海上平臺(tái)低壓 IT 系統(tǒng)：絕緣監(jiān)測(cè)裝置的重要性與應(yīng)用

安科瑞趙夢(mèng)玲海上平臺(tái)低壓系統(tǒng)通常使用IT系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候，故障電流非常小，不足以刺激保護(hù)裝置的動(dòng)作從而導(dǎo)致故障設(shè)備的自動(dòng)跳閘，從而能夠保持裝置運(yùn)行狀態(tài)不間斷，供電連續(xù)性更好。但是如果故障不及時(shí)消除故障電流及過(guò)電壓就會(huì)引起短路，引起斷電停產(chǎn)，增加火災(zāi)及人身觸電事故幾率。所以需要設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)裝置對(duì)接地故障進(jìn)行即時(shí)報(bào)警及故障點(diǎn)定位，以便及時(shí)消除故障以確保平臺(tái)正常生產(chǎn)及人員安全。0行業(yè)背景海洋平臺(tái)電力系統(tǒng)是一個(gè)孤島系統(tǒng)，往往是單一電源供電，在出現(xiàn)故障停電情況下，不但會(huì)使平臺(tái)停止生產(chǎn)，損失經(jīng)濟(jì)效益，而且在嚴(yán)重故障情況下，還會(huì)出現(xiàn)觸電事故，甚至引發(fā)火災(zāi)，危害平臺(tái)安全，因此在油氣處理用電設(shè)備數(shù)量眾多的低壓系統(tǒng)中普遍使用IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)單相接地失效后，故障電流非常小，不足以刺激保護(hù)裝置動(dòng)作，本實(shí)用新型使得故障設(shè)備能夠自動(dòng)跳起，從而能夠保持設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不間斷且供電連續(xù)性更好。海上石油平臺(tái)低壓電網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的電網(wǎng)系統(tǒng)，為確保平臺(tái)投產(chǎn)，平臺(tái)低壓用系統(tǒng)不可能因某路負(fù)荷發(fā)生絕緣故障停運(yùn)，所以平臺(tái)400V低壓電力系統(tǒng)為中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)。中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)具有系統(tǒng)單相接地后各相電壓大小及相位基本不變、三相系統(tǒng)平衡不被破壞、因而能在短期內(nèi)連續(xù)工作等特性。但如果帶故障運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，則可能導(dǎo)致相間短路或單相弧光接地，從而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生諧振導(dǎo)致過(guò)電壓，對(duì)平臺(tái)的生產(chǎn)帶來(lái)巨大的壓力。長(zhǎng)期以來(lái)IT系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)只能靠人工逐一斷開數(shù)百個(gè)負(fù)載回路來(lái)排查，不僅耗時(shí)費(fèi)力，還會(huì)破壞設(shè)備供電的連續(xù)性，另外頻繁開斷斷路器也可能會(huì)引起操作過(guò)電壓。因此有必要安裝帶故障定位的絕緣監(jiān)測(cè)裝置在發(fā)生接地故障時(shí)立即報(bào)警并定位故障點(diǎn)從而及時(shí)排除故障，保證平臺(tái)的正常生產(chǎn)和人員安全，并可將監(jiān)控信息通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入全礦的綜合管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。1IT系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)分析IT系統(tǒng)示意圖如圖1所示，即電源變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)不接地，用電設(shè)備外殼接地。海上平臺(tái)低壓配電系統(tǒng)一般不引出N線，也無(wú)PE線，用電設(shè)備外殼直接經(jīng)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)接地。圖11.1主要優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)生單相絕緣故障時(shí)故障電流為系統(tǒng)對(duì)地電容泄漏電流，數(shù)值很小，不會(huì)引起繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，保證了供電連續(xù)性;故障時(shí)線電壓保持不變，也就不會(huì)影響三相用電設(shè)備的正常運(yùn)行，另外較小的故障電流形成的接觸電壓很低，不會(huì)對(duì)人體造成傷害以230V系統(tǒng)中的某一相為例，如圖2所示。