Lösa problem med lågbelastningsprecision: En guide för digitala mätaruppgraderingar i oljefältsnät

I. Introduktion och bakgrund​

Elektriska mätinstrument är viktiga övervakningsenheter för säker, stabil och ekonomisk drift av elkraftnät. Traditionellt har analoga pekarmätsystem varit vanligt förekommande i oljefältets nätstationer. Men med nätutveckling och ökade krav på mätningens noggrannhet och tillförlitlighet har pekarmätsystemen visat flera brister vid långsiktig användning, som stora läsningsfel, felaktig indikation vid låga belastningar och svårigheter med skalans anpassning.

För att modernisera stationernas övervakning och säkerställa mätningens noggrannhet, tydlighet och tillförlitlighet rekommenderar detta förslag en fullständig uppgradering från befintliga pekarmätsystem till digitala elektroniska instrument. Digitala instrument, med sina höga noggrannhetsnivåer, lätta läsbarhet, starka motståndskraft mot störningar och bekväma installations- och underhållsfunktioner, representerar den idealiska lösningen på de nuvarande problemen.

​II. Nuvarande situation och problemanalys (Begränsningar hos pekarmätsystem)​​

De för närvarande använda pekarmätsystemen lider främst av följande akuta problem:

1. ​Läsningfel:​​ Beroende av manuell visuell läsning kan läsningsskillnader enkelt inträffa. Oegentliga läsningssätt bidrar också till mänskliga fel, vilket skadar datanoggrannheten.
2. ​Serier av felaktigheter vid låga belastningar:​​ Den faktiska belastningen i oljefältsstationer ligger ofta inom 5%-10% av instrumentets skala. Men den exakta indikationsintervallet för pekarmätsystem är endast 20%-80% av skalan. Vid sådana låga belastningar kan läsningar avvika från det faktiska värdet med tiotals eller hundratals amper, vilket gör övervakningen meningslös.
3. ​Opraktisk skalbytning:​​ För att få indikationen inom det exakta intervallet måste instrumentets skala ändras, men detta måste matcha strömförstärkarens förhållande. Eftersom mät- och skyddsförstärkare ofta produceras som en enhet, innebär bytet av förstärkare omfattande ingenjörsarbete och höga kostnader, vilket gör det orealistiskt.

​III. Lösning: Fördelar och tillämpning av digitala elektroniska instrument​

​1. Mätprincip​

Digitala instrument använder avancerad A/D (Analog-to-Digital) konverteringsteknik. De konverterar först kontinuerliga analoga elektriska storheter (som spänning, ström) till diskreta digitala storheter innan mätning, bearbetning och visning. Detta skiljer sig fundamentalt från det direkta analoga drivsystemet hos pekarmätsystem.

​2. Jämförelse av kärnfördelar​

Digitala instrument har överväldigande fördelar jämfört med pekarmätsystem, som visas i tabellen nedan:

​3. Tillämpningspositionering​

Basert på de ovan nämnda fördelarna är digitala elektriska mätinstrument den föredragna lösningen för instrumentuppgraderingar och intelligenta drift- och underhållsprocesser i oljefältsnätstationer. De löser effektivt de inre bristerna hos pekarmätsystem, vilket betydligt förbättrar övervakningsnivån och beslutseffektiviteten.

​IV. Nyckelpunkter för genomförande och distribution​

För att säkerställa ett smidigt genomförande och långsiktig stabil drift av projektet för omrustning av digitala instrument, krävs fokus på följande aspekter:

1. ​Konfiguration av hjälpströmförsörjning:​​
• ​Prioritet till tillförlitlighet:​​ Det rekommenderas att instrumentets hjälpströmförsörjning hämtas från DC-strömsystemet, eller från tillförlitliga källor som reservbelysningskretsar eller kretsar med reservströmförsörjning inom stationens hjälpströmsystem. Detta förhindrar att instrumentet tappar ström vid total strömavbrott i stationen, vilket kan leda till operatörens felbedömning.
• ​Oberoende skydd:​​ Varje instruments hjälpströmkrets bör utrustas med en dedikerad säkring eller en mikrobrytare med hög brytkapacitet för att säkerställa effektiv isolering vid fel.
2. ​Standardisering och estetik:​​
• Typ, panelfärg, utskärningsdimensioner, etc., av de valda digitala instrumenten bör standardiseras för att bibehålla den övergripande estetiken och sammanhållningen av kontrollpaneler/kabiner.
3. ​Störningsmotstånd:​​
• Givet den komplexa elektromagnetiska miljön inom stationer, välj beprövade produkter som passerat tester för starka elektriska och magnetiska fält.
• Vid design- och installationsfasen måste åtgärder som skärmning och korrekt jordning implementeras för att säkerställa långsiktig stabil drift av instrumenten i hårda elektromagnetiska förhållanden.
4. ​Kalibrerings- och underhållscykel:​​
• Alla digitala instrument bör inkluderas i en periodisk kalibreringsschema, med en rekommenderad kalibreringscykel på 1 år.
• För att säkerställa mätningarnas noggrannhet bör instrumenten vara igång och förvarmas i 15 minuter innan någon viktig mätning eller kalibrering.
5. ​Teknisk support och efterföljd:​​
• Efter omrustning och inköp bör leverantören genomföra användarföljdsbesök, snabbt hantera driftproblem och erbjuda nödvändig teknisk förklaring och utbildning till driftspersonal.

​V. Kalibreringsmetoder för viktiga digitala instrument​

För att garantera mätningarnas noggrannhet måste alla nyligen installerade och periodiskt inspekterade digitala instrument kalibreras enligt specifikationer. Nedan följer en översikt av kalibreringsprocessen för de huvudsakliga instrumenttyperna:

• ​Allmänna förberedande steg:​​ Anslut hjälpströmförsörjningen; kontrollera att den digitala visningen eller skärmen visar normalt.
• ​Ampermeterskalibrering:​​ Anslut trådar enligt kablingsdiagrammet; applicera en standard AC-ström (t.ex. 5A); justera kalibreringspotentiometern för att uppfylla specifikationer; applicera sedan proportionella strömmar (t.ex. 2,5A, 1,25A) för att verifiera linjäritet.
• ​Voltmeterskalibrering:​​ Nollställ instrumentet först; anslut trådar enligt kablingsdiagrammet som motsvarar spänningsnivån (t.ex. 35KV, 6KV); mata in en standardspänning (t.ex. 100V); justera motsvarande potentiometer för korrekt visning; och verifiera linjäritet.
• ​Aktiv/reactiv effektmeterskalibrering:​​
• Använd en standardsignal för att generera standardspänning och ström, med kontroll av deras fasvinkel.
• ​Aktiv effektmeter:​​ Nollställ instrumentet vid fasvinkel φ=90° (cosφ=0); justera fullskala vid φ=0° (cosφ=1); kontrollera linjäritet vid punkter som φ=30°, 60°, etc.
• ​Reaktiv effektmeter:​​ Nollställ instrumentet vid fasvinkel φ=0° (sinφ=0); justera fullskala vid φ=90° (sinφ=1); och kontrollera linjäritet.
• ​Effektfaktormeterskalibrering:​​ Kalibrera vid en fasvinkeldifferens på 0° (Effektfaktor=1,00) och specifika vinklar (t.ex. 140°) för att säkerställa korrekta visningsvärden.