本文通過對海上平臺配電柜智能化應用的改造方案,進行深入探討與應用分析研究。
關鍵詞:海上平臺;配電柜;智能;數據采集
隨著海上電網對智能化要求的逐漸提高,電氣設備安全穩定的要求越來越高,同時由于無人化平臺的推進,老舊配電盤適應性改造的需求越來越多。而由于海上平臺的特殊環境,目前市面沒有一款成熟的產品可以解決插針接口不足的問題,也不能同時完成盤柜內部溫濕度模擬量采集、電氣運行參數采集、開關柜運行開關量采集、控制命令下發的需求。根據海上平臺配電柜智能數據采集的具體需求和現場環境,海上平臺配電柜智能數據采集模塊設計開發及安裝方法研究,主要由六部分組成,即:智能數據采集模塊的結構設計、數據采集接口的設計、控制信號下發接口的設計、RS485通訊總線接口的設計、無線通訊接口的設計、軟件的開發設計。
1智能數據采集模塊的結構設計
基于海上平臺的現場情況,目前各平臺配電柜品牌不一、結構不一,柜內和柜面板的安裝空間存在較大差異,模塊結構設計采用分體式安裝結構。結構主體分為主體采集運算模塊和操作顯示模塊,主體采集模塊安裝在配電盤內部導軌上,操作顯示模塊安裝在配電柜面板上。模塊信號輸入輸出接口和通訊接口集成在主體采集模塊上,顯示操作模塊用于對模塊進行配置和顯示數據信息。
2數據采集輸入輸出接口的設計
數據采集模塊采用AD574A,其的主要特點是:1)轉換時間快;2)有與8位或16位微處理器兼容的接口;3)分辨率高;4)內含時鐘和基準電源;5)自動校準。AD574A與8344電路連接見圖1:針對數字量信號的輸入輸出,可以通過CPU直接輸出,中間增加光耦和緩沖器隔離。硬件結構中主要芯片如下:(1)多路開關選用LF13508:LF13508是8選1的模擬開關;(2)放大器選用LF347;(3)采樣\保持器;(4)通道譯碼:由74LS259完成.
3通訊接口的設計
為滿足現場改造需求,特別針對配電盤二次插針不足的問題,硬件設計2路通訊接口:一路RS485總線通訊協議接口,一路工業無線通訊接口(見圖2)。由于本次配電盤智能化改造的最終目的是將配電盤數據遠傳至后臺監控系統,通訊模塊設計的好壞決定了設備的最終用戶體驗,而通訊鏈路在海上平臺的鋼鐵環境中比較容易收到干擾,針對通訊電路板的設計,采購市面上比較成熟的通訊板利用Intel8344主板的通訊接口,擴展2路通訊接口。無線接口采用平臺使用較廣泛的400MHz免申請通訊頻段(對講機使用頻段),帶寬可達到200KB/S,可以滿足該模塊數據量傳輸的需求。
4軟件設計
根據AD574A模塊采集的總線數據,以及系統所需的界面,提供必要的編程,達到有效的人機界面。
5外部接線接口設計
外部接線信號接口參考主流電流多功能表接線方式,維持以往接線風格。接線包括:電信號采集接線,DI輸入信號采集接線,DO輸出信號采集接線,RS485通訊接線,模擬量采集接線。
6結束語
海上油氣田平臺用電設備越來越精密,對供電穩定性的需求日益增高,對供電網絡智能化發展水平的需求也顯著提高。在目前的改造過程中,配電盤數據采集較為困難,阻礙了智能化的發展進程。本套海上平臺配電柜智能數據采集模塊的研發,能夠非常方便的采集開關柜內的各種數據。通過對開關量數據采集、模擬量數據采集、電參量數據采集、控制系統下發、RS485總線接口、無線通訊接口集成化的開發,可以實現目前設備不能解決的信號采集的問題,也可以解決目前二次插針不夠信號無法傳輸的問題,能夠適用于目前海上平臺所有的配電柜智能化改造的需求。該套采集模塊的的成功應用,突破了目前電力多功能表數據采集限制和通訊限制的問題。通過該模塊的應用不但創造了經濟效益,而且實際推動了海上平臺電氣智能化的發展,從而保障了海上電力電網的安全穩定運行,為海上平臺的穩定生產打下了堅實基礎,具有重大現實意義。
參考文獻
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[2]徐愛民,孫慧.淺談埕島油田海上平臺配電自動化系統[J].油氣田地面工程,2004(9):36.
作者:陳雨強 單位:中海油能源發展裝備技術有限公司
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