單井配電運行參數自動采集監控系統研究

邱 峰

（國網濟寧微山縣供電公司，安徽 濟寧 277600）

0 引言

信息技術的高速發展使自動采集監控技術的實現成為了可能，利用網絡可以實現以挖掘引擎為基礎，在短時間內實現自動化、智能化從不同地點采集信息，并對信息進行分類、編輯、整合等操作。從而有效的節省了物力、時間、人力，同時提高信息的及時性。

1 單井配電運行參數采集面臨的問題及解決思路

1.1 面臨的問題

近幾年，我國油田行業發展迅猛，機采井數量逐年增多，而從目前情況來看，機采井數量的增多還將會持續下去。單井配電是確保機采井能夠正常工作的關鍵步驟，如果單井配電線路出現異常或出現故障將會導致抽油機無法正常工作。抽油器要想恢復正常工作，需要巡視工或采油工對單配井線路的進行實際調查，并對依據實際情況對調查經過進行分析，將調查結果和分析結果統一匯報給生產調度，再由生產調度將情報匯報運行調度，而從實際情況來看工作人員很難全面無誤的掌握施工現場的情況，因此在處理網絡故障、非故障區恢復、故障隔離上將會面臨很大難度，這將會給油田生產帶來巨大麻煩[1]。

1.2 問題解決思路

解決單井故障問題方法主要有2種：1）通過公共網絡完成對單井數據的采集及傳輸，一般來說，公共網絡具有較大的容量，因此沒有必要建立自己的專用網絡，這也節省了大量的網絡維護費用，但在公共通訊網絡的應用中，使用部門需要同通信網絡部門簽訂相應的使用功能，并繳納一定使用費用。2）利用無線通訊網絡建立數據的數據采集、傳輸系統，采用該方法，需要通過申請獲取專用頻段，建立相應基站、主站無線網絡，采用該方式，不僅對網絡維護起來工作量大，而且需要花費巨大資金[2]。將兩種方法進行對比，顯然可以得出，第一種方法費用低，維護氣功工作量小，因此單井數據自動采集通過公共通訊網絡是一種可行方式。

2 配電運行參數自動采集系統設計

2.1 硬件設計

配電運行參數自動采集系統通過電度表芯片SA9105F、三相雙向功率對互感器采集依照合理比例輸出小電流、低電壓量。互感刺激低電流、電壓在輸出后將會進行關AD 轉化電路和放電電路系統會將需要的數據保存下來，并使其顯示出來。圖1為配電運行參數采集系統框圖。

圖1 配電運行參數采集系統框圖

在實際應用中，為了減少危險的發生，通常不能將裝置直接接入到高壓線路中，為了避免裝置在高壓線路中遭受到破壞，在接入電路中應當接入互感器、降壓電阻，確保獲取小電流、小電壓信號，依據通過電壓檢測端口和電流監測端口進入SA9105F 計量芯片對電能、功率進行計算，互感器將會輸出三相電流I1、I2、I3和三相電壓V1、V2、V3，三相電流和三相電壓都會經過ADC0809 轉換器，經過處理后的數據將會顯示在液晶顯示上，數據的傳輸通過接口電路完成。

2.2 軟件設計

系統會將符合AD 芯片輸入范圍內的信號傳送給AD 轉換芯片，將系統中必要的數據進行合理存儲，軟件可以對實際工作中的數據進行實施采集，并進行定時記錄，對線路中的電流、電壓、功率等因數進行記錄，最大可累積記錄34 天。配電運行參數采集系統流程如圖2所示。

圖2 配電運行參數采集系統流程

2.3 抗干擾性

系統在運行過程中將會面臨一定干擾。第一，在模塊設計中，可能出現調試誤差或錯誤，要認真分析干擾因素。在減壓方法上要放棄傳統分壓法，采取互感器減壓法，主要因為互感器本身可對電氣進行隔離，這有助于從源頭上使系統的抗干擾性得到提高。信號無論是被輸入到ADC0809 還是SA9105F 計量芯片信號前，都需要在系統中加一個小電容濾波，對系統中的雜波進行去除，提高系統抗干擾性，確保信號穩定。

電路在實際應用中還會受到電源、回路耦合、信號線等多方面的抗擾，因此在設計過程中要對多種影響因素進行考慮，盡量提高布局整體的合理性，降低干擾因素對系統的干擾性，為了抑制帶寬，可在公共地設計合理的旁路。為了降低串擾耦合，應當是不同點評導線之間的布局盡量遠一些。線路中安裝的電源需要原路干擾源，為了避免感應電勢對線路的影響應當盡量使布線長度短一些。除此之外，在進行PCB布置時，盡量讓線路粗而短，盡量減少直角的出現，線路布置時要盡量避免兩條線路平行而產生的耦合作用。在布線時應當盡量使模擬信號和數字信號保持一定距離，并加粗接地線，增加抗干擾性。

