Résolution des problèmes de précision à faible charge : un guide de mise à niveau des compteurs numériques pour les réseaux électriques pétroliers

I. Introduction et Contexte

Les instruments de mesure électrique sont des dispositifs de surveillance essentiels pour le fonctionnement sûr, stable et économique des réseaux électriques. Traditionnellement, les instruments de mesure à aiguille analogique ont été largement utilisés dans les sous-stations de réseau pétrolier. Cependant, avec le développement du réseau et l'augmentation des exigences en termes de précision et de fiabilité de la mesure, ces instruments à aiguille ont révélé de nombreuses lacunes lors de leur utilisation à long terme, telles que des erreurs de lecture importantes, une indication inexacte sous faible charge et des difficultés d'adaptation de la plage de mesure.

Pour moderniser la surveillance de l'exploitation des sous-stations et garantir la précision, l'intuitivité et la fiabilité de la mesure des données, cette proposition recommande un passage complet des instruments à aiguille existants aux instruments électroniques numériques. Les instruments numériques, avec leur haute précision, facilité de lecture, forte capacité anti-interférences et installation et maintenance faciles, représentent la solution idéale aux problèmes actuels.

II. Situation Actuelle et Analyse des Problèmes (Limites des Instruments à Aiguille)

Les instruments à aiguille actuellement utilisés souffrent principalement des problèmes urgents suivants :

1. Erreurs de Lecture : La dépendance à la lecture visuelle manuelle introduit facilement des erreurs de parallaxe. Des méthodes de lecture incorrectes contribuent également à l'erreur humaine, compromettant ainsi la précision des données.
2. Inexactitude Sérieuse sous Faible Charge : La charge réelle dans les sous-stations pétrolières se situe souvent entre 5% et 10% de la plage de l'instrument. Cependant, la plage d'indication précise pour les instruments à aiguille n'est que de 20% à 80% de la plage. Sous une telle faible charge, les lectures peuvent s'écarter de la valeur réelle de dizaines ou même de centaines d'ampères, rendant la surveillance sans signification.
3. Remplacement de Plage Impraticable : Pour amener l'indication dans la plage précise, il est nécessaire de changer la plage de l'instrument, mais cela doit correspondre au rapport de transformation du transformateur de courant. Étant donné que les transformateurs de mesure et de protection sont souvent fabriqués en unité intégrée, le remplacement des transformateurs implique des travaux d'ingénierie massifs et des coûts élevés, rendant la solution impraticable.

III. Solution : Avantages et Application des Instruments Électroniques Numériques

1. Principe de Mesure

Les instruments numériques utilisent des technologies avancées de conversion A/N (Analogique-Numerique). Ils convertissent d'abord les grandeurs électriques analogiques continues (comme la tension, le courant) en grandeurs numériques discrètes avant de procéder à la mesure, au traitement et à l'affichage. Ceci diffère fondamentalement du mécanisme de conduite analogique directe des instruments à aiguille.

2. Comparaison des Avantages Principaux

Les instruments numériques présentent des avantages écrasants sur les instruments à aiguille, comme détaillé dans le tableau ci-dessous :

3. Positionnement de l'Application

Sur la base des avantages ci-dessus, les instruments de mesure électrique numériques sont la solution préférée pour la mise à niveau des instruments et la maintenance intelligente dans les sous-stations de réseau pétrolier. Ils résolvent efficacement les inconvénients inhérents aux instruments à aiguille, améliorant considérablement les niveaux de surveillance opérationnelle et l'efficacité de la prise de décision.

