摘要：油井自动化监控系统是采油厂生产自动化建设的重要组成部分，自该系统在采油厂投入使用以来，取得了良好的应用效果。本文总结了两年来的维护中系统中存在的各类电源问题，并通过理论分析，提出了解决方案。
　　关键词：油井监控
　　中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-578-01
　　1概述
　　油井自动化监控系统是采油厂生产自动化建设的重要组成部分，该系统在单井采用先进检测技术实现对回压、载荷、位移、温度、电参数、功图、电流图、功率图等数据的即时录取和网上浏览。自油井生产参数监控系统在采油厂投入使用以来，取得了良好的应用效果，得到了前线领导和职工的一致认可。在维护中，电源类故障是比较常见的问题，本文将对此展开讨论。
　　2工作原理
　　在油井自动化监控系统中没有专门的传感器供电电源，由RTU内部变压器将380V电压变为24V电压后经过整流、滤波、稳压电路，通过接线端子输出到各传感器。其工作原理如图：
　　3故障统计及分析
　　对2006年9.1-11.30日所发生的故障统计如下表。表1中24次RTU故障中其中变压器和保险管故障9次，而通信、板卡故障原因很大程度上都是由于电源问题引起的。由这些可见，油井监控系统的电源问题确实是应该仔细分析的问题。
　　4.1变压器烧坏
　　电源变压器是电源电路中的主要元器件，它的作用是降低交流电压，同时将交流电网与RTU电路实现电气隔离，使整机电路底板的电位浮空，避免人身触电。变压器故障在今年五月前是比较多发的故障，通过更换耐压变压器已基本解决该问题。
　　4.2保险管烧坏
　　保险管工作原理如图2所示。 当电路中存在过电流故障时，流过 T1初级线圈的电流会增大，过电流故障愈严重，流过T1初级线圈的电流愈大，流过 F1的电流也愈大。当流过 F1的电流大到一定程度，即超过F1的熔断电流时，F1自动熔断，切断电源变压器初级线圈回路中的电流，这样从电源变压器开始，之后的电路中都没有电源，即整机电路没有电源，停止工作。通过对更换下来的保险管的观察，发现烧坏的保险管大多已发黑少数玻璃管已破碎，这说明过流电流很大。分析保險管烧坏的主要原因是由于油井现场输入的交流电电压不稳定，且普遍偏高，线电压有时超过430V，致使通过F1的电流超过其熔断电流。
　　4.3对传感器故障的思考
　　在维护中常有传感器坏的情况发生，包括负荷、位移、电表、压力传感器。由于已坏的传感器无法确认损坏原因，所以在最初，我们认为这是由于传感器的质量问题，例如传感器性能不够稳定造成的。但是从理论上分析，是无法排除这些传感器是由于瞬间过电流而烧坏的。在本系统中，传感器的供电电源由RTU电源提供。RTU的稳压电源是通过正流整流桥将交流电变成直流电后，经78系列的稳压模块稳压输出5伏、15伏、24伏。单井现场经常出现高电压尖峰脉冲，由于这种电源结构简单，不能很好的滤除直流电压的尖峰脉冲，这些高压的尖峰脉冲轻则降低传感器的测量精度和使用寿命，严重的很容易导致传感器的损坏。
　　5解决方法
　　5.1针对现场电网电压变化幅度大的问题，采用开关电源
　　（1）在本课题中采用开关电源的决定性原因是，开关电源对电网的适应能力较好，一般串联稳压电源允许电网波动范围为 220V ±10% ，而开关型稳压电源在电网电压在 110 ～260V 范围内变化时，都可获得稳定的输出电压。开关电源的这一特性能够解决现场电网电压变化幅度大的问题。（2）开关电源中的开关管工作在开关状态，工作在这种方式下的开关管功耗很小，效率高，可以达到80%～90%。（3）工作在开关状态下的三极管由于功率消耗小，所以不需要给开关管很大的散热片，机内温度低，有利于电源电路长时间工作，电源的寿命比较长。在维护中，我们发现变压器温度过高是导致变压器故障的很重要的一个原因。（4）开关稳压电源中滤波电容的容量比较小，这是因为开关管工作频率高，交流成分的频率高，所以与正在使用的串联调整型稳压电源相比可以采用较小容量的滤波电容达到良好的滤波效果。（5）另外，由于功耗小，机内温升低，提高了整机的稳定性和可靠性。
　　5.2传感器供电装置方案
　　考虑到油井监控系统现场电网常出现电压过高的情况，而开关电源则能够在宽范围的电压下工作，且开关电源输出的直流稳定，品质好，纹波系数小的优点，传感器供电装置方案可以改为图5所示：该设计方案在变压器前加浪涌保护器，能够进一步吸收瞬间过电流，更好地保护后端设备不被烧坏。在380V变150V的变压器后加开关电源。380变150的变压方式即使油井现场瞬时电压升高到550V，加到开关电源的电压也只有220V，大大提高了后端设备对高电压的承受能力。