邱 峰

（國網(wǎng)濟(jì)寧微山縣供電公司，安徽 濟(jì)寧 277600）

0 引言

信息技術(shù)的高速發(fā)展使自動(dòng)采集監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為了可能，利用網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)以挖掘引擎為基礎(chǔ)，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化從不同地點(diǎn)采集信息，并對信息進(jìn)行分類、編輯、整合等操作。從而有效的節(jié)省了物力、時(shí)間、人力，同時(shí)提高信息的及時(shí)性。

1 單井配電運(yùn)行參數(shù)采集面臨的問題及解決思路

1.1 面臨的問題

近幾年，我國油田行業(yè)發(fā)展迅猛，機(jī)采井?dāng)?shù)量逐年增多，而從目前情況來看，機(jī)采井?dāng)?shù)量的增多還將會(huì)持續(xù)下去。單井配電是確保機(jī)采井能夠正常工作的關(guān)鍵步驟，如果單井配電線路出現(xiàn)異常或出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)無法正常工作。抽油器要想恢復(fù)正常工作，需要巡視工或采油工對單配井線路的進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，并對依據(jù)實(shí)際情況對調(diào)查經(jīng)過進(jìn)行分析，將調(diào)查結(jié)果和分析結(jié)果統(tǒng)一匯報(bào)給生產(chǎn)調(diào)度，再由生產(chǎn)調(diào)度將情報(bào)匯報(bào)運(yùn)行調(diào)度，而從實(shí)際情況來看工作人員很難全面無誤的掌握施工現(xiàn)場的情況，因此在處理網(wǎng)絡(luò)故障、非故障區(qū)恢復(fù)、故障隔離上將會(huì)面臨很大難度，這將會(huì)給油田生產(chǎn)帶來巨大麻煩[1]。

1.2 問題解決思路

解決單井故障問題方法主要有2種：1）通過公共網(wǎng)絡(luò)完成對單井?dāng)?shù)據(jù)的采集及傳輸，一般來說，公共網(wǎng)絡(luò)具有較大的容量，因此沒有必要建立自己的專用網(wǎng)絡(luò)，這也節(jié)省了大量的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用，但在公共通訊網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，使用部門需要同通信網(wǎng)絡(luò)部門簽訂相應(yīng)的使用功能，并繳納一定使用費(fèi)用。2）利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)，采用該方法，需要通過申請獲取專用頻段，建立相應(yīng)基站、主站無線網(wǎng)絡(luò)，采用該方式，不僅對網(wǎng)絡(luò)維護(hù)起來工作量大，而且需要花費(fèi)巨大資金[2]。將兩種方法進(jìn)行對比，顯然可以得出，第一種方法費(fèi)用低，維護(hù)氣功工作量小，因此單井?dāng)?shù)據(jù)自動(dòng)采集通過公共通訊網(wǎng)絡(luò)是一種可行方式。

2 配電運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

配電運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)采集系統(tǒng)通過電度表芯片SA9105F、三相雙向功率對互感器采集依照合理比例輸出小電流、低電壓量?；ジ写碳さ碗娏鳌㈦妷涸谳敵龊髮?huì)進(jìn)行關(guān)AD 轉(zhuǎn)化電路和放電電路系統(tǒng)會(huì)將需要的數(shù)據(jù)保存下來，并使其顯示出來。圖1為配電運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)框圖。

圖1 配電運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)框圖

在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少危險(xiǎn)的發(fā)生，通常不能將裝置直接接入到高壓線路中，為了避免裝置在高壓線路中遭受到破壞，在接入電路中應(yīng)當(dāng)接入互感器、降壓電阻，確保獲取小電流、小電壓信號(hào)，依據(jù)通過電壓檢測端口和電流監(jiān)測端口進(jìn)入SA9105F 計(jì)量芯片對電能、功率進(jìn)行計(jì)算，互感器將會(huì)輸出三相電流I1、I2、I3和三相電壓V1、V2、V3，三相電流和三相電壓都會(huì)經(jīng)過ADC0809 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)將會(huì)顯示在液晶顯示上，數(shù)據(jù)的傳輸通過接口電路完成。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)會(huì)將符合AD 芯片輸入范圍內(nèi)的信號(hào)傳送給AD 轉(zhuǎn)換芯片，將系統(tǒng)中必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理存儲(chǔ)，軟件可以對實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施采集，并進(jìn)行定時(shí)記錄，對線路中的電流、電壓、功率等因數(shù)進(jìn)行記錄，最大可累積記錄34 天。配電運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 配電運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)流程

