智能化无人平台电气系统与故障诊断方案研究

方伟

摘要：智能化无人平台在确保电气系统运行可靠性、稳定性等方面发挥着重要作用，是时代发展的必然趋势，能够解决以往人工检修电气系统故障中时效性和准确率低的问题。本文主要以海上某无人产油平台为例，对无人井口平台电气系统设计要求及特点等进行介绍，并提出故障诊断的方案，希望促使海上油田电力操作可靠性提高。

关键词：智能化;無人平台;电气系统;故障

引言

在科技不断更新的大环境下，智能化无人平台逐渐应用到电气系统及故障诊断中，一方面可以利用智能控制算法来获取所需的电气设备运行数据，改善以往电气系统处理复杂问题效率低的情况;一方面可以辅助电气故障诊断和预警工作开展，便于技术人员快速、准确地找到故障位置，采取相应措施来处理故障问题，确保电气系统稳定、高效运行。

一、智能化无人平台电气系统设计要求及内容

（一）要求

关于无人井口电气系统设计，需要遵循相关设计要求。其一，需要将电气设备运行参数、运行状态等信息传递给控制中心、管理系统，根据实际需求对测量数据、视频信息等进行实时采集，辅助电气人员开展系统监视、控制以及运行等工作;其二，在确保平台电气系统供电稳定的同时，可以使用单网结构对平台进行优化，将临时应急电源设置为UPS电源，充分发挥平台上继电保护装置中电流值、电功率等故障信息远程传输的功能，并且利用中控系统进行实时监控，达到远程监控运行的目的[1];其三，UPS电源作为该平台远程控制的前提，可以使用双冗余和旁路相结合的配电结构，满足配置可靠性的要求。

（二）特点

与常规平台电气系统相比较，无人平台电气系统中继电保护设备、信号设备等具有远程复位功能，通过远程遥控来实现，可以对远程操作进行记录，如果两个指示同时发生变化，说明已完成对设备的操作。同时，在线监测装置中使用UPS电源，可以远程监测蓄电池电源、内阻等实际状态，且将无人平台的盘柜配置成为电动操作，在无人驻守的情况下也可以对ESD进行关断操作。

二、电气系统故障诊断方案

（一）数据采集、监测

在利用智能化无人平台对电气系统故障进行诊断时，可以从数据采集、监测系统入手，该系统需要对其温度、二次回路以及机械特性等系统进行监测[2]。关于温度系统的监测，先在开关内部安装微型的传感器，利用该设备来获取所需要的实时数据，其实质是通过无线射频技术来获取温度值，并通过自供电技术对开关柜、断路器连接温度进行直接测量，由于该系统中应用到智能组件，在保持温度不变的情况下促使测量准确率提升，在检修、维护方面操作便捷。同时，由于二次回路的电流、电功率处于变化的状态，容易引发断路器操作、拒动等方面的不稳定，所以，可以通过一种非介入式的电压、电流测量传感器对来监测二次回路，在保持原有开关柜回路设计的同时，可以对其各个线圈的电流平均值、储能电机电流平均值以及储能时间等进行全面的监测。

（二）对系统故障进行分析和评估

为了对该系统实际负载变化进行实时诊断，了解相关设备运行状态，可以应用温升模型对系统进行评估和分析，解决潜在的故障问题，确保系统处于正常运行状态，并且可以利用评估分析诊断系统开展检修工作，对设备的损耗进行有效评估，以此为依据来搭建无人平台管理体系[3]。在对设备升温风险情况掌握的基础上，对设备进行检修，以计划性检修弥补以往紧急情况维修的缺陷，使整个电力系统停电维修的几率降低，确保系统在故障维修过程中也可以正常运行。

此外，在对实时运行设备工作情况进行检测时，可以有效利用所获取的设备机械特性曲线数据，对机械特性潜在故障进行分析和预警，达到预防性检修的目的，解决临时维修电流增加等问题，确保电力系统运行的稳定性和安全性。对于电气人员而言，可以充分利用该系统获取温度、机械特性等相关指标信息，对电气设备各项指标进行分析、评估，根据需求追溯各项指标的记录，有针对性地制定运行维护方案，在达到无人平台对电气系统故障进行诊断的同时，尽可能地减少停产所造成的损失。

（三）智能巡检机器人的应用

以往海上油田电力系统故障排查工作的开展，在不损坏设备和不影响其他设备供电的情况下，电气系统故障诊断会造成一定的停产损失，且电气操作人员需要多次登陆来排查故障，时间和人力成本会增加。在利用智能化无人平台对电气系统故障进行诊断时，为了确保无人平台运行安全性，减少无人平台多次登陆带来的损失，可以利用智能机器人来代替人工巡检，开展不间断巡检工作，在降低人工操作风险和成本的同时，促使巡检工作质量和效率提高。比如智能机器人身上可以根据巡检工作需求安装红外热成像仪、有害气体传感器等不同功能的探测器，结合实际需求来敷设运行轨道，便于开展大范围、不间断的巡检工作，及时发现并处理电气系统故障。

同时，为了全面对开关柜进行测温，可以将微型热成像仪设备安装于开关柜内部，便于获取开关柜关键部位热成像信号，并将其传输于巡检系统中，达到对密闭空间测温的要求。此外，将智能机器人应用于无人平台电力系统中，需要搭建网络平台，及时将无人平台上电气设备相关参数传输到外部管理系统，便于电气人员实时了解平台各设备运行情况，并根据实际需求调整相关参数，达到对电力系统进行远程控制的目的[4]。比如对无人平台、环境以及智能巡检等进行远距离管理，利用机器上身上所配置的烟雾探测器、检测仪等对现场环境情况进行实时监控;通过可升降云台、监视设备对机柜、环境等设备进行全方位的监控，自动分析、诊断环境和设备是否存在异常情况。对于电气人员而言，可以利用机器人对现场设备运行情况进行查看，一旦收到异常报警提示信息，可以快速派遣侦查机器人核实异常情况，依据核查结果有针对性地处理系统故障。

三、结束语

应用智能化无人平台对电气系统故障进行分析、评估，且有效处理相应故障，可以促使海上油田电力系统的可靠性、稳定性提高，在避免以往电力系统故障诊断中停产损失的同时，确保油田电气设备稳定生产。

参考文献：

[1]唐怡，杜银昌，王海云，吴昊，蒋志鹏.智能化无人平台电气系统与故障诊断方案研究[J].机电信息，2021（02）：15-16.

[2]弓健.基于智能化技术的电气自动化控制系统研究与实现[J].电子设计工程，2020，（05）：53-61.

[3]陈云.电气工程自动化系统建设中智能化技术的应用[J].设备管理与维修，2019，（10）：140-141.

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