Risolvere i problemi di precisione a basso carico: una guida all'aggiornamento del contatore digitale per reti elettriche di campi petroliferi

I. Introduzione e Contesto

Gli strumenti di misura elettrica sono dispositivi di monitoraggio critici per l'operazione sicura, stabile ed economica delle reti elettriche. Tradizionalmente, gli strumenti di misura elettrica a puntatore analogico sono stati ampiamente utilizzati nelle sottostazioni di rete dei campi petroliferi. Tuttavia, con lo sviluppo della rete e la crescente richiesta di precisione e affidabilità nella misurazione, gli strumenti a puntatore hanno rivelato numerose carenze nell'applicazione a lungo termine, come errori significativi nella lettura, indicazioni inesatte sotto carichi bassi e difficoltà nell'adattamento del range.

Per modernizzare il monitoraggio dell'operazione delle sottostazioni e garantire la precisione, l'intuitività e l'affidabilità della misurazione dei dati, questa proposta raccomanda un aggiornamento complessivo dagli strumenti a puntatore esistenti agli strumenti elettronici digitali. Gli strumenti digitali, con la loro alta precisione, facilità di lettura, forte capacità anti-interferenza e caratteristiche di installazione e manutenzione comode, rappresentano la soluzione ideale ai problemi attuali.

II. Situazione Attuale e Analisi dei Problemi (Limiti degli Strumenti a Puntatore)

Gli strumenti a puntatore attualmente utilizzati soffrono principalmente dei seguenti problemi urgenti:

1. Errori di Lettura: La dipendenza dalla lettura visiva manuale introduce facilmente errori di parallasse. Metodi di lettura impropri contribuiscono anche all'errore umano, compromettendo la precisione dei dati.
2. Inesattezza Grave sotto Carichi Bassi: Il carico effettivo nelle sottostazioni di campo petrolifero spesso cade nel range 5%-10% della scala dello strumento. Tuttavia, il range di indicazione accurata degli strumenti a puntatore è solo il 20%-80% della scala. Con tali carichi bassi, le letture possono deviare dal valore effettivo di decine o persino centinaia di ampere, rendendo il monitoraggio privo di significato.
3. Sostituzione del Range Impraticabile: Per portare l'indicazione nel range accurato, è necessario cambiare il range dello strumento, ma questo deve essere compatibile con il rapporto del trasformatore di corrente. Poiché i trasformatori di misura e protezione sono spesso prodotti come unità integrata, la sostituzione dei trasformatori comporta un enorme lavoro ingegneristico e costi elevati, rendendolo impraticabile.

III. Soluzione: Vantaggi e Applicazione degli Strumenti Elettronici Digitali

1. Principio di Misura

Gli strumenti digitali utilizzano tecnologie avanzate di conversione A/D (Analog-to-Digital). Essi convertono prima le quantità elettriche analogiche continue (come tensione, corrente) in quantità digitali discrete prima della misura, del trattamento e della visualizzazione. Questo si differenzia fondamentalmente dal meccanismo di guida analogica diretta degli strumenti a puntatore.

2. Confronto dei Vantaggi Principali

Gli strumenti digitali presentano vantaggi schiaccianti rispetto agli strumenti a puntatore, come dettagliato nella tabella sottostante:

3. Posizionamento dell'Applicazione

In base ai vantaggi sopra menzionati, gli strumenti di misura elettrica digitali sono la soluzione preferita per l'aggiornamento degli strumenti e la manutenzione intelligente nelle sottostazioni di rete dei campi petroliferi. Essi risolvono efficacemente i difetti intrinseci degli strumenti a puntatore, migliorando significativamente i livelli di monitoraggio operativo ed efficienza decisionale.