2.3 抗干擾性

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中將會(huì)面臨一定干擾。第一，在模塊設(shè)計(jì)中，可能出現(xiàn)調(diào)試誤差或錯(cuò)誤，要認(rèn)真分析干擾因素。在減壓方法上要放棄傳統(tǒng)分壓法，采取互感器減壓法，主要因?yàn)榛ジ衅鞅旧砜蓪﹄姎膺M(jìn)行隔離，這有助于從源頭上使系統(tǒng)的抗干擾性得到提高。信號(hào)無論是被輸入到ADC0809 還是SA9105F 計(jì)量芯片信號(hào)前，都需要在系統(tǒng)中加一個(gè)小電容濾波，對系統(tǒng)中的雜波進(jìn)行去除，提高系統(tǒng)抗干擾性，確保信號(hào)穩(wěn)定。

電路在實(shí)際應(yīng)用中還會(huì)受到電源、回路耦合、信號(hào)線等多方面的抗擾，因此在設(shè)計(jì)過程中要對多種影響因素進(jìn)行考慮，盡量提高布局整體的合理性，降低干擾因素對系統(tǒng)的干擾性，為了抑制帶寬，可在公共地設(shè)計(jì)合理的旁路。為了降低串?dāng)_耦合，應(yīng)當(dāng)是不同點(diǎn)評導(dǎo)線之間的布局盡量遠(yuǎn)一些。線路中安裝的電源需要原路干擾源，為了避免感應(yīng)電勢對線路的影響應(yīng)當(dāng)盡量使布線長度短一些。除此之外，在進(jìn)行PCB布置時(shí)，盡量讓線路粗而短，盡量減少直角的出現(xiàn)，線路布置時(shí)要盡量避免兩條線路平行而產(chǎn)生的耦合作用。在布線時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量使模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)保持一定距離，并加粗接地線，增加抗干擾性。

3 通過公共通訊網(wǎng)絡(luò)采集單井配電運(yùn)行數(shù)據(jù)及作用

3.1 配電運(yùn)行數(shù)據(jù)采集干

在采集單井配電運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)利用通訊網(wǎng)絡(luò)可以提高單井配電系統(tǒng)的運(yùn)行管理和水平和整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，確保單井配電運(yùn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集的合理進(jìn)行，在單井配電運(yùn)行中監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對抽油機(jī)運(yùn)行過程中的配電參數(shù)（運(yùn)行最大電流、運(yùn)行電壓、運(yùn)行中最小功率、運(yùn)行中最大功率、運(yùn)行平均電量及電量等）進(jìn)行實(shí)施采集，在完成數(shù)據(jù)采集后，可以利用公共通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的定時(shí)傳送，數(shù)據(jù)在傳送到計(jì)算機(jī)中后，計(jì)算機(jī)將會(huì)自動(dòng)對傳入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取數(shù)據(jù)曲線[3]。監(jiān)控人員將會(huì)通過觀察計(jì)算對數(shù)據(jù)處理后得到的曲線，對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電壓和電流的實(shí)際情況進(jìn)行合理分析，從而對抽油機(jī)及系統(tǒng)中其余的配電部門的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)（系統(tǒng)在運(yùn)行過程是否存在欠壓、缺相、竊電、單相接地等情況）進(jìn)行做出正確判斷。單井配電運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、監(jiān)控技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅具備采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)報(bào)警、記錄時(shí)間、遙控等功能，而且可以通過同配電終端中進(jìn)行配合實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行定位、隔離故障發(fā)生地點(diǎn)，使供電恢復(fù)。對抽油機(jī)的配電運(yùn)行的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，可以提高其運(yùn)行管理水平和工作效率，提高油田的生產(chǎn)效率[4]。

