安全監控論文范文

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第1篇

通過井口監控系統，操作人員在中控室中不但可以實時地監測井口的關鍵參數，而且能夠隨時調用上位機記錄監測的參數，然后利用該參數自動生成的曲線進行分析，甚至可以進行遠程關井操作。井口監控系統具備數據遠傳、視頻監控、關井控制等功能，已成為高壓油氣井科學管理的重要工具。

系統配置

1關鍵數據監測

對于高壓油氣井，關鍵參數通常包括氣井壓力、氣井溫度、套管壓力、管匯壓力、管匯溫度、地面安全閥壓力、井下安全閥壓力、水套爐溫度等[3]。加強關鍵參數的實時監測，對油氣井的科學管理和合理開發具有重要意義。例如：觀察氣井壓力變化，有助于分析地層壓力變化情況，判斷油嘴是否刺大或出現沙堵現象；觀察管匯壓力的變化，有助于判斷集輸管道是否有堵塞或刺漏現象發生；觀察地面安全閥和氣井壓力，當壓力降低時，有助于提醒工作人員井口可能發生異常關井。

2數據采集

設備自動化系統中，PLC和RTU是應用最廣泛的兩種自動化控制產品。PLC功能強大、編程方便，主要用于工廠車間流水線的控制。RTU則是對傳統PLC在遠程和分布式應用的產品補充，更適用于現代化新興行業的分散監控需求。在應用方面，PLC正常工作環境溫度0～50℃，而RTU－40～75℃，能夠在極端溫度環境中正常工作。在通訊配置方面，PLC通信接口及通信協議較單一，只適用于相對固定和統一的站內控制系統，而RTU一般具備3～5個或更多的通信接口，可與其他不同種類設備相連，特別適用于SCADA系統。在存儲量方面，PLC提供的數據存儲空間只有幾十k字節，而RTU的存儲空間可達1～32M字節，遠大于PLC的存儲量。此外，RTU采用內嵌式流量計算程序，可代替流量計算機，直接用于計量及存儲歷史記錄等，因此RTU更適用于井口數據采集[4]RTU在塔里木、克拉瑪依、長慶等國內各大油氣田已得到廣泛應用。在油氣田管理上，RTU充分體現了油氣井自動化和生產分析設計工作有機結合的思路。其在提高信號傳輸可靠性、減輕主機負擔、減少信號電纜用量、節省安裝費用及管道的敷設等方面得到了廣大用戶的肯定[5]。雅克拉凝析氣田目前采用的是ECHO公司的RTU產品，性能比較穩定，能夠滿足井口安全生產需要[6]。

3通訊方式數傳電臺是較經濟的無線通訊設備，但其通訊能力有限，最高傳輸速率19200bps，不能滿足大數據量傳輸需求[7]。無線網橋可達300M帶寬，可滿足常規數據傳輸量需求，但受外界因素影響較大，高山、磁場、沙塵天氣等均能對其造成影響，信號不夠穩定。雅克拉凝析氣田開始使用的是數傳電臺，采用一主多從，輪詢方式與從站通訊，電臺型號為美國MDS2710，其最高傳輸速率19200bps，數據傳輸轉換時間7ms，接收靈敏度－111dBm。但隨著信息傳輸量的增大，特別是視頻信號的加入，數傳電臺已完全不能滿足數據傳輸需求，逐漸被淘汰。目前雅克拉凝析氣田各井口均已實現電網和光纖覆蓋，采用ADSS光纜和先進的光端機，其帶寬可達千兆，能夠滿足各種信號的傳輸需求。

