方偉

摘要：智能化無人平臺在確保電氣系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性等方面發(fā)揮著重要作用，是時代發(fā)展的必然趨勢，能夠解決以往人工檢修電氣系統(tǒng)故障中時效性和準(zhǔn)確率低的問題。本文主要以海上某無人產(chǎn)油平臺為例，對無人井口平臺電氣系統(tǒng)設(shè)計要求及特點(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;無人平臺;電氣系統(tǒng);故障

引言

在科技不斷更新的大環(huán)境下，智能化無人平臺逐漸應(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)措施來處理故障問題，確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

一、智能化無人平臺電氣系統(tǒng)設(shè)計要求及內(nèi)容

（一）要求

關(guān)于無人井口電氣系統(tǒng)設(shè)計，需要遵循相關(guān)設(shè)計要求。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)際需求對測量數(shù)據(jù)、視頻信息等進(jìn)行實(shí)時采集，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，在確保平臺電氣系統(tǒng)供電穩(wěn)定的同時，可以使用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)對平臺進(jìn)行優(yōu)化，將臨時應(yīng)急電源設(shè)置為UPS電源，充分發(fā)揮平臺上繼電保護(hù)裝置中電流值、電功率等故障信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ?，并且利用中控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(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)平臺電氣系統(tǒng)相比較，無人平臺電氣系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備、信號設(shè)備等具有遠(yuǎn)程復(fù)位功能，通過遠(yuǎn)程遙控來實(shí)現(xiàn)，可以對遠(yuǎn)程操作進(jìn)行記錄，如果兩個指示同時發(fā)生變化，說明已完成對設(shè)備的操作。同時，在線監(jiān)測裝置中使用UPS電源，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測蓄電池電源、內(nèi)阻等實(shí)際狀態(tài)，且將無人平臺的盤柜配置成為電動操作，在無人駐守的情況下也可以對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

在利用智能化無人平臺對電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時，可以從數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測系統(tǒng)入手，該系統(tǒng)需要對其溫度、二次回路以及機(jī)械特性等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測[2]。關(guān)于溫度系統(tǒng)的監(jiān)測，先在開關(guān)內(nèi)部安裝微型的傳感器，利用該設(shè)備來獲取所需要的實(shí)時數(shù)據(jù)，其實(shí)質(zhì)是通過無線射頻技術(shù)來獲取溫度值，并通過自供電技術(shù)對開關(guān)柜、斷路器連接溫度進(jìn)行直接測量，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量準(zhǔn)確率提升，在檢修、維護(hù)方面操作便捷。同時，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、拒動等方面的不穩(wěn)定，所以，可以通過一種非介入式的電壓、電流測量傳感器對來監(jiān)測二次回路，在保持原有開關(guān)柜回路設(shè)計的同時，可以對其各個線圈的電流平均值、儲能電機(jī)電流平均值以及儲能時間等進(jìn)行全面的監(jiān)測。

（二）對系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和評估

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

此外，在對實(shí)時運(yùn)行設(shè)備工作情況進(jìn)行檢測時，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，解決臨時維修電流增加等問題，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。對于電氣人員而言，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，對電氣設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析、評估，根據(jù)需求追溯各項(xiàng)指標(biāo)的記錄，有針對性地制定運(yùn)行維護(hù)方案，在達(dá)到無人平臺對電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷的同時，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)故障診斷會造成一定的停產(chǎn)損失，且電氣操作人員需要多次登陸來排查故障，時間和人力成本會增加。在利用智能化無人平臺對電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時，為了確保無人平臺運(yùn)行安全性，減少無人平臺多次登陸帶來的損失，可以利用智能機(jī)器人來代替人工巡檢，開展不間斷巡檢工作，在降低人工操作風(fēng)險和成本的同時，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器，結(jié)合實(shí)際需求來敷設(shè)運(yùn)行軌道，便于開展大范圍、不間斷的巡檢工作，及時發(fā)現(xiàn)并處理電氣系統(tǒng)故障。

同時，為了全面對開關(guān)柜進(jìn)行測溫，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，并將其傳輸于巡檢系統(tǒng)中，達(dá)到對密閉空間測溫的要求。此外，將智能機(jī)器人應(yīng)用于無人平臺電力系統(tǒng)中，需要搭建網(wǎng)絡(luò)平臺，及時將無人平臺上電氣設(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)時了解平臺各設(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)到對電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的[4]。比如對無人平臺、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器、檢測儀等對現(xiàn)場環(huán)境情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控;通過可升降云臺、監(jiān)視設(shè)備對機(jī)柜、環(huán)境等設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)控，自動分析、診斷環(huán)境和設(shè)備是否存在異常情況。對于電氣人員而言，可以利用機(jī)器人對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行查看，一旦收到異常報警提示信息，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)果有針對性地處理系統(tǒng)故障。

三、結(jié)束語

應(yīng)用智能化無人平臺對電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行分析、評估，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，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.智能化無人平臺電氣系統(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)的電氣自動化控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2020，（05）：53-61.

[3]陳云.電氣工程自動化系統(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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