圖21.2主要缺點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)生單相絕緣故障時(shí)，雖然故障電流數(shù)值較小，但若該電流長(zhǎng)時(shí)間侵襲電纜和設(shè)備的絕緣，可能引起故障點(diǎn)絕緣燃燒，導(dǎo)致相與相之間的故障;單相絕緣故障時(shí)非故障相的對(duì)地電壓會(huì)由相電壓升高為線電壓長(zhǎng)時(shí)間不排除故障可使非故障相也出現(xiàn)新的故障形成兩相接地短路。當(dāng)配電線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)線路分布電容較大IT系統(tǒng)將等效于TT系統(tǒng)，若發(fā)生絕緣故障，故障電流會(huì)顯著變大，產(chǎn)生危險(xiǎn)的接觸電壓，導(dǎo)致人身觸電事故的發(fā)生，以230V系統(tǒng)某一相為例如圖3所示。圖32產(chǎn)品介紹AIM-T500L系列工業(yè)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位系統(tǒng)是安科瑞電氣專為工業(yè)場(chǎng)合如礦井、玻璃廠、電爐和試驗(yàn)設(shè)備、船舶、冶金廠、化工廠、爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所、計(jì)算機(jī)中.心及應(yīng)急電源等IT配電系統(tǒng)而研發(fā)。主要應(yīng)用的設(shè)備包括1臺(tái)絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L、負(fù)載回路數(shù)量等同的絕緣故障評(píng)估儀AIL200-12和測(cè)量CT、ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、1臺(tái)RTU網(wǎng)關(guān)。該系統(tǒng)功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)測(cè)、絕緣故障預(yù)警、絕緣故障報(bào)警、事件記錄、參數(shù)設(shè)置、通訊組網(wǎng)等，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，能及時(shí)報(bào)警，并準(zhǔn)確定位故障發(fā)生的具體回路，以提醒相關(guān)人員及時(shí)排查故障。因IT系統(tǒng)中的對(duì)地漏電電流為固定值且很微小，約為系統(tǒng)電容電流，因此，普通電流測(cè)量?jī)x器不能測(cè)出具體哪個(gè)負(fù)載出現(xiàn)絕緣故障。本平臺(tái)使用絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L，該設(shè)備是在普通絕緣監(jiān)視儀的基礎(chǔ)上引入PGH絕緣故障檢測(cè)等裝置，來(lái)完成故障定位。絕緣監(jiān)測(cè)即監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的絕緣阻抗，基于歐姆定律，采用低頻電流注入法系統(tǒng)由絕緣監(jiān)測(cè)儀、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、故障定位儀和傳感器即電流互感器組成如圖4所示。圖43功能介紹AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀具有以下功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻，電阻越限時(shí)啟動(dòng)故障預(yù)警或報(bào)警功能；繼電器報(bào)警輸出、LED報(bào)警輸出等多種故障指示方式；事件記錄功能，方便操作人員查看分析故障類型和發(fā)生時(shí)間，判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀況；自檢功能，可一鍵實(shí)現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢；斷線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PE/KE功能接地線連線狀況；一路RS485接口，標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議；一路CAN通訊，自定義協(xié)議，用于和信號(hào)發(fā)生器、故障定位儀信息交互；應(yīng)用范圍廣，適用于交流、直流以及交直流混合IT系統(tǒng)。ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器具有以下功能：指示故障所在相線；支持手動(dòng)啟動(dòng)定位用于測(cè)試通訊線路；采用CAN總線技術(shù)，方便與系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。AIL200-12絕緣故障定位儀具有以下功能：定位并指示故障所在支路；單個(gè)AIL200-12*多可定位12個(gè)回路；每個(gè)IT系統(tǒng)*多可接90只定位儀，總計(jì)定位1080回路；采用CAN總線技術(shù)，方便與系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監(jiān)測(cè)互感器，變比1000:1，按照回路額定電流選擇合適孔徑；4結(jié)語(yǔ)為海上石油平臺(tái)低壓IT系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)測(cè)裝置