摘 要:
海上石油平臺低壓系統與陸地電力系統有很大區別,屬于中性點(diǎn)不接地系統,在出現單相接地故障時(shí),系統允許帶故障正常運行2h,保證海上重要電氣設備不會(huì )立即關(guān)?!,F如今大多數海上平臺使用絕緣監測儀監測系統的絕緣狀況,故障時(shí)發(fā)出報警,但不能監測出到底是系統中哪一路負載出現了絕緣故障,需要平臺電氣專(zhuān)業(yè)人員將現場(chǎng)低壓負載回路逐個(gè)斷電進(jìn)行故障排查,給接地故障查找帶來(lái)了非常大的困難。當低壓母排發(fā)生單相接地故障時(shí),為了能第一時(shí)間鎖定故障點(diǎn)并方便現場(chǎng)電氣人員及時(shí)對接地故障進(jìn)行排查、解決,提高低壓系統的穩定性,可以使用絕緣監測及故障定位系統,實(shí)現了絕緣故障回路和相線(xiàn)的定位。
關(guān)鍵詞: 中性點(diǎn)不接地系統;絕緣系統;IT系統;絕緣故障;單相接地;故障定位
0 行業(yè)背景
海上石油平臺低壓電網(wǎng)系統屬于獨立電網(wǎng)系統,為了保證平臺生產(chǎn),