摘要： 　　本文簡要介紹了勝利埕島油田海上電器設備概況，針對海上電器設備維修現狀，闡述了電力自動化技術在海上的應用狀況，提出了遠程在線診斷系統構想，對海上電器設備維修自動化工作的開展作出了有益的探索。 主題詞： 電器設備維修  自動化  在線診斷技術 一、海上電器設備概況 （一）埕島油田現狀 　　勝利埕島油田是我國第一個大型淺海油田，已開發建成了年產原油200萬噸規模。該油田位于渤海灣的淺海、極淺海海域，水深3—15m左右，春冬季多風浪，最大風速33m/s，冬季有30—40cm厚的海冰，氣候潮濕，環境溫度－25℃～＋45℃，相對濕度95％，有鹽霧、油霧、霉菌和凝露，油區自然環境和氣候條件惡劣。由于海上特殊的環境條件，簡易采油平臺設計空間有限，因此，從1997年起，海上自動化測控系統開始部分施工，2000年正式投產，實現了井組平臺無人值守。 （二）海上電器設備簡介 　　經過多年建設，埕島油田形成了一個發電和配電緊密結合、發電供電配電相當完整的電力系統。其中，中心一號平臺上裝有2臺3000kW燃氣輪發電機組，5臺400KW天然氣發電機；中心二號平臺上建有一座35kV變電所，容量為2?10000kVA，電源從陸地110KV變電所通過35KV雙回路海底電纜向平臺供電；各衛星平臺主要電器設備有采油變壓器、6KV高壓控制柜、電潛泵控制柜、400V開關柜、230V開關柜、直流屏、UPS等；海底電纜有三芯和新式的六芯電纜，目前埕島油田已有35kV海底電纜21km、6kV海底電纜86km。 　　隨著科學技術的進步，海上電氣設備也逐步采用了一些最新產品，科技含量越來越高。如變壓器從早期的、直接從陸地移植過來的油浸式變壓器，發展到具有無污染、效率高、噪聲小、可靠性高、體積小、重量輕、壽命長等優點的干式變壓器，又到現在海上普遍采用的一變多控變壓器，它擴大了海上叢式井組機械采油方式選擇和應用的范圍，并為作業換泵或更換泵型提供了方便；6KV高壓開關柜從早期的DG-1AF型開關柜（沒有凝露加熱器、爬距增長器等，且進線及母聯開關的高壓熔斷管接觸面小，很容易發熱、爆裂），發展到CXGN2-10箱型固定開關柜（加裝了凝露加熱器，但仍采用高壓熔斷管），又到十分適應海上特有條件的CKYN-12型金屬鎧裝中置式開關柜。借中心一號平臺改造時機，我們還第一次在高壓開關柜方面引進了國外產品，選用的是ABB公司生產的設備，這些開關柜也是中置式，結構緊湊，占地面積小，免維護，操作簡便。 二、電器設備維修發展方向與海上電器設備維修現狀 （一）電器設備維修發展方向 　　從電器設備維修歷史來看，電器設備的管理和維修方式的發展經歷了三個階段：即早期的事后維修方式（Run-to-Breakdown Maintenance），發展到定期預防維修方式(Time-based-Preventive Maintenance)，現在正向視情維修(Condition-based Maintenance)發展，視情維修積極采用無損檢測與診斷技術，定量監測設備狀態，設備利用充分，在自動化檢測軟件的配合下，設備失效容易預測。 （二）海上電器設備維修現狀 　　我公司海上電器設備的維修目前正處在前兩個階段并存的狀態：海上停電、停井、電器設備故障均是在故障發生后再組織維修單位前往搶險、維修的，這屬于第一階段——事后維修方式；每年春秋兩季海上電網檢修屬于第二階段——定期預防維修方式。 　　事后維修方式的缺點是顯而易見的，以海纜故障為例，從海纜故障造成海上停電開始計算，經中心平臺向公司匯報——公司調度室通知維修大隊調度室——維修大隊組織車輛、人員、用料趕往碼頭——乘船趕往現場維修，這至少需要一個半小時以上，這還不算現場查找故障點所花時間。按館陶組油井平均日液能力46t/d計算，加上車船運輸、人工費用，整個維修成本就會大大增加。定期維修制度可以預防事故的發生，但可能出現過剩維修或不足維修的弊病，這也容易造成浪費或搶修不及時。 　　我公司是一個以海上采油為主要目的的公司，公司走的是油公司路子，與其它的陸地采油廠模式不一樣的是，我們公司主要是依托其他單位提供設備維修、維護等，追求的是開采石油產量與效益最大化，這樣，在設備維修方面，就要求我們盡量減少設備維修成本，及早發現設備存在的問題，及早地將問題消滅在萌芽中，出現問題時能及時迅速地處理，可以在最短時間內恢復設備運行，減少經濟損失。同時，埕島油田特殊的環境條件以及平臺無人值守的兩大特色，決定了電器設備維修特點，必須做到兩個及時——及時發現故障原因，及時處理故障。因此，現有的維修方式急需改進，需要一種更科學、更合理的維修方式，使電器設備維修向規范化、自動化、智能化發展，這就需要借助目前日益成熟的高科技技術，如國內比較成熟的電力自動化系統技術以及正在大力發展的遠程故障診斷技術。 三、電力自動化系統技術 　　電力自動化技術是國內已經很成熟的技術。