3 通過公共通訊網絡采集單井配電運行數據及作用

3.1 配電運行數據采集干

在采集單井配電運行數據時利用通訊網絡可以提高單井配電系統的運行管理和水平和整個系統的工作效率，確保單井配電運行自動數據采集的合理進行，在單井配電運行中監控技術實現對抽油機運行過程中的配電參數（運行最大電流、運行電壓、運行中最小功率、運行中最大功率、運行平均電量及電量等）進行實施采集，在完成數據采集后，可以利用公共通信網絡實現對數據的定時傳送，數據在傳送到計算機中后，計算機將會自動對傳入數據進行處理，獲取數據曲線[3]。監控人員將會通過觀察計算對數據處理后得到的曲線，對系統運行過程中的電壓和電流的實際情況進行合理分析，從而對抽油機及系統中其余的配電部門的實際運行狀態（系統在運行過程是否存在欠壓、缺相、竊電、單相接地等情況）進行做出正確判斷。單井配電運行數據自動采集、監控技術在實際應用過程中不僅具備采集數據、自動報警、記錄時間、遙控等功能，而且可以通過同配電終端中進行配合實現對配電網出現故障的位置進行定位、隔離故障發生地點，使供電恢復。對抽油機的配電運行的運行狀態進行遠程管理和監控，可以提高其運行管理水平和工作效率，提高油田的生產效率[4]。

智能監控器在實際應用中可以被安裝在配電變壓器桿上，也可以被安全裝在井口配電箱內，主要因為智能監控器具有重量輕、機型小、便于安裝等特點，同時智能監控器還可以同調壓配電變壓器進行組合，然后依據抽油機在實際工作的負載變化進行調壓，不僅可以降低變壓器在工作過程中的對自身損害，而且可以對電機節電進行有效的控制；通過智能監控系統可以實現對抽油機的遠程遙控，從而實現機械的啟動、停止以及報警等操作，同時因為設備能夠實現對電壓的自動調節，因此可以有效避免盜電行為出現[5]。

3.2 自動采集監控系統的作用

系統采集監控系統建立，可以科學合理的為生產運行單位和有關部門提供全面的抽油機井配電運行數據，不斷完善電力系統，提高系統在運行中的科學性及準確性，從而實現電力系統能夠經濟、安全的運行，對降低能效消耗有著巨大意義。主要體現在以下幾方面：1）對相關運行數據進行實時監測，提供抽油機運行負荷[6]。在實際工作中可以依據運行數據，對電機實際運行狀態進行合理分析，系統中一旦出現電壓、電流突變情況，工作人員可以及時發現問題所在，并盡快找出合理的解決辦法，對問題進行處理，不僅減少了審查事故發生的時間，而且有效的控制了停電面積，確保油田生產效率能夠得到保障。2）自動采集監控系統具有一定的記憶功能，這改變了以往無法的數據故障進行準確查詢的現狀，為瞬間故障查詢提供了有利的技術支持。傳統查詢方法，主要是針對故障點機型大面積的人工巡線，大面積人工巡線的查詢方法不僅耗時長，而且在工作中會浪費掉大量車輛、人力、財力，并且無法取得理想的查詢效果[7]。利用自動監控系統中的記憶功能，查詢歷史數據并對歷史數據進行科學分析，便可找到故障的多發區，存在安全隱患的部位，為提高在實際生產過程中供電的可靠性，消除影響線路在安全運行過程中的隱患部位提供了有利的數據支持。3）使電力調度指揮的準確性更高，過去在線路分支在發生停電故障時，工作人員要經過一段時間后才能發停井，然后在進行匯報礦調度，再進行電力運行調度匯報，這將會操作線路的長時間停電，影響企業生產。在擁有了監控系統后，可以對其遠程控制和運行監視功能進行合理運用，線路分支一旦出現跳閘事故，信息將會立刻發生反饋，這樣一來調度變革在事故發生后立即安排人員進行巡線工作，有效變了因為選線問題，而進行倒閘，簡化了操作，為電力正確指揮和電力安全調度提供了保障。通過以上內容不難看出自動采集監控系統的重大作用，因此可以看出其有著良好的應用前景。

4 結束語

參數自動采集監控系統在單井配電運行中有著中要作用，在實現過程中應當對使用公共通信網絡實現對數據的自動采集、監控、傳輸等處理，有效的提高企業在生產運行管理的真實水平，提高系統運行的合理性，進而提高企業的經濟效益。

[1]曹麗悠.依托通信網絡實現單井配電運行參數自動采集監控技術探討[J].黑龍江科技信息，2012,3（15）：21-23.

[2]李駪，姜秀英,張善明.油田信息自動采集系統的設計與現實[J].黑龍江科技信息，2011，5（21）：19-20.

[3]楊寧，張志偉.基于NRF401 無線通信的實時監控告警統系設計[J].電子測試，2012，11(10)：56-60.