IV. Punti Chiave per l'Implementazione e la Distribuzione

Per garantire l'implementazione regolare e l'operazione stabile a lungo termine del progetto di aggiornamento degli strumenti digitali, sono necessarie enfasi sui seguenti aspetti:

1. Configurazione dell'Alimentazione Ausiliaria:
• Priorità alla Affidabilità: Si consiglia che l'alimentazione ausiliaria dello strumento sia alimentata dal sistema di alimentazione continua, o da fonti affidabili come i circuiti di illuminazione di emergenza o i circuiti con alimentazione di backup all'interno del sistema di alimentazione ausiliaria della sottostazione. Ciò evita la perdita di alimentazione dello strumento durante un black-out totale della sottostazione, che potrebbe portare a un errore di giudizio dell'operatore.
• Protezione Indipendente: Ogni circuito di alimentazione ausiliaria dello strumento dovrebbe essere dotato di un fusibile dedicato o di un interruttore automatico a piccola capacità di interruzione per garantire un'efficace isolazione in caso di guasto.
2. Standardizzazione ed Estetica:
• Il tipo, il colore del pannello, le dimensioni del taglio, ecc., degli strumenti digitali selezionati dovrebbero essere standardizzati per mantenere l'estetica e la coerenza complessive dei pannelli/cabinet di controllo.
3. Misure Anti-Interferenza:
• Data l'ambiente elettromagnetico complesso all'interno delle sottostazioni, si devono selezionare prodotti dimostrati che abbiano superato test in ambienti ad alto campo elettrico e magnetico.
• Nelle fasi di progettazione e installazione, devono essere implementate misure preventive come schermatura e messa a terra adeguata per garantire l'operazione stabile a lungo termine degli strumenti in condizioni elettromagnetiche difficili.
4. Ciclo di Taratura e Manutenzione:
• Tutti gli strumenti digitali dovrebbero essere inclusi in un programma di taratura periodica, con un ciclo di taratura consigliato di 1 anno.
• Per garantire la precisione della misura, gli strumenti dovrebbero essere accesi e preriscaldati per 15 minuti prima di qualsiasi misura o taratura importante.
5. Supporto Tecnico e Seguito:
• Dopo il rinnovo e la messa in servizio, il fornitore dovrebbe effettuare visite di follow-up agli utenti, risolvere prontamente i problemi operativi e fornire spiegazioni tecniche e formazione necessarie al personale operativo.

V. Metodi di Taratura per Gli Strumenti Digitali Chiave

Per garantire la precisione della misura, tutti gli strumenti digitali nuovamente installati e ispezionati periodicamente devono essere tarati secondo le specifiche. Di seguito è riassunto il processo di taratura per i principali tipi di strumenti:

• Passaggi Preliminari Generali: Collegare l'alimentazione ausiliaria; controllare che la visualizzazione digitale o lo schermo mostrino normalmente.
• Calibrazione dell'Ammetro: Collegare i fili secondo il diagramma di cablaggio; applicare una corrente AC standard (ad esempio, 5A); regolare il potenziometro di taratura per soddisfare le specifiche; quindi applicare correnti proporzionali (ad esempio, 2.5A, 1.25A) per verificare la linearità.
• Calibrazione del Voltmetro: Prima azzerare lo strumento; quindi collegare i fili secondo il diagramma di cablaggio corrispondente al livello di tensione (ad esempio, 35KV, 6KV); inserire una tensione standard (ad esempio, 100V); regolare il potenziometro corrispondente per una visualizzazione corretta; e verificare la linearità.
• Calibrazione del Wattmetro di Potenza Attiva/Reattiva:
• Utilizzare una sorgente standard per generare tensione e corrente standard, controllando il loro angolo di fase.
• Wattmetro di Potenza Attiva: Azzerare lo strumento all'angolo di fase φ=90° (cosφ=0); regolare il pieno range a φ=0° (cosφ=1); controllare la linearità a punti come φ=30°, 60°, ecc.
• Wattmetro di Potenza Reattiva: Azzerare lo strumento all'angolo di fase φ=0° (sinφ=0); regolare il pieno range a φ=90° (sinφ=1); e controllare la linearità.
• Calibrazione del Fattore di Potenza: Calibrare con una differenza di angolo di fase di 0° (Fattore di Potenza=1.00) e angoli specifici (ad esempio, 140°) per garantire valori di visualizzazione accurati.