曲雙杰，李丙焱，孟慶鵬，吳 斌

(中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司天津作業(yè)公司 天津 300452)

0 引 言

海洋石油161平臺(tái)具有電氣設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜、安裝緊湊、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。目前，現(xiàn)場(chǎng)主要是通過(guò)人工巡檢模式對(duì)平臺(tái)電氣設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行安全檢測(cè)，存在工作強(qiáng)度及隨意性大、規(guī)范性和衡量尺度不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)原始積累與管理較混亂、對(duì)巡檢人員經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)積累要求高、檢測(cè)不具備連續(xù)性和實(shí)時(shí)性等方面的問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)平臺(tái)電氣設(shè)備溫度監(jiān)控系統(tǒng)是解決平臺(tái)電氣管理問(wèn)題的有效措施。

實(shí)踐表明，電氣設(shè)備故障是設(shè)備局部溫度不斷升高、絕緣逐步老化、漏電逐漸增加，進(jìn)而發(fā)生擊穿的一個(gè)量變到質(zhì)變的過(guò)程[1]。基于紅外監(jiān)測(cè)的電氣設(shè)備故障診斷具有非接觸、實(shí)時(shí)、在線、檢測(cè)可靠、數(shù)據(jù)易于計(jì)算分析及管理等方面的優(yōu)勢(shì)[2-3]。本文以海洋石油161平臺(tái)配電設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的溫度監(jiān)控為切入點(diǎn)，系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)了平臺(tái)配電設(shè)備紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

海洋石油161平臺(tái)配電設(shè)備紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)硬件主要實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備關(guān)鍵部位溫度信號(hào)的采集與傳輸功能?；谄脚_(tái)配電設(shè)備特點(diǎn)，構(gòu)建如圖1所示的硬件監(jiān)控系統(tǒng)。

圖1中，采用無(wú)線紅外溫度傳感器采集配電柜內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度數(shù)值，通過(guò)數(shù)據(jù)接收終端依次巡回采集各傳感器溫度信息，并將所采集的數(shù)據(jù)通過(guò)有線和無(wú)線兩種方式傳輸?shù)奖镜胤?wù)器。本地服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等功能。

2 軟件開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)軟件主要負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置、信息采集、信息實(shí)時(shí)顯示、信號(hào)分析與管理、故障分析與預(yù)/報(bào)警、報(bào)表及數(shù)據(jù)打印等功能?；谄脚_(tái)應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)如圖2所示的系統(tǒng)軟件。

如圖2所示，系統(tǒng)界面可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前測(cè)點(diǎn)的溫度變化曲線。圖中除實(shí)時(shí)溫度曲線外，還包含當(dāng)前溫度最大值曲線、預(yù)警線和報(bào)警線，便于直觀地查看實(shí)時(shí)狀態(tài)。

界面中運(yùn)行參數(shù)欄可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前監(jiān)控設(shè)備、檢測(cè)點(diǎn)的名稱、狀態(tài)、溫度參數(shù)、電量參數(shù)，監(jiān)控時(shí)段內(nèi)溫度的最大、最小、平均值，當(dāng)前時(shí)段內(nèi)報(bào)警、預(yù)警次數(shù)等信息。

界面左側(cè)艙室下拉菜單有“循環(huán)顯示、設(shè)備1、設(shè)備2……查看設(shè)備與測(cè)點(diǎn)”等查看模式；設(shè)備的下拉菜單包含“循環(huán)顯示、測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2……查看設(shè)備與測(cè)點(diǎn)”等查看模式。系統(tǒng)默認(rèn)為“循環(huán)顯示”模式，此時(shí)界面中依次循環(huán)顯示各設(shè)備及其測(cè)點(diǎn)的溫度曲線及參數(shù)。循環(huán)過(guò)程中，若有預(yù)警或報(bào)警信息，則系統(tǒng)中斷循環(huán)并定位到該測(cè)點(diǎn)，顯示實(shí)時(shí)曲線及參數(shù)信息；若同時(shí)有多個(gè)測(cè)點(diǎn)報(bào)警，則僅在報(bào)警點(diǎn)之間循環(huán)顯示對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)曲線及參數(shù)信息。

系統(tǒng)中可以單獨(dú)查看設(shè)備或測(cè)點(diǎn)監(jiān)控信息，例如，設(shè)備菜單中選取“設(shè)備1”，測(cè)點(diǎn)菜單默認(rèn)“循環(huán)顯示”，則系統(tǒng)界面僅依次顯示設(shè)備1中各測(cè)點(diǎn)的曲線及參數(shù)信息，亦可固定顯示某設(shè)備某測(cè)點(diǎn)的監(jiān)控信息。

