化會影響設備的安全穩(wěn)定運行。針對傳統(tǒng)變電站設備溫度監(jiān)測方式的弊端，提出了一種基于ZigBee 協(xié)議的無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)采用星型結構組建 ZigBee 無線網(wǎng)，使用 SVG 矢量圖實現(xiàn)基于 B/S 的在線監(jiān)測平臺。測溫系統(tǒng)的設計考慮了數(shù)據(jù)模型的通用性和監(jiān)測平臺的可移植性，為變電站溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的
安科瑞餐飲油煙監(jiān)測項目在南通海門區(qū)的案例應用
摘要：餐飲業(yè)油煙是大氣中揮發(fā)性**物（VOCS）和PM10的主要來源之一。近年來隨著環(huán)保治理的加強，*、省市區(qū)不斷強化餐飲經(jīng)營商全覆蓋安裝油煙凈化器工作，但在監(jiān)管上仍存在一些問題和漏洞。安科瑞餐飲油煙監(jiān)測平臺通過采集餐飲油煙處理設備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動對**標排放及異常企業(yè)進行提示預警，監(jiān)管部門可迅速進處理，督促餐飲企業(yè)整改設備，并定期清洗、維護，實現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的，從傳統(tǒng)人
*門監(jiān)控系統(tǒng)在工程設計中的解決方案
周曉麗安科瑞電氣股份有限公司?上海嘉定? 201801?摘要：設計人員對*門監(jiān)控系統(tǒng)工作機理及相關規(guī)范理解不夠充分或有不同的理解,導致對*門監(jiān)控系統(tǒng)的設計存在一些誤區(qū)。探討了*門監(jiān)控系統(tǒng)工程設計中的一些誤區(qū)，并結合實際工程實例，分析了*門監(jiān)控系統(tǒng)。提出*門監(jiān)控系統(tǒng)單一的控制功能更能實現(xiàn)對常開*門的可靠控制，同時其專有功能更符合*門管理工作的實際需求。關鍵