油田项目箱变温升防爆系统方案

一、方案概述

油田项目箱变作为油气开采、集输环节的关键电力保障设备，长期处于户外恶劣环境（高温、高湿、多尘、油气挥发等），其内部母线室、断路器、电缆头、变压器高低压侧节点等关键部位易因接触不良、过载、散热不畅等引发温升异常，甚至诱发弧光故障，严重威胁油田生产安全与设备稳定运行。本温升防爆系统基于油田场景特殊需求，整合智能采集终端主控单元、弧光传感器、无线测温传感器等核心设备，通过实时监测、精准判据、快速响应的设计，实现箱变温升异常预警与弧光故障快速切除，为油田项目箱变提供全方位防爆保护。

(馈线型弧光保护装置FD-800-ARC-E3)

二、系统配置

1.智能采集终端主控单元：作为系统核心，负责数据接收、分析处理、指令下发及联动控制。每台主控单元预留充足接口，可接入24路无线测温传感器，满足箱变内部多节点温度监测需求；配置2路大容量跳闸出口，分别用于本柜故障跳闸和失灵保护跳闸，确保故障切除的可靠性。主控单元具备抗电磁干扰、耐高低温（-40℃~70℃）、防尘防水（防护等级≥IP54）特性，适配油田户外恶劣环境。

(馈线型弧光保护装置FD-800-ARC-A3)

2.弧光传感器：采用自检型光纤式紫外光传感器，避免环境光照（如阳光直射、油田作业照明）干扰导致的误动。传感器通过光纤传输信号至主控单元，具备优异的绝缘性能，适配箱变高压环境。根据箱变结构，在母线室、断路器腔、电缆室及变压器连接区域分别部署传感器，实现弧光信号全区域覆盖，确保无监测盲区。

3.无线测温传感器：采用 CT 感应取电模式，无需额外布线，安装便捷且不影响箱变原有电路结构。传感器精准监测母排、断路器上下触头、电缆头及变压器高低压侧节点温度，测量范围 - 50℃~150℃，测量精度 ±0.5℃，可实时捕捉温度异常升高趋势。传感器具备低功耗设计，信号传输稳定，抗油气腐蚀能力强，适配油田特殊环境。

(无线测温传感器)

三、动作逻辑

（一）温度监测与预警逻辑

1.无线测温传感器实时采集各监测点温度数据，通过无线信号传输至智能采集终端主控单元，数据更新周期≤60s。

2.主控单元预设2级温度阈值（预警阈值、跳闸阈值），结合油田箱变运行特性及相关标准设定：

预警阈值：≥85℃（温度异常升高，未达危险状态）。

跳闸阈值：≥100℃（温度严重超标，存在起火、爆炸风险）。

3.动作响应：

当温度达到预警阈值时，主控单元触发报警装置，同时通过远程通讯向油田运维管理平台发送告警信息，提示运维人员排查接触不良、过载等隐患；

当温度达到跳闸阈值时，主控单元立即发出跳闸指令（10ms内发出跳闸指令），通过本柜跳闸出口切断故障回路，避免温度持续升高引发爆炸事故。若本柜跳闸出口失灵，装置经过100ms延时启动失灵保护跳闸出口跳开上一级开关，确保故障回路快速切除。

（二）弧光故障保护逻辑

1.弧光传感器实时监测各区域弧光信号，当发生弧光故障时，传感器快速捕捉紫外光信号，通过光纤传输至主控单元，信号传输延迟≤1ms。

2.主控单元同时采集三路电流信号，采用“弧光+过电流”双判据保护机制：

仅检测到弧光信号时，判定为告警事件，不执行跳闸动作，避免误动影响油田生产；

同时检测到弧光信号和过电流信号（过电流阈值根据箱变额定电流设定，通常为额定电流的1.2~1.5倍）时，判定为真实弧光故障。

3.动作响应：判定为真实弧光故障后，主控单元在 10ms 内发出跳闸指令切除故障回路，快速熄灭弧光，防止故障扩大引发箱体爆炸、油气引燃等严重后果。

（三）自检与冗余逻辑

系统具备定期自检功能，每天自动对弧光传感器、无线测温传感器、主控单元及信号传输通道进行故障诊断，若检测到传感器失灵、信号传输异常等问题，立即触发设备故障报警，提示运维人员更换或维修。

四、安装方式

1.主控单元固定位置：箱变柜体内部专用安装支架（辅助导轨安装）；

2.弧光传感器安装：传感器采用支架固定，避免直接接触高压部件，光纤线缆沿柜体内部走线槽布置，弯曲半径≥30mm，防止光纤断裂。

(传感器安装支架)

3.无线测温传感器安装：采用卡扣式安装，传感器紧贴监测表面，确保热传导良好，卡扣松紧适度，不损伤母排或电缆绝缘层；传感器与 CT 取电线圈匹配安装，确保取电稳定，无线信号发射方向避开金属屏蔽部件，提升信号传输效率。

五、安装后调试

1.通电前检查：核对所有接线是否正确，部件固定是否牢固，传感器安装位置是否合理，无遮挡、无松动。

2.功能调试：

温度监测调试：通过模拟加热方式测试传感器温度采集精度，验证预警阈值、跳闸阈值触发的准确性。

弧光保护调试：通过弧光模拟装置触发弧光信号，同时模拟过电流状态，验证双判据保护的可靠性及跳闸动作的快速性。

自检功能调试：触发传感器故障、信号传输中断等模拟场景，验证系统自检报警功能是否正常。

现场适配调试：结合油田箱变实际运行负荷，微调温度阈值参数，确保系统适配油田生产工况，避免误报警或漏保护。

本系统所有核心设备均遵循《高压开关设备和控制设备标准》《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》等相关国家标准，投标方将提供行业权威单位出具的型式检验报告，弧光传感器、无线测温传感器提供相应测试报告及计量报告，确保系统符合油田项目防爆、安全运行要求。