“雙視”技術(shù)在海上某平臺(tái)電力設(shè)備監(jiān)測的首次應(yīng)用

劉軍

摘 要：在海上石油平臺(tái)的供電系統(tǒng)中，關(guān)鍵供電設(shè)備如開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS柜等的安全運(yùn)行始終是平臺(tái)設(shè)備管理者緊繃的一根弦，這些關(guān)鍵供電設(shè)備絕大部分電力故障的征兆表現(xiàn)為異常高溫，因此，對(duì)關(guān)鍵供電設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)溫度監(jiān)測至關(guān)重要。海上石油平臺(tái)對(duì)關(guān)鍵供電設(shè)備溫度的監(jiān)測手段通常為電氣師、電氣主操或電工采用手持式紅外測溫槍對(duì)關(guān)鍵供電設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的巡檢和記錄。對(duì)于400V及220V開關(guān)柜，尚可采取有監(jiān)護(hù)人的情況下進(jìn)行帶電檢測的方式，對(duì)于中、高壓設(shè)備如變壓器、中高壓開關(guān)柜和低壓設(shè)備如變頻器、UPS等，其功率發(fā)熱元器件在帶電的情況下均無法打開其柜門或者箱體，手執(zhí)式紅外測溫儀無法檢測到其內(nèi)部發(fā)熱情況。因此這種依靠現(xiàn)場電氣師、電氣主操或電工攜帶手執(zhí)測溫槍進(jìn)行巡檢的方式存在如下主要問題：占用大量的人力資源、測量準(zhǔn)確度受人為因素影響較大;設(shè)備測溫點(diǎn)位置、數(shù)量因人而異，覆蓋范圍不全面;人工巡查，安全漏洞大，及時(shí)性差，故障可能因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)不及時(shí)導(dǎo)致嚴(yán)重后果;數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)在紅外測溫槍的存儲(chǔ)卡中，還需要倒入到辦公電腦里面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能自動(dòng)生成曲線和報(bào)表。尤其對(duì)那些中高壓設(shè)備如變頻器、變壓器、中高壓開關(guān)柜、UPS等，其帶電情況下設(shè)備處于完全封閉狀態(tài)，無法對(duì)其內(nèi)部的發(fā)熱功率元器件進(jìn)行溫度監(jiān)測，導(dǎo)致設(shè)備有時(shí)只能“帶病工作”，存在較大的安全運(yùn)行隱患。“雙視”技術(shù)集雙光同步、精準(zhǔn)測溫及超溫AI診斷預(yù)警三大優(yōu)勢功能于一體，對(duì)關(guān)鍵供電設(shè)備進(jìn)行區(qū)域?qū)崟r(shí)在線單點(diǎn)測溫、區(qū)域多點(diǎn)測溫、相間溫差分析、溫度趨勢分析等，適用于海上石油平臺(tái)尤其是無人化、少人化、智能化平臺(tái)的關(guān)鍵電力運(yùn)行設(shè)備的在線溫度監(jiān)測和告警。

關(guān)鍵詞：雙視;雙光同步;精準(zhǔn)測溫;超溫AI診斷預(yù)警

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）02-0155-02

0引言

根據(jù)國家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》DL/T664-2016，帶電設(shè)備缺陷分為一般缺陷、嚴(yán)重缺陷及緊急缺陷。“雙視”技術(shù)采用可見光與紅外圖像同步顯示，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)并依據(jù)規(guī)范判定缺陷等級(jí)和預(yù)警，為海上平臺(tái)電氣專業(yè)人員快速做出判斷和處置提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

“雙視”技術(shù)對(duì)監(jiān)測現(xiàn)場及目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行可見光視頻和紅外熱成像溫度監(jiān)測，通過有線以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)將采集到的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至紅外在線服務(wù)器和客戶端進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、生成曲線和報(bào)表，超過設(shè)定溫度高報(bào)警、高高報(bào)警等，同時(shí)支持通過第三方通訊協(xié)議將主要溫度數(shù)據(jù)傳輸給第三方系統(tǒng)。系統(tǒng)同時(shí)可以提供SDK（Software Development Kit）軟件包，支持TCP、ONVIF、GB/T28181等主流網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，便于客戶在自身的監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)及與第三方監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，從而不需要再單獨(dú)設(shè)立“雙視”客戶端，可廣泛應(yīng)用于近距離實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度狀態(tài)監(jiān)測如開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS等關(guān)鍵設(shè)備的溫度。防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66，防雷、防浪涌、防突波等多重防護(hù)[1]，適應(yīng)各種海洋的嚴(yán)酷環(huán)境，有超過設(shè)定溫度時(shí)觸發(fā)自動(dòng)告警，通知中控系統(tǒng)人員或電氣專業(yè)人員及時(shí)處理，尤其是無人平臺(tái)或少人化、智能化平臺(tái)，這種“雙視”技術(shù)是一種有效的監(jiān)測方法。

