Niedrīgas slodzes precizitātes problēmu risināšana: Digitālo skaitītāju modernizācijas vadlīnis naftas laukumu elektrotīkliem

I. Ievads un fons​

Elektroenerģijas mērīšanas ierīces ir kritiskas uzraudzības ierīces drošai, stabili un ekonomiski efektīvai elektrotīklu darbībai. Parastā situācija bija tāda, ka naftas laukos izmantoja analogās rokas rādītājas elektroenerģijas mērīšanas ierīces. Tomēr, ar tīkla attīstību un pieaugošajām prasībām pēc mērījumu precizitātes un uzticamības, rokas rādītāju ierīču ilgtermiņa lietošanā ir atklājušies daudzi trūkumi, piemēram, būtiskas lasīšanas kļūdas, neprecīza rādīšana zemās slodzes apstākļos un grūtības plātu saskaņošanā.

Lai modernizētu pakalpojumu staciju darbības uzraudzību un nodrošinātu datu mērījumu precizitāti, intuitīvumu un uzticamību, šajā priekšlikumā tiek ieteikts visaptverošs jaunrade no esošajām rokas rādītāju ierīcēm uz digitālajām elektroniskajām ierīcēm. Digitālas ierīces, ar to augsto precizitāti, vieglu lasāmību, spēcīgo aizsardzību pret ārējiem iedarbībām un vieglu instalāciju un apkalpošanu, pārstāv ideālo risinājumu pašreizējām problēmām.

​II. Pašreizējā situācija un problēmu analīze (Rokas rādītāju ierobežojumi)​​

Pašlaik izmantotās rokas rādītāju ierīces galvenokārt cieš no šādiem steidzami jāatrisina jautājumiem:

1. ​Lasīšanas kļūdas:​​ Atkarība no manuālas vizuālas lasīšanas viegli radī paralaksas kļūdas. Nekorektas lasīšanas metodes arī veicina cilvēka kļūdu, kas komprometē datus precizitāti.
2. ​Būtiska neprecizitāte zemās slodzes apstākļos:​​ Reālā slodze naftas lauku pakalpojumu stacijās bieži atrodas 5%-10% no ierīces skala robežas. Tomēr, rokas rādītāju ierīču precīzais rādīšanas diapazons ir tikai 20%-80% no skala robežas. Šādos zemās slodzes apstākļos, lasījumi var atšķirties no reālā vērtībām desmitiem vai pat simtiem amperes, padarot uzraudzību bezjēdzīgu.
3. ​Nepamatotas plātu maiņas:​​ Lai ienestu rādīšanu precīzā diapazonā, ir nepieciešama ierīces plātu maiņa, bet tai jāatbilst strāvas transformatora attiecībām. Kā mērījumu un aizsardzības transformatori bieži tiek ražoti kā vienota vienība, transformatoru maiņa prasa milzīgu inženierzinātnisko darbu un lielus izdevumus, padarot to nereālu.

​III. Risinājums: Digitālo elektronisko ierīču priekšrocības un lietošana​

​1. Mērīšanas princips​

Digitālās ierīces izmanto pašreizējo A/D (Analog-to-Digital) konvertēšanas tehnoloģiju. Tās vispirms pārveido nepārtrauktus analogās elektrosignālus (piemēram, spriegumu, strāvu) par diskretiem digitālajiem signāliem, pirms mērījuma, apstrādes un attēlošanas. Tas fundamentāli atšķiras no rokas rādītāju ierīču tiešā analogā pārvades mehānisma.

​2. Galvenās priekšrocības salīdzinājums​

Digitālās ierīces ir aplēstīgi labākas nekā rokas rādītāju ierīces, kā detālāk redzams tabulā zemāk:

​3. Lietošanas pozicionēšana​

Atbalstoties uz minētajām priekšrocībām, digitālās elektroenerģijas mērīšanas ierīces ir izvēles risinājums ierīču jaunradei un intelektuālai darbībai un apkalpošanai naftas lauku pakalpojumu stacijās. Tās efektīvi risina rokas rādītāju ierīču būtiskās trūkumus, būtiski paaugstinot operatīvo uzraudzības līmeni un lēmumu pieņemšanas efektivitāti.