智能監(jiān)控器在實(shí)際應(yīng)用中可以被安裝在配電變壓器桿上，也可以被安全裝在井口配電箱內(nèi)，主要因?yàn)橹悄鼙O(jiān)控器具有重量輕、機(jī)型小、便于安裝等特點(diǎn)，同時(shí)智能監(jiān)控器還可以同調(diào)壓配電變壓器進(jìn)行組合，然后依據(jù)抽油機(jī)在實(shí)際工作的負(fù)載變化進(jìn)行調(diào)壓，不僅可以降低變壓器在工作過程中的對自身損害，而且可以對電機(jī)節(jié)電進(jìn)行有效的控制；通過智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對抽油機(jī)的遠(yuǎn)程遙控，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及報(bào)警等操作，同時(shí)因?yàn)樵O(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此可以有效避免盜電行為出現(xiàn)[5]。

3.2 自動(dòng)采集監(jiān)控系統(tǒng)的作用

系統(tǒng)采集監(jiān)控系統(tǒng)建立，可以科學(xué)合理的為生產(chǎn)運(yùn)行單位和有關(guān)部門提供全面的抽油機(jī)井配電運(yùn)行數(shù)據(jù)，不斷完善電力系統(tǒng)，提高系統(tǒng)在運(yùn)行中的科學(xué)性及準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行，對降低能效消耗有著巨大意義。主要體現(xiàn)在以下幾方面：1）對相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，提供抽油機(jī)運(yùn)行負(fù)荷[6]。在實(shí)際工作中可以依據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理分析，系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)電壓、電流突變情況，工作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在，并盡快找出合理的解決辦法，對問題進(jìn)行處理，不僅減少了審查事故發(fā)生的時(shí)間，而且有效的控制了停電面積，確保油田生產(chǎn)效率能夠得到保障。2）自動(dòng)采集監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的記憶功能，這改變了以往無法的數(shù)據(jù)故障進(jìn)行準(zhǔn)確查詢的現(xiàn)狀，為瞬間故障查詢提供了有利的技術(shù)支持。傳統(tǒng)查詢方法，主要是針對故障點(diǎn)機(jī)型大面積的人工巡線，大面積人工巡線的查詢方法不僅耗時(shí)長，而且在工作中會(huì)浪費(fèi)掉大量車輛、人力、財(cái)力，并且無法取得理想的查詢效果[7]。利用自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的記憶功能，查詢歷史數(shù)據(jù)并對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，便可找到故障的多發(fā)區(qū)，存在安全隱患的部位，為提高在實(shí)際生產(chǎn)過程中供電的可靠性，消除影響線路在安全運(yùn)行過程中的隱患部位提供了有利的數(shù)據(jù)支持。3）使電力調(diào)度指揮的準(zhǔn)確性更高，過去在線路分支在發(fā)生停電故障時(shí)，工作人員要經(jīng)過一段時(shí)間后才能發(fā)停井，然后在進(jìn)行匯報(bào)礦調(diào)度，再進(jìn)行電力運(yùn)行調(diào)度匯報(bào)，這將會(huì)操作線路的長時(shí)間停電，影響企業(yè)生產(chǎn)。在擁有了監(jiān)控系統(tǒng)后，可以對其遠(yuǎn)程控制和運(yùn)行監(jiān)視功能進(jìn)行合理運(yùn)用，線路分支一旦出現(xiàn)跳閘事故，信息將會(huì)立刻發(fā)生反饋，這樣一來調(diào)度變革在事故發(fā)生后立即安排人員進(jìn)行巡線工作，有效變了因?yàn)檫x線問題，而進(jìn)行倒閘，簡化了操作，為電力正確指揮和電力安全調(diào)度提供了保障。通過以上內(nèi)容不難看出自動(dòng)采集監(jiān)控系統(tǒng)的重大作用，因此可以看出其有著良好的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語

參數(shù)自動(dòng)采集監(jiān)控系統(tǒng)在單井配電運(yùn)行中有著中要作用，在實(shí)現(xiàn)過程中應(yīng)當(dāng)對使用公共通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、監(jiān)控、傳輸?shù)忍幚?，有效的提高企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行管理的真實(shí)水平，提高系統(tǒng)運(yùn)行的合理性，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]曹麗悠.依托通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)單井配電運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)采集監(jiān)控技術(shù)探討[J].黑龍江科技信息，2012,3（15）：21-23.

[2]李駪，姜秀英,張善明.油田信息自動(dòng)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)[J].黑龍江科技信息，2011，5（21）：19-20.

[3]楊寧，張志偉.基于NRF401 無線通信的實(shí)時(shí)監(jiān)控告警統(tǒng)系設(shè)計(jì)[J].電子測試，2012，11(10)：56-60.