4液壓控制

柜液壓控制柜的設計需要與現場工況相符，雅克拉凝析氣田地處戈壁荒漠，冬寒夏熱，晝夜溫差大，因此對控制柜的各種性能和元器件的質量提出了較為苛刻的要求。（1）高/低壓自動關井。當管道發生刺漏、爆裂、憋壓等情況時，管匯壓力超常變化，高/低壓關井功能可以自動切斷井口氣源，防止事態擴大。高/低壓自動關井功能一般由高低壓先導閥來實現[8-9]，通常安裝于井口匯管或液壓控制柜內。根據現場實際應用情況，采用高/低壓先導閥完成自動關井存在3方面問題：①先導閥引壓管通常采用6.35mm或9.53mmtube管沿地溝敷設，管內來自井口的氣液介質在冬季凍堵后容易造成意外關井，需要對其進行伴熱保溫，然而在井口無交流電的情況下，伴熱較難實現。②先導閥是機械原理式結構，若長期不動作，其內部油干澀后容易卡死，當壓力異常時，可能造成關井失敗。③先導閥高、低壓力值不易修改，只有返廠才能準確設定，不方便使用。為此，雅克拉高壓油氣井已普遍采用報警設定器代替高/低壓先導閥來實現自動關井功能。K1、K2是報警設定器的兩個內部繼電器，將兩個常閉點串聯接入回路，分別設置為管匯壓力高和低的關井值，當K1、K2任何一點斷開時，電磁閥均會失電關井。（2）自動補壓。液壓控制柜系統壓力降低時，必須及時為系統補充壓力，才能確保井口正常生產，否則會造成意外關井。系統補壓可由氣動泵或電動泵完成。雅克拉氣田井口開始采用的是氣動泵，氣源是影響裝置正常運行的關鍵因素。現場存在以下兩方面問題：①采用氣瓶為氣動泵供氣，耗氣量較高，更換氣瓶頻率高，工人勞動強度大。②利用小型分離器對井口天然氣進行處理后為氣動泵供氣，但氣液分離不徹底，氣體含沙，控制柜內元器件密封磨損嚴重，同時調壓閥節流后積液，冬季容易凍堵，使用效果不理想。為此，在各控制柜各氣動泵附近增加空壓機為氣動泵提供氣源，該方法安全可靠、易實現、投資少。小型空壓機功耗低、體積小、維護量少，能直接將空氣壓縮至3MPa。為減少控制柜的二次改動，雅克拉凝析氣田新增的液壓控制柜統一采用了電動泵作為系統動力源，進一步增強了系統可靠性。（3）遠程關井。這是高壓油氣井井控安全的一項必要措施[2，10]，由于井口距離遙遠，當下游天然氣處理廠出現事故或者集輸管道爆裂需要緊急切斷井口氣源時，采用遠程關井能在最短時間內關閉井口。（4）火災關井。將液壓控制柜邏輯控制信號管道延伸到采氣樹上方，在末端安裝易熔塞。當發生火災時，易熔塞受高溫熔化快速泄壓，從而自動關井[9]。（5）就地關斷和現場復位。液壓控制柜必須具備就地關斷和現場復位功能，當執行遠程關井后，操作人員必須到現場進行手動復位，方能開井，否則不利于安全生產，容易引發二次事故。（6）蓄能和溢流。雅克拉氣田地處南疆戈壁，晝夜溫差大，液控柜系統壓力隨氣溫升降變化明顯，在系統管路上安裝蓄能器和溢流閥能減弱氣溫對系統壓力造成的影響，同時能降低泵的啟動頻次，延長使用壽命。

5視頻監視

采用視頻監控技術能直觀地觀察到井口生產狀況，監控井場進出的人員和車輛，利于保護油田物資，更重要的是能及時發現井口出現的刺漏、爆炸等事故。

6輔助設施

液壓控制柜和RTU設備露天放置，液壓控制柜內各類精密控制閥密封件受氣溫影響，冬冷夏熱，極易損壞。系統壓力隨早晚溫差升降幅度大，一旦自動補壓系統失效，容易造成意外關井。RTU裝置受沙塵和雨雪侵襲，壽命嚴重縮短。考慮到惡劣氣候對監控系統造成的諸多影響，雅克拉氣田各井口為監控裝置增建了儀表間，并配備電暖氣和空調，達到了密閉和恒溫效果。不但提高了裝置運行的穩定性，也延長了設備的使用壽命，極大降低了監控裝置的維修維護工作量。

第2篇

【關鍵詞】電力信息安全；監控；安全隱患；電網

數字化時代的到來，對電力信息系統服務服務功能的不斷完善產生了深遠的影響，一定程度上擴大了電力企業的產業規模。與此同時，隨著電力信息系統運行中所承載信息量的不斷加大，電力信息安全能否得到有效的保障，影響著電力系統的穩定運行。因此，需要采取科學的監控方法，實現電力信息系統長期運行中的實時監控，確保所有電力信息安全性。