1系統(tǒng)介紹

海上石油平臺(tái)的關(guān)鍵供電設(shè)備如開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS柜等的安全運(yùn)行關(guān)乎海上石油平臺(tái)供電電網(wǎng)的整體可靠性。以開關(guān)柜為例，隔離開關(guān)接頭及刀閘發(fā)熱現(xiàn)象比較常見，甚至有的設(shè)備在60%額定負(fù)荷時(shí)溫升就會(huì)超過規(guī)定溫度值，對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測具有重要意義[2];電流互感器用于測量各回路的運(yùn)行電流，為判定各回路的運(yùn)行狀態(tài)、綜保動(dòng)作、計(jì)量等提供關(guān)鍵的電流信息，電流互感器本體和兩側(cè)接頭是重點(diǎn)監(jiān)測對(duì)象，如發(fā)現(xiàn)過熱現(xiàn)象應(yīng)盡快轉(zhuǎn)移負(fù)荷，對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行倒停檢修;斷路器是供電系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)電路的雙重任務(wù)，其運(yùn)行狀態(tài)需進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測其溫度信息。

通過“雙視”技術(shù)，對(duì)海上石油平臺(tái)的開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS等重要供、配電設(shè)備進(jìn)行365*24小時(shí)實(shí)時(shí)在線的溫度監(jiān)測，其測溫范圍為所照射覆蓋的整個(gè)錐形立體區(qū)域的最高溫、最低溫及平均溫度，每個(gè)監(jiān)視的設(shè)備的報(bào)警溫度值可根據(jù)其額定有功功率及運(yùn)行電流進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)定及調(diào)整，一旦超過其設(shè)定溫度且給予1-2秒鐘的展寬，隨即進(jìn)行報(bào)警，提示電氣師、電氣主操或電工對(duì)相應(yīng)的設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，進(jìn)行停電檢修，及時(shí)消除運(yùn)行隱患?！半p視”技術(shù)具備如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）“雙視”關(guān)鍵設(shè)備的探測器芯片采用美國菲力爾FLIR品牌，160×120像素、熱靈敏度達(dá)到0.1℃@30℃。

（2）“雙視”關(guān)鍵設(shè)備的視場角57°×42°，測溫范圍-20℃- +150℃。

（3）“雙視”關(guān)鍵設(shè)備防護(hù)等級(jí)為IP66防水防塵標(biāo)準(zhǔn)。“雙視”關(guān)鍵設(shè)備采用全金屬外殼，以適應(yīng)海上嚴(yán)酷環(huán)境，并防止現(xiàn)場的強(qiáng)電磁干擾。

（4）“雙視”關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)軟件采用DDE圖像增強(qiáng)技術(shù)，使熱成像畫質(zhì)更清晰。

（5）“雙視”關(guān)鍵設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件可設(shè)置9個(gè)測溫區(qū)域，并顯示各區(qū)域最高溫、最低溫和平均溫，具備超溫報(bào)警功能、溫度變化曲線、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警信息查詢等功能。

（6）“雙視”對(duì)監(jiān)測目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行可見光視頻+紅外熱成像溫度的雙視監(jiān)測。

（7）“雙視”在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件提供免費(fèi)SDK，用戶可進(jìn)行二次開發(fā)。

（8）“雙視”視場內(nèi)全屏測溫，支持點(diǎn)，線，區(qū)域測溫，最高溫和最低溫自動(dòng)跟蹤，支持溫度報(bào)警、 火點(diǎn)火勢報(bào)警。

（9）“雙視”支持絆線、 越界、入侵等智能分析和報(bào)警。

（10）“雙視”配置RJ45標(biāo)準(zhǔn)100M網(wǎng)口，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

（11）“雙視”支持不同碼流切換，可以適應(yīng)不同條件的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（12）“雙視”支持TCP、ONVIF、GB/T28181等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，快速接入第三方平臺(tái)。

（13）“雙視”支持Web、 PC和手機(jī)等多種平臺(tái)客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻的監(jiān)控。

2系統(tǒng)架構(gòu)

“雙視”技術(shù)是確保海上石油平臺(tái)的開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS等重要供、配電設(shè)備正常運(yùn)行的監(jiān)測手段，“雙視”技術(shù)一般包括三層：物理層、傳輸層、應(yīng)用層。

物理層：由“雙視”關(guān)鍵設(shè)備構(gòu)成，每個(gè)高、中、低壓盤安裝2套、每臺(tái)主變壓器安裝8套、每臺(tái)變頻器柜安裝2套、UPS每個(gè)柜體安裝2套，“雙視”關(guān)鍵設(shè)備是組成整個(gè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)底層的基本單位，保證其長期、穩(wěn)定的工作是“雙視”系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。

傳輸層：由網(wǎng)線和交換機(jī)等組成，將“雙視”關(guān)鍵設(shè)備和“雙視”在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件客戶端組成局域網(wǎng)。

應(yīng)用層：由“雙視”在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件及客戶端組成，用于可見光視頻及紅外熱成像溫度的雙視監(jiān)測的實(shí)時(shí)監(jiān)視，包括紅外實(shí)時(shí)圖像、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警信息、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警管理、用戶管理、日志管理等。

圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖，能清晰的區(qū)分出物理層、傳輸層、應(yīng)用層這三層。

3系統(tǒng)安裝

3.1 中、高壓盤“雙視”模塊安裝方式及DC12V供電電源

針對(duì)中、高壓盤，如6.3kV、10.5kV、35kV等電壓等級(jí)，在中、高壓柜盤后上面的母線室和下面的電纜室分別安裝一臺(tái)“雙視”模塊，“雙視”模塊配置安裝支架，通過支架安裝在母線室和電纜室。其錐形區(qū)域?yàn)椤半p視”模塊的測溫范圍，母線室的“雙視”模塊主要監(jiān)測母排及母排連接點(diǎn)的溫度，同時(shí)監(jiān)測母排附近的溫度;電纜室的“雙視”模塊主要監(jiān)測三相電纜接頭的溫度，同時(shí)監(jiān)測電纜接頭周邊的溫度[3]。

由海上石油平臺(tái)提供一路AC220V電源，在中、高壓盤電纜室柜后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源。

3.2 低壓盤及應(yīng)急盤“雙視”模塊安裝方式及DC12V供電電源

低壓盤，400V或220V電壓等級(jí)，在低壓柜盤后上面和下面分別安裝一臺(tái)“雙視”模塊，“雙視”模塊有安裝支架，通過支架安裝在低壓盤柜后。打開低壓盤柜后后門后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源和交換機(jī)。

由高壓盤的DC24V電源串接到低壓盤及應(yīng)急盤，打開低壓盤及應(yīng)急盤柜后后門后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源和交換機(jī)。

3.3 變壓器“雙視”模塊安裝方式及DC12V供電電源

針對(duì)變壓器，每臺(tái)變壓器安裝8套“雙視”模塊，“雙視”模塊分別安裝箱體的8個(gè)角，監(jiān)測繞組、鐵芯、分接開關(guān)、套管等部件的溫度，實(shí)現(xiàn)立體交叉實(shí)時(shí)測溫。打開變壓器前、后后門后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源和交換機(jī)。

由就近的高壓盤或低壓盤或應(yīng)急盤的DC24V電源串接到變壓器，打開變壓器前、后后門后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源。

3.4 UPS“雙視”模塊安裝方式及DC12V供電電源

針對(duì)UPS，兩套主機(jī)柜、一套旁路柜、一套負(fù)載柜各安裝2套“雙視”模塊，柜內(nèi)的柜頂和柜底或后柜門2/6和4/6處或側(cè)面安裝，具體根據(jù)現(xiàn)場的每個(gè)柜體情況再確定安裝位置。

由應(yīng)急盤的DC24V電源串接到UPS柜，打開主機(jī)柜、旁路柜、負(fù)載柜的后門后，找地方安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝DC12V電源。

3.5 “雙視”模塊網(wǎng)絡(luò)

中、高壓盤至低壓盤與應(yīng)急盤、低壓盤與應(yīng)急盤至變壓器、變壓器至UPS主機(jī)柜、旁路柜、負(fù)載柜之間鋪設(shè)鎧裝屏蔽網(wǎng)線，連接各自的100M交換機(jī)，將各分布點(diǎn)的各個(gè)“雙視”模塊通過交換機(jī)和鎧裝屏蔽網(wǎng)線組成單以太網(wǎng)，也可組成單以太環(huán)網(wǎng)或雙以太環(huán)網(wǎng)，再鋪設(shè)一根鎧裝屏蔽網(wǎng)線將所有“雙視”模塊的溫度數(shù)據(jù)傳輸給“雙視”系統(tǒng)上位機(jī)。

4結(jié)語

“雙視”技術(shù)檢測的范圍是以重點(diǎn)檢測區(qū)域?yàn)橹行模采w到整個(gè)探頭視場范圍，檢測的點(diǎn)更多面更廣;同時(shí)，設(shè)備安裝在配電設(shè)備支架、柜門等位置，在做好防護(hù)措施后，可以在線對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換維護(hù)，特別適合供電系統(tǒng)要求穩(wěn)定供電的屬性，帶來很大的維護(hù)便捷性。

該平臺(tái)通過“雙視”技術(shù)對(duì)海上平臺(tái)關(guān)鍵供電設(shè)備開關(guān)柜、變壓器、變頻器柜、UPS等進(jìn)行可見光視頻+紅外熱成像溫度的雙視監(jiān)測，能夠在不停電的情況下實(shí)時(shí)在線檢測關(guān)鍵供電設(shè)備的運(yùn)行溫度并實(shí)現(xiàn)高報(bào)警或高高報(bào)警，極大的減輕了海上平臺(tái)電氣專業(yè)人員的人工巡檢的工作量，給油田的生產(chǎn)帶了顯著的綜合效益，為其它無人平臺(tái)或少人化平臺(tái)的關(guān)鍵供電設(shè)備的溫度自動(dòng)監(jiān)測方案提供了一種參考思路。

參考文獻(xiàn)

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