目前，海上CB22系列平臺已完成電力自動化改造，中心一號電力自動化改造等二期工程也即將開始施工。它采用了新一代高、低壓控制柜，可對高壓各用電設備的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率、各繼電器運行狀況、低壓設備的主線輸入輸出電壓電流等情況進行實時監控，并可對高壓各設備和低壓220V、380V主線進行遙控啟停，從而實現電力調度。 （一） 系統基本結構 　　電力自動化系統包括中心一號平臺、613線的22A、22B、25B、22C、22D衛星平臺（整套系統的結構拓撲圖如下圖）,考慮到系統的可靠性、穩定性、開放性、以及可擴展性，因此采用分層、分布式結構，最上層為服務器、操作站、通訊前置機，中間層采用ABB RTU作為每個子平臺的數據匯總，最下層是測控單元既保護繼電器等設備，整套系統從功能及地理區域上劃分整套系統可以分為主站系統、子站系統（井組平臺）、通訊系統以及SCADA軟件。

1、主站系統 　　主站系統是整套電力自動化調度系統的核心，主站系統從硬件設備上主要由服務器、工程師工作站、通訊前置機、網絡交換機、打印機、UPS組成。主站系統采用雙服務器冗余備份，大大提高了系統的可靠性和實時性。主站系統主要功能是實現數據的匯總、處理、存儲，人機界面的顯示、操作，報表、打印等一系列功能。 2、子站系統 　　子站系統包括中心一號平臺子站系統、CB22A、CB22B、CB25B、CB22C、CB22D井組平臺子站系統。所有的子站系統自成一個體系，完成當地的保護、監視、數據采集、數據匯總等功能，子站系統的核心是RTU，RTU的主要功能是實現對下位設備（繼電器、PM500、DC150、MM470、UPS、直流屏等設備）的管理，RTU從下位設備中采集數據，并將所有的數據匯總，然后以通訊的方式上傳給通訊前置機，同時，RTU接受通訊前置機下發的指令，并將指令解釋后下傳給相應的下位設備，實現遠方控制和調整。 3、系統軟件   　　系統軟件分為兩個部分，一個是中心站軟件，一個是衛星平臺軟件： （1）中心站軟件： 　　本套系統中心站軟件采用的是山東山大華天科技有限公司開發的DL2001系統。DL2001系統是一個高性能的監控和數據采集系統，它的功能強大，可以靈活地控制海上電網的生產情況。DL2001系統運行在Windows 2000操作環境下，它的主要功能如下： a.歷史數據及事件的記錄； b.實時及歷史數據的趨勢顯示； c.管理控制不同區域的值（或點）； d.報警顯示及管理； e.按需要組態不同形式的報表； f.形象地表示現場的畫面顯示。 （2）衛星平臺軟件 　　衛星平臺RTU，首要的功能是連續地串行發送信息，所以當串行通信接口將上次CPU送給它的數據發送完后，產生“發送空”中斷，CPU應立刻響應此中斷，將新的數據送給串行通信接口，以保證連續發送。串行通信接口的發送速度是較慢的，在串行通信接口自動發送數據時，CPU可以進行數據采集和處理工作。系統采用的軟件提供強大的功能，高級診斷能力，可靠的通訊，以及方便易用的界面。其編程采用的是梯形圖方式，使用便攜機通過MMI口通訊，進行簡單的模板和協議設置即可。 （二）系統完成的功能 1、主站系統的功能 　　（1）數據采集及控制：通過RTU采集來自現場的模擬量、數字量、脈沖量等，設備對象包括高壓CT、PT、保護、直流系統、低壓主開關部分、智能電度表等，將采集的有功功率、無功功率、電度、功率因數、電流、電壓等數據上傳到中心控制室。 　　（2）顯示：可進行電網一次圖、主開關狀態、斷路器狀態顯示等。 　　（3）通訊狀態監視：在主站能夠監視到與各子站間的通訊是處于正常、臨界、故障的哪種狀態。 　　（4）報警：系統定義了報警信息，在電網操作時在畫面上顯示報警信息。系統的報警信息形成報警文件，在計算機上可進行查閱并可隨時進行打印。 　　（5）打印報表：所有數據庫中的數據，包括歷史數據在內，都可以被生產報表調用，生產報表格式根據需要編寫而成，生產報表每天自動生成，可定時或隨時打印。 　　（6）趨勢顯示：對于測量參數值，可進行其趨勢的實時觀察，如電壓、電流、功率、電量曲線等，并可查閱歷史曲線圖，所繪制的曲線可由計算機打印出來，用于各種分析。 2、子站系統的功能 　　現場RTU完成對每座平臺數據的采集、計算及現場控制，并采用無線電臺系統將其傳至中心平臺主站，同時RTU還可接收中心平臺主站所發來的控制信號，完成電網關鍵電器設備的遙控操作。數據采集精度可達到0.5%,完全滿足生產需要。 （三）系統特點分析 　　電力自動化系統有如下特點： 1、軟件與硬件分離 　　本系統的軟件是一套具有獨立功能的電力SCADA軟件，軟件的運行不依賴于任何下位IDE設備，只要下位設備符合通用的通訊歸約（包括國際規約和國標）