作者:核心期刊目录查询发布时间:2020-04-27
本文通过对海上平台配电柜智能化应用的改造方案,进行深入探讨与应用分析研究。
关键词:海上平台;配电柜;智能;数据采集
随着海上电网对智能化要求的逐渐提高,电气设备安全稳定的要求越来越高,同时由于无人化平台的推进,老旧配电盘适应性改造的需求越来越多。而由于海上平台的特殊环境,目前市面没有一款成熟的产品可以解决插针接口不足的问题,也不能同时完成盘柜内部温湿度模拟量采集、电气运行参数采集、开关柜运行开关量采集、控制命令下发的需求。根据海上平台配电柜智能数据采集的具体需求和现场环境,海上平台配电柜智能数据采集模块设计开发及安装方法研究,主要由六部分组成,即:智能数据采集模块的结构设计、数据采集接口的设计、控制信号下发接口的设计、RS485通讯总线接口的设计、无线通讯接口的设计、软件的开发设计。
1智能数据采集模块的结构设计
基于海上平台的现场情况,目前各平台配电柜品牌不一、结构不一,柜内和柜面板的安装空间存在较大差异,模块结构设计采用分体式安装结构。结构主体分为主体采集运算模块和操作显示模块,主体采集模块安装在配电盘内部导轨上,操作显示模块安装在配电柜面板上。模块信号输入输出接口和通讯接口集成在主体采集模块上,显示操作模块用于对模块进行配置和显示数据信息。
2数据采集输入输出接口的设计
数据采集模块采用AD574A,其的主要特点是:1)转换时间快;2)有与8位或16位微处理器兼容的接口;3)分辨率高;4)内含时钟和基准电源;5)自动校准。AD574A与8344电路连接见图1:针对数字量信号的输入输出,可以通过CPU直接输出,中间增加光耦和缓冲器隔离。硬件结构中主要芯片如下:(1)多路开关选用LF13508:LF13508是8选1的模拟开关;(2)放大器选用LF347;(3)采样\保持器;(4)通道译码:由74LS259完成.
3通讯接口的设计
为满足现场改造需求,特别针对配电盘二次插针不足的问题,硬件设计2路通讯接口:一路RS485总线通讯协议接口,一路工业无线通讯接口(见图2)。由于本次配电盘智能化改造的最终目的是将配电盘数据远传至后台监控系统,通讯模块设计的好坏决定了设备的最终用户体验,而通讯链路在海上平台的钢铁环境中比较容易收到干扰,针对通讯电路板的设计,采购市面上比较成熟的通讯板利用Intel8344主板的通讯接口,扩展2路通讯接口。无线接口采用平台使用较广泛的400MHz免申请通讯频段(对讲机使用频段),带宽可达到200KB/S,可以满足该模块数据量传输的需求。
4软件设计
根据AD574A模块采集的总线数据,以及系统所需的界面,提供必要的编程,达到有效的人机界面。
5外部接线接口设计
外部接线信号接口参考主流电流多功能表接线方式,维持以往接线风格。接线包括:电信号采集接线,DI输入信号采集接线,DO输出信号采集接线,RS485通讯接线,模拟量采集接线。
6结束语
海上油气田平台用电设备越来越精密,对供电稳定性的需求日益增高,对供电网络智能化发展水平的需求也显著提高。在目前的改造过程中,配电盘数据采集较为困难,阻碍了智能化的发展进程。本套海上平台配电柜智能数据采集模块的研发,能够非常方便的采集开关柜内的各种数据。通过对开关量数据采集、模拟量数据采集、电参量数据采集、控制系统下发、RS485总线接口、无线通讯接口集成化的开发,可以实现目前设备不能解决的信号采集的问题,也可以解决目前二次插针不够信号无法传输的问题,能够适用于目前海上平台所有的配电柜智能化改造的需求。该套采集模块的的成功应用,突破了目前电力多功能表数据采集限制和通讯限制的问题。通过该模块的应用不但创造了经济效益,而且实际推动了海上平台电气智能化的发展,从而保障了海上电力电网的安全稳定运行,为海上平台的稳定生产打下了坚实基础,具有重大现实意义。
参考文献
[1]张昌荣.海上平台电力系统综合故障诊断系统的研制[J].科技与企业,2015(3):83.
[2]徐爱民,孙慧.浅谈埕岛油田海上平台配电自动化系统[J].油气田地面工程,2004(9):36.
作者:陈雨强 单位:中海油能源发展装备技术有限公司
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