1電力信息安全基本組成架構分析

電力信息安全所關注的是所有電力信息的安全有效性，并嚴格遵循信息保密性、可用性、完整性及可控性原則，確保電力系統的穩定、高效運行。實現這樣的發展目標，需要明確電力信息安全基本組成架構，最大限度地滿足電力系統安全運行的多樣化需求。當前電力信息安全基本組成架構包括：①電力信息流結構。該結構的存在是為了確保各項電力業務的順利開展，確保了電力信息的安全傳遞；②性能可靠的電力信息網絡結構。通過專用網絡與公用網絡配合使用電力信息網絡結構的合理設置，可以保障電力信息安全，確保了電力網絡結構與互聯網的有效結合；③完善的電力信息安全預防與保護體系結構。該結構的設置與不斷完善，實現了電力信息系統組成結構的科學劃分，為電力信息安全策略的制定提供了重要的參考依據，也為電力信息系統的安全運行打下了堅實的基礎。

2電力信息安全監控系統構建要點分析

電力信息安全監控水平的提升，依賴于安全監控系統構建，從而實現電力信息系統運行及電力信息傳遞的實時監控。同時，隨著電力企業業務量的不斷加大，對電力信息安全管理提出了更高的要求，需要注重電力信息安全監控系統構建，明確系統的主要功能及相關的支撐技術。

2.1安全監控系統的主要功能

電力信息安全監控系統的主要功能包括：確保所有信息化設備的完好性；實時監控信息化監控系統運行，了解其安全狀況。通過在線監視的方式，有利于提升電力信息化設備的安全管理水平，促使信息化系統長期處于穩定的運行狀態，優化資源配置的同時保持系統良好的安全性。具體表現在：①對所有電力信息化設備進行安全管理。在這種管理方式的作用下，可以實時地監視信息設備的運行狀態，合理配置各種信息設備，并對設備進行維護與升級；②對系統運行進行實時安全管理。通過對信息系統運行狀況了解，可以有效的應對各類突發事件，促使系統中存在的問題能夠得到及時處理。在這種安全管理模式中，系統運行信息采集中是以網絡節點為單位，能夠對各類安全事件進行實時響應，可以顯示出系統的運行狀態；③離線狀態下進行安全性分析，促使其中的安全數據能夠得到分析與處理，逐漸形成完善的安全機制，并獲得安全評估報告；④對用戶、系統日志、安全制度等進行日常管理，并通過安全監控中心對下級電力信息安全進行檢查與評估。

2.2安全監控系統的主要支撐技術

電力信息安全監控系統服務功能的不斷完善及服務范圍的擴大，對各類技術有著較強的依賴性。因此，需要了解該監控系統的主要支撐技術。這些技術包括：①面向對象的高效管理組織技術。通過對電力信息系統中各對象特征的深入分析，可以進行高效管理；②適用范圍廣的數據統一管理技術。在該技術在支持下，可以提高電力信息安全監控系統運行效率；③電力信息化設備管理技術。將設備內部或者外部與計算機相連，能夠在標準協議支持下確保各設備的安全使用；④確保各廠商產品信息共享的安全管理適配器技術。

3電力信息安全分析

為了提高對電力信息安全的正確認識，需要構建相關的模型對電力系統安全事件可能造成的影響進行分析，從而為電力信息安全控制提供保障。構建模型進行電力信息安全分析時，需要從這些方面入手：①確定所有信息安全事件可能影響電力系統安全的集合；②對電力信息安全隱患相關性進行分析，大致確定各類安全事件可能發生的概率；③通過信息安全事件結合及安全隱患相關性分析，確定信息安全事件權重。

4結束語

綜上所述，合理設置電力信息安全基本架構，構建可靠的電力信息安全監控系統，可以確保電力信息安全，增強電力系統運行穩定性。因此，未來電力信息系統構建中應充分地考慮電力系統正常工作的具體要求，注重電力信息安全分析，靈活運用信息技術及專業技術手段保持電力信息安全監控系統運行良好性，促使其中存在的問題能夠得到高效處理。

作者:林康 單位:首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院

參考文獻

[1]余勇，林為民.基于等級保護的電力信息安全監控系統的設計[J].計算機科學，2012（13）.