​IV. Būtiskie punkti implementācijai un izvietošanai​

Lai nodrošinātu digitālo ierīču jaunrades projekta veiksmīgu īstenošanu un ilgtermiņa stabila darbību, šie aspekti jāuzsver:

1. ​Auxiliārās strāvas piegādes konfigurācija:​​
• ​Uzticamības prioritāte:​​ Ieteikts, ka ierīces auxiliārā strāva jāpiegādā no DC strāvas sistēmas, vai no uzticības avotiem, piemēram, rezervētās apgaismojuma tīkliem vai tīkliem ar rezervēto strāvu pakalpojumu stacijas auxiliārajā strāvas sistēmā. Tas novērš ierīču strāvas zaudēšanu vispārējās pakalpojumu stacijas strāvas nogalināšanas laikā, kas varētu izraisīt operatora nepareizo novērtējumu.
• ​Neatkarīga aizsardzība:​​ Katras ierīces auxiliārā strāvas shēma jāaprīko ar atsevišķu šķēršļu elementu vai augstās izseklošanas spējas mikrošķērsli, lai nodrošinātu efektīvu izolāciju gadījumā, ja notiek kļūda.
2. ​Standartizācija un estētika:​​
• Izvēlēto digitālo ierīču tips, panelis krāsa, izgriešanas dimensijas utt. jāstandartizē, lai nodrošinātu kontroles paneļu/kabīnu kopējo estētiku un saskaņotību.
3. ​Antiinterferenču pasākumi:​​
• Ņemot vērā pakalpojumu stacijās sarežģīto elektromagnētisko vidi, jāizvēlas pierādīti produkti, kas ir pārbaudīti stiprās elektromagnētiskās vides testos.
• Projektēšanas un instalācijas posmos jāievieš preventīvi pasākumi, piemēram, šķēršana un pareiza apzeme, lai nodrošinātu ierīču ilgtermiņa stabila darbību smagās elektromagnētiskās apstākļos.
4. ​Kalibrācijas un apkalpošanas cikls:​​
• Visas digitālās ierīces jāiekļauj periodiskā kalibrācijas grafikā, ar ieteiktu kalibrācijas ciklu 1 gads.
• Lai nodrošinātu mērījumu precizitāti, ierīcēm jātiek ieslēgtas un apsildītas 15 minūtes pirms jebkura svarīga mērījuma vai kalibrācijas.
5. ​Tehniskais atbalsts un sekojošā aktivitāte:​​
• Pēc jaunrades un pārbaudes, piegādātājs jāveic lietotāju sekojošās apmeklējumi, lai aptveroši risinātu darbības problēmas un sniegtu nepieciešamo tehnisko izskaidrojumu un apmācību operatīvajiem personālam.

​V. Galveno digitālo ierīču kalibrācijas metodes​

Lai garantētu mērījumu precizitāti, visām jauninstalētajām un periodiski pārbaudītajām digitālajām ierīcēm jāveic kalibrācija saskaņā ar specifikācijām. Zemāk ir norādīts galveno ierīču tipu kalibrācijas process:

• ​Vispārējie pirmsārkārējie soļi:​​ Savienojiet auxiliāro strāvas piegādi; pārbaudiet, vai digitālais attēlojums vai ekrāns parāda normāli.
• ​Ampermetra kalibrācija:​​ Savienojiet vadus saskaņā ar vaļņu diagrammu; piemērojiet standarta AC strāvu (piemēram, 5A); pielāgojiet kalibrācijas potenciometru, lai atbilstu specifikācijām; tad piemērojiet proporcionālas strāvas (piemēram, 2.5A, 1.25A), lai pārbaudītu lineāritāti.
• ​Voltmetra kalibrācija:​​ Pirmā nullējiet ierīci; tad savienojiet vadus saskaņā ar vaļņu diagrammu atbilstoši sprieguma līmenim (piemēram, 35KV, 6KV); ievadiet standarta spriegumu (piemēram, 100V); pielāgojiet atbilstošo potenciometru, lai atbilstu pareizam attēlojumam; un pārbaudiet lineāritāti.
• ​Aktīvā/reaktivā jaudas mērītāja kalibrācija:​​
• Izmantojiet standarta avotu, lai izveidotu standarta spriegumu un strāvu, kontrolējot tos fāzes leņķi.
• ​Aktīvā jaudas mērītājs:​​ Nullējiet ierīci fāzes leņķī φ=90° (cosφ=0); pielāgojiet pilno skalu fāzes leņķī φ=0° (cosφ=1); pārbaudiet lineāritāti punktos, piemēram, φ=30°, 60° utt.
• ​Reaktivā jaudas mērītājs:​​ Nullējiet ierīci fāzes leņķī φ=0° (sinφ=0); pielāgojiet pilno skalu fāzes leņķī φ=90° (sinφ=1); un pārbaudiet lineāritāti.
• ​Jaudas faktora mērītāja kalibrācija:​​ Kalibrējiet fāzes leņķa atšķirībā 0° (Jaudas faktors=1.00) un konkrētos leņķus (piemēram, 140°), lai nodrošinātu pareizus attēlojuma vērtības.