當(dāng)所有測(cè)點(diǎn)的溫度均正常時(shí)，圖2界面中狀態(tài)欄指示燈為“綠色”常亮狀態(tài)。若有測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到預(yù)警值時(shí)，則指示燈為“黃色”慢閃狀態(tài)，復(fù)位后指示燈為“黃色”常亮狀態(tài)，直至參數(shù)恢復(fù)正常。若有測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值時(shí)，則指示燈為“紅色”快閃狀態(tài)，復(fù)位后指示燈為“紅色”常亮狀態(tài)，直至參數(shù)恢復(fù)正常。

左側(cè)設(shè)備下拉菜單及測(cè)點(diǎn)下拉菜單均包含“查看設(shè)備與測(cè)點(diǎn)”選項(xiàng)。若選取該選項(xiàng)，則彈出如圖3所示的界面，以直觀地顯示所監(jiān)控的設(shè)備及測(cè)點(diǎn)分布情況(紅色圓點(diǎn))。

3 數(shù)據(jù)分析

該系統(tǒng)已在海洋石油161平臺(tái)上應(yīng)用，為便于應(yīng)用，同時(shí)開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)數(shù)據(jù)分析功能。

3.1 數(shù)據(jù)分析方法

①絕對(duì)溫度判斷法：根據(jù)紅外測(cè)溫度傳感器測(cè)得的電氣裝置發(fā)熱部位的溫度，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品說(shuō)明書等設(shè)定各部分的最大發(fā)熱允許溫度以進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)判斷[4-5]。

②相對(duì)溫度判斷法：相對(duì)溫差是指設(shè)備狀況相同或基本相同的兩個(gè)不同設(shè)備相同測(cè)點(diǎn)之間的溫差與其中較熱測(cè)點(diǎn)溫度的比值。

③同設(shè)備比較法：將同一設(shè)備所有測(cè)點(diǎn)溫度的最大值放到一起比較，以判斷出設(shè)備整體狀態(tài)。

④熱譜圖分析法：根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的熱譜圖的差異去判斷設(shè)備是否正常的方法。

⑤檔案分析法：是將測(cè)量結(jié)果與設(shè)備的歷史檔案信息相比較而進(jìn)行分析的方法。

⑥溫度負(fù)荷換算法：基于電氣設(shè)備溫升隨負(fù)荷變化的規(guī)律，以基準(zhǔn)溫度及其電流為基礎(chǔ)，以推算出其他電流時(shí)的理論溫度，進(jìn)而對(duì)測(cè)點(diǎn)不同負(fù)載下的溫度是否正常進(jìn)行判斷。

3.2 典型應(yīng)用實(shí)例

圖4為絕對(duì)溫度法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及分析數(shù)據(jù)，通過(guò)曲線的形式顯示數(shù)據(jù)分析時(shí)段的溫度曲線。通過(guò)參數(shù)列表的形式顯示數(shù)據(jù)分析時(shí)段內(nèi)的預(yù)/報(bào)警發(fā)生時(shí)刻及參數(shù)。

圖5所示為同設(shè)備比較法。當(dāng)選取某設(shè)備、某時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，系統(tǒng)以直方圖的形式顯示該設(shè)備所有測(cè)點(diǎn)在該時(shí)段內(nèi)溫度的最大值。

以上僅采用兩種分析方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其他分析方法不再贅述。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：所開(kāi)發(fā)的配電柜紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電柜關(guān)鍵部分溫度的連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)整體具有監(jiān)測(cè)精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、操控簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié) 論

從硬件、軟件兩方面設(shè)計(jì)了海洋石油161平臺(tái)配電柜紅外無(wú)線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，得出以下結(jié)論。

所開(kāi)發(fā)的配電柜紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電柜關(guān)鍵部位溫度的監(jiān)控，與傳統(tǒng)的人工巡檢模式相比較，系統(tǒng)具有連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，減輕了電氣管理人員的工作量，提高了配電系統(tǒng)的安全性。

所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動(dòng)分析及信息化管理功能，操作人員通過(guò)簡(jiǎn)單的界面操作即可掌握各監(jiān)控設(shè)備的溫度狀態(tài)。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)信息化管理，大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)索源、報(bào)表指定等方面的工作。

系統(tǒng)整體采用無(wú)線傳輸，減少布線，應(yīng)用靈活。從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用看，系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定、界面操作簡(jiǎn)單?！?/p>