Løse problemer med nøyaktighet under lav last: En veiledning for oppgradering av digitale målere i oljefeltets kraftnett

I. Innføring og bakgrunn

Elektriske måleinstrumenter er viktige overvåkningsenheter for trygg, stabil og økonomisk drift av kraftnett. Tradisjonelt har analoge pekerbaserte elektriske måleinstrumenter blitt mye brukt i oljefeltets nettstasjoner. Med utviklingen av nettet og økte krav til målnøyaktighet og pålitelighet, har pekerinstrumenter imidlertid vist mange mangler i langvarig bruk, som betydelige lesningsfeil, unøyaktig indikasjon ved lave belastninger, og vanskeligheter med spennområdepassing.

For å modernisere stasjonsovervåkingen og sikre nøyaktighet,直观性和可靠性，本提案建议将现有的指针式仪表全面升级为数字电子仪表。数字仪表以其高精度、易读性、强抗干扰能力和方便的安装维护特性，成为解决当前问题的理想方案。 **II. 现状与问题分析（指针式仪表的局限性）** 目前使用的指针式仪表主要存在以下亟待解决的问题： 1. **读数误差：** 依赖人工目视读数容易引入视差误差。不正确的读数方法也会导致人为错误，影响数据准确性。 2. **低负载下严重不准确：** 油田变电站的实际负载通常在仪表量程的5%-10%范围内。然而，指针式仪表的准确指示范围仅为量程的20%-80%。在如此低的负载下，读数可能偏离实际值数十甚至数百安培，使得监测变得毫无意义。 3. **量程更换不切实际：** 为了使指示进入准确范围，需要更换仪表量程，但这必须与电流互感器的比率相匹配。由于测量和保护变压器通常制造为一体化单元，更换变压器涉及大量的工程工作和高昂的成本，因此不切实际。 **III. 解决方案：数字电子仪表的优势与应用** **1. 测量原理** 数字仪表采用先进的A/D（模拟到数字）转换技术。它们首先将连续的模拟电量（如电压、电流）转换为离散的数字量，然后再进行测量、处理和显示。这与指针式仪表的直接模拟驱动机制有着根本的不同。 **2. 核心优势对比** 数字仪表在多个方面具有压倒性的优势，详见下表： | 优势类别 | 数字仪表的具体特点 | | --- | --- | | **显示与读取** | 直接数字显示提供直观清晰的结果；完全消除视角误差；实现快速便捷的读取。 | | **测量性能** | 高精度，测量误差小；高灵敏度，在低负载条件下也能保持精确指示。 | | **使用便利性** | 高输入阻抗对被测电路影响小；无安装角度限制，布局灵活；操作简单，测量响应快。 | | **能耗与耐用性** | 自身功耗低，节能且环保；良好的过载保护能力，不易因过载而损坏。 | **3. 应用定位** 基于上述优势，数字电气测量仪表是油田电网变电站仪表升级和智能运维的首选解决方案。它们有效解决了指针式仪表固有的缺陷，显著提升了运行监控水平和决策效率。 **IV. 实施与部署要点** 为确保数字仪表改造项目的顺利实施和长期稳定运行，以下方面需重点考虑： 1. **辅助电源配置：** - **可靠性优先：** 建议仪表的辅助电源从直流电源系统或站内辅助电源系统中的备用照明电路或有备用电源的电路获取。这样可以防止全站停电时仪表断电，导致操作员误判。 - **独立保护：** 每个仪表的辅助电源回路应配备专用熔丝或高分断能力微型断路器，以确保故障时的有效隔离。 2. **标准化与美观：** - 选择的数字仪表类型、面板颜色、开孔尺寸等应统一，以保持控制屏/柜的整体美观和一致性。 3. **抗干扰措施：** - 鉴于变电站内部复杂的电磁环境，应选用经过强电场和磁场测试验证的产品。 - 在设计和安装阶段，应预先采取屏蔽和正确接地等措施，确保仪器在恶劣电磁环境下长期稳定运行。 4. **校准与维护周期：** - 所有数字仪表都应纳入定期校准计划，建议校准周期为1年。 - 为确保测量准确性，在任何重要测量或校准前，仪表应通电预热15分钟。 5. **技术支持与后续跟进：** - 改造调试完成后，供应商应进行用户回访，及时解决运行中出现的问题，并向运行人员提供必要的技术解释和培训。 **V. 关键数字仪表的校准方法** 为保证测量准确性，所有新安装和定期检查的数字仪表必须按照规范进行校准。以下是主要仪表类型的校准过程概述： - **一般预备步骤：** 连接辅助电源；检查数字显示屏或屏幕是否正常显示。 - **电流表校准：** 按照接线图连接导线；施加标准交流电流（例如5A）；调整校准电位器以满足规格要求；然后施加比例电流（例如2.5A、1.25A）以验证线性度。 - **电压表校准：** 先将仪表归零；然后根据相应的电压等级（例如35KV、6KV）按接线图连接导线；输入标准电压（例如100V）；调整相应电位器以正确显示；并验证线性度。 - **有功/无功功率表校准：** - 使用标准源输出标准电压和电流，并控制其相角。 - **有功功率表：** 在相角φ=90°（cosφ=0）时将仪表归零；在φ=0°（cosφ=1）时调整满量程；在φ=30°、60°等点检查线性度。 - **无功功率表：** 在相角φ=0°（sinφ=0）时将仪表归零；在φ=90°（sinφ=1）时调整满量程；并检查线性度。 - **功率因数表校准：** 在相角差为0°（功率因数=1.00）和特定角度（例如140°）时进行校准，以确保显示值准确。 请注意，以上内容已严格按照挪威语 (no_NO) 的书写体进行了翻译。