方偉

摘要：智能化無(wú)人平臺(tái)在確保電氣系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性等方面發(fā)揮著重要作用，是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠解決以往人工檢修電氣系統(tǒng)故障中時(shí)效性和準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。本文主要以海上某無(wú)人產(chǎn)油平臺(tái)為例，對(duì)無(wú)人井口平臺(tái)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及特點(diǎn)等進(jìn)行介紹，并提出故障診斷的方案，希望促使海上油田電力操作可靠性提高。

關(guān)鍵詞：智能化;無(wú)人平臺(tái);電氣系統(tǒng);故障

引言

在科技不斷更新的大環(huán)境下，智能化無(wú)人平臺(tái)逐漸應(yīng)用到電氣系統(tǒng)及故障診斷中，一方面可以利用智能控制算法來(lái)獲取所需的電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，改善以往電氣系統(tǒng)處理復(fù)雜問(wèn)題效率低的情況;一方面可以輔助電氣故障診斷和預(yù)警工作開展，便于技術(shù)人員快速、準(zhǔn)確地找到故障位置，采取相應(yīng)措施來(lái)處理故障問(wèn)題，確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

一、智能化無(wú)人平臺(tái)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容

（一）要求

關(guān)于無(wú)人井口電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要遵循相關(guān)設(shè)計(jì)要求。其一，需要將電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等信息傳遞給控制中心、管理系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)、視頻信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，輔助電氣人員開展系統(tǒng)監(jiān)視、控制以及運(yùn)行等工作;其二，在確保平臺(tái)電氣系統(tǒng)供電穩(wěn)定的同時(shí)，可以使用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，將臨時(shí)應(yīng)急電源設(shè)置為UPS電源，充分發(fā)揮平臺(tái)上繼電保護(hù)裝置中電流值、電功率等故障信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ埽⑶依弥锌叵到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行的目的[1];其三，UPS電源作為該平臺(tái)遠(yuǎn)程控制的前提，可以使用雙冗余和旁路相結(jié)合的配電結(jié)構(gòu)，滿足配置可靠性的要求。

（二）特點(diǎn)

與常規(guī)平臺(tái)電氣系統(tǒng)相比較，無(wú)人平臺(tái)電氣系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備、信號(hào)設(shè)備等具有遠(yuǎn)程復(fù)位功能，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)遠(yuǎn)程操作進(jìn)行記錄，如果兩個(gè)指示同時(shí)發(fā)生變化，說(shuō)明已完成對(duì)設(shè)備的操作。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)裝置中使用UPS電源，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)蓄電池電源、內(nèi)阻等實(shí)際狀態(tài)，且將無(wú)人平臺(tái)的盤柜配置成為電動(dòng)操作，在無(wú)人駐守的情況下也可以對(duì)ESD進(jìn)行關(guān)斷操作。

二、電氣系統(tǒng)故障診斷方案

（一）數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)

在利用智能化無(wú)人平臺(tái)對(duì)電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時(shí)，可以從數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)入手，該系統(tǒng)需要對(duì)其溫度、二次回路以及機(jī)械特性等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[2]。關(guān)于溫度系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，先在開關(guān)內(nèi)部安裝微型的傳感器，利用該設(shè)備來(lái)獲取所需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)來(lái)獲取溫度值，并通過(guò)自供電技術(shù)對(duì)開關(guān)柜、斷路器連接溫度進(jìn)行直接測(cè)量，由于該系統(tǒng)中應(yīng)用到智能組件，在保持溫度不變的情況下促使測(cè)量準(zhǔn)確率提升，在檢修、維護(hù)方面操作便捷。同時(shí)，由于二次回路的電流、電功率處于變化的狀態(tài)，容易引發(fā)斷路器操作、拒動(dòng)等方面的不穩(wěn)定，所以，可以通過(guò)一種非介入式的電壓、電流測(cè)量傳感器對(duì)來(lái)監(jiān)測(cè)二次回路，在保持原有開關(guān)柜回路設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以對(duì)其各個(gè)線圈的電流平均值、儲(chǔ)能電機(jī)電流平均值以及儲(chǔ)能時(shí)間等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。

（二）對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和評(píng)估

為了對(duì)該系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載變化進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，了解相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可以應(yīng)用溫升模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估和分析，解決潛在的故障問(wèn)題，確保系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，并且可以利用評(píng)估分析診斷系統(tǒng)開展檢修工作，對(duì)設(shè)備的損耗進(jìn)行有效評(píng)估，以此為依據(jù)來(lái)搭建無(wú)人平臺(tái)管理體系[3]。在對(duì)設(shè)備升溫風(fēng)險(xiǎn)情況掌握的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，以計(jì)劃性檢修彌補(bǔ)以往緊急情況維修的缺陷，使整個(gè)電力系統(tǒng)停電維修的幾率降低，確保系統(tǒng)在故障維修過(guò)程中也可以正常運(yùn)行。