第3篇

1.1頻率干擾與信號失真

變頻器產生的高次諧波會對電源及鄰近用電設備產生諧波污染，且與其他無線電電磁干擾一樣，諧波污染的方式包括傳導、電磁輻射及感應耦合等。其中傳導會對并聯的電氣設備產生干擾，而感應耦合則會與變頻器輸出線平行敷設的導線產生電磁耦合而形成感應干擾，電磁輻射則會干擾鄰近的礦井安全監控系統設備。

1.2漏電流干擾

礦井安全監控系統的工作環境體現出潮濕、煤塵大、空氣中含有腐蝕性氣體的特點，接線盒中或傳感器電子線路內部包含大量的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質等，任何一處發生絕緣不良，即會導致漏電，尤其是傳感器的應用環境濕度較大，絕緣體絕緣電阻下降，漏電電流增加則會引起干擾。傳感器的主要作用是把被測物理量轉換成電信號輸出，其包括敏感元件、轉換電路、測量電路、輔助電源等部分，而傳感器在進行非電量向電量的轉換過程中，測量電路本身會成為一個放大器，實際檢測時，漏電流會對檢測精度產生影響，特別是漏電流進入測量電路的輸入級時，影響會更加嚴重。

2煤礦安全監控系統干擾防治策略

2.1提高選型的合理性

在進行煤礦安全監控系統建的設過程中，由于相關技術標準中未明確抗干擾性能檢測的相關要求，也未取消快速斷電性能要求，所以一些廠家會把傳感器數據采集方法改成脈寬計時方法，以實現2s快速斷電，而改用脈寬計數法僅捕捉傳感器輸出信號的一個脈寬可能會帶來嚴重后果。為避免這一問題，一些監控系統分站采用雙CUP設計，或者傳感器采用數字式串行碼傳輸方式，將實際應用過程中將頻率傳輸所致的各種不穩定因素降至最低，因此在安全監控系統選型過程中，抗干擾能力是一項重要考慮因素，以保證安全監控系統運行的穩定性與可靠性。

2.2嚴格按照標準施工

線路間干擾可以通過屏蔽電纜的方法來消除或抑制，施工過程中嚴格按照相關標準要求執行。井筒與巷道內的通信、信號電纜要與電力電纜分開，分別掛在井巷兩側；如果井筒內條件不允許，則通信與信號電纜必須與電力電纜保持0.3m以上距離；如敷設于巷道內，則要與電力電纜保持至少0.1m以上距離，且敷設于上方。如果高低壓電力電纜必須敷設于巷道同一側，則電纜之間的距離至少保持0.1m；且高壓電纜與低壓電纜之間至少保持50mm以上的距離。吊掛纜線或者加大平行吊掛的纜線間距可有效降低干擾。此外，還可以合理運用信號屏蔽電纜，以消除線路間的干擾，全面改造主傳輸電纜，防止長距離信號在傳輸過程中受到干擾；如果巷道中使用變頻調速設備或者電磁干擾比較嚴重，也可以使用屏蔽電纜，不過需要注意屏蔽層的有效聯接與接地。

2.3合理設置分站位置

供電距離越長，供電能力就更弱，線纜間分布電容及分布電感也會隨之增加，從而對信號的傳輸產生直接影響。因此，傳感器與執行器至分站之間的傳輸距離盡量控制在2km以內；分站至傳輸接口、分站至分站之間的最大傳輸距離也要控制在10km以內，但在實際系統建設中，往往存在傳感器至分站間距離大于采煤工作面順槽或掘進巷道長度的現實，無法滿足2km的規定值，并且分站之間、分站與接口之間的距離大于10km的情況也比較常見；此外，根據目前國內安全監控系統所用的移頻鍵控模式的主信號傳輸模式的特點，多數廠家在進行安全監控系統設計時，其中分站間或分站到傳輸接口間的距離均在20km以上。針對上述情況，在煤礦安全監控系統建設過程中，要盡量縮短傳感器到分站的距離，以有效對抗干擾；并保證系統設計供電電壓的穩定性，纜線截面積要與相關標準相符，以提高信號傳輸的準確性。

3結束語