IV. Points Clés pour la Mise en Œuvre et le Déploiement

Pour assurer la mise en œuvre fluide et le fonctionnement stable à long terme du projet de rénovation des instruments numériques, les aspects suivants doivent être soulignés :

1. Configuration de l'Alimentation Auxiliaire :
• Priorité à la Fiabilité : Il est recommandé que l'alimentation auxiliaire de l'instrument soit alimentée par le système d'alimentation continue, ou par des sources fiables comme les circuits d'éclairage de secours ou les circuits avec alimentation de rechange dans le système d'alimentation auxiliaire de la sous-station. Cela empêche la perte d'alimentation de l'instrument pendant une panne totale de la sous-station, ce qui pourrait entraîner une mauvaise interprétation par l'opérateur.
• Protection Indépendante : Chaque circuit d'alimentation auxiliaire de l'instrument doit être équipé d'un fusible dédié ou d'un disjoncteur miniature à haut pouvoir de coupure pour assurer une isolation effective en cas de défaut.
2. Standardisation et Esthétique :
• Le type, la couleur du panneau, les dimensions de découpe, etc., des instruments numériques sélectionnés doivent être standardisés pour maintenir l'esthétique et la cohérence globales des tableaux de commande/armoires.
3. Mesures Anti-Interférences :
• Compte tenu de l'environnement électromagnétique complexe dans les sous-stations, sélectionnez des produits éprouvés qui ont passé des tests dans des environnements de forts champs électriques et magnétiques.
• Lors des phases de conception et d'installation, des mesures préventives comme le blindage et le bon raccordement à la terre doivent être mises en œuvre pour garantir le fonctionnement stable à long terme des instruments dans des conditions électromagnétiques difficiles.
4. Cycle d'Étalonnage et de Maintenance :
• Tous les instruments numériques doivent être inclus dans un calendrier d'étalonnage périodique, avec un cycle d'étalonnage recommandé d'un an.
• Pour garantir la précision de la mesure, les instruments doivent être allumés et préchauffés pendant 15 minutes avant toute mesure ou étalonnage important.
5. Soutien Technique et Suivi :
• Après la rénovation et la mise en service, le fournisseur doit effectuer des visites de suivi auprès des utilisateurs, résoudre rapidement les problèmes opérationnels et fournir les explications techniques et la formation nécessaires au personnel opérationnel.

V. Méthodes d'Étalonnage des Instruments Numériques Clés

Pour garantir la précision de la mesure, tous les instruments numériques nouvellement installés et inspectés périodiquement doivent être étalonnés selon les spécifications. Voici un aperçu du processus d'étalonnage pour les principaux types d'instruments :

• Étapes Préliminaires Générales : Connecter l'alimentation auxiliaire ; vérifier que l'affichage numérique ou l'écran affiche normalement.
• Étalonnage de l'Ammètre : Connecter les fils selon le schéma de câblage ; appliquer un courant alternatif standard (par exemple, 5A) ; ajuster le potentiomètre d'étalonnage pour répondre aux spécifications ; puis appliquer des courants proportionnels (par exemple, 2,5A, 1,25A) pour vérifier la linéarité.
• Étalonnage du Voltmètre : D'abord zéroter l'instrument ; puis connecter les fils selon le schéma de câblage correspondant au niveau de tension (par exemple, 35KV, 6KV) ; entrer une tension standard (par exemple, 100V) ; ajuster le potentiomètre correspondant pour un affichage correct ; et vérifier la linéarité.
• Étalonnage du Wattmètre / Varmètre :
• Utiliser une source standard pour sortir une tension et un courant standard, contrôlant leur angle de phase.
• Wattmètre : Zéroter l'instrument à un angle de phase φ=90° (cosφ=0) ; ajuster la pleine échelle à φ=0° (cosφ=1) ; vérifier la linéarité à des points comme φ=30°, 60°, etc.
• Varmètre : Zéroter l'instrument à un angle de phase φ=0° (sinφ=0) ; ajuster la pleine échelle à φ=90° (sinφ=1) ; et vérifier la linéarité.
• Étalonnage du Cosinus Phi-mètre : Étalonner à une différence d'angle de phase de 0° (Cosinus Phi=1,00) et à des angles spécifiques (par exemple, 140°) pour garantir des valeurs d'affichage précises.