此外，在對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行設(shè)備工作情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以有效利用所獲取的設(shè)備機(jī)械特性曲線數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)械特性潛在故障進(jìn)行分析和預(yù)警，達(dá)到預(yù)防性檢修的目的，解決臨時(shí)維修電流增加等問(wèn)題，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。對(duì)于電氣人員而言，可以充分利用該系統(tǒng)獲取溫度、機(jī)械特性等相關(guān)指標(biāo)信息，對(duì)電氣設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析、評(píng)估，根據(jù)需求追溯各項(xiàng)指標(biāo)的記錄，有針對(duì)性地制定運(yùn)行維護(hù)方案，在達(dá)到無(wú)人平臺(tái)對(duì)電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷的同時(shí)，盡可能地減少停產(chǎn)所造成的損失。

（三）智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用

以往海上油田電力系統(tǒng)故障排查工作的開展，在不損壞設(shè)備和不影響其他設(shè)備供電的情況下，電氣系統(tǒng)故障診斷會(huì)造成一定的停產(chǎn)損失，且電氣操作人員需要多次登陸來(lái)排查故障，時(shí)間和人力成本會(huì)增加。在利用智能化無(wú)人平臺(tái)對(duì)電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時(shí)，為了確保無(wú)人平臺(tái)運(yùn)行安全性，減少無(wú)人平臺(tái)多次登陸帶來(lái)的損失，可以利用智能機(jī)器人來(lái)代替人工巡檢，開展不間斷巡檢工作，在降低人工操作風(fēng)險(xiǎn)和成本的同時(shí)，促使巡檢工作質(zhì)量和效率提高。比如智能機(jī)器人身上可以根據(jù)巡檢工作需求安裝紅外熱成像儀、有害氣體傳感器等不同功能的探測(cè)器，結(jié)合實(shí)際需求來(lái)敷設(shè)運(yùn)行軌道，便于開展大范圍、不間斷的巡檢工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電氣系統(tǒng)故障。

同時(shí)，為了全面對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行測(cè)溫，可以將微型熱成像儀設(shè)備安裝于開關(guān)柜內(nèi)部，便于獲取開關(guān)柜關(guān)鍵部位熱成像信號(hào)，并將其傳輸于巡檢系統(tǒng)中，達(dá)到對(duì)密閉空間測(cè)溫的要求。此外，將智能機(jī)器人應(yīng)用于無(wú)人平臺(tái)電力系統(tǒng)中，需要搭建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，及時(shí)將無(wú)人平臺(tái)上電氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)傳輸?shù)酵獠抗芾硐到y(tǒng)，便于電氣人員實(shí)時(shí)了解平臺(tái)各設(shè)備運(yùn)行情況，并根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整相關(guān)參數(shù)，達(dá)到對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的[4]。比如對(duì)無(wú)人平臺(tái)、環(huán)境以及智能巡檢等進(jìn)行遠(yuǎn)距離管理，利用機(jī)器上身上所配置的煙霧探測(cè)器、檢測(cè)儀等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;通過(guò)可升降云臺(tái)、監(jiān)視設(shè)備對(duì)機(jī)柜、環(huán)境等設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)控，自動(dòng)分析、診斷環(huán)境和設(shè)備是否存在異常情況。對(duì)于電氣人員而言，可以利用機(jī)器人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行查看，一旦收到異常報(bào)警提示信息，可以快速派遣偵查機(jī)器人核實(shí)異常情況，依據(jù)核查結(jié)果有針對(duì)性地處理系統(tǒng)故障。

三、結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用智能化無(wú)人平臺(tái)對(duì)電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行分析、評(píng)估，且有效處理相應(yīng)故障，可以促使海上油田電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性提高，在避免以往電力系統(tǒng)故障診斷中停產(chǎn)損失的同時(shí)，確保油田電氣設(shè)備穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐怡，杜銀昌，王海云，吳昊，蔣志鵬.智能化無(wú)人平臺(tái)電氣系統(tǒng)與故障診斷方案研究[J].機(jī)電信息，2021（02）：15-16.

[2]弓健.基于智能化技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2020，（05）：53-61.

[3]陳云.電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中智能化技術(shù)的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2019，（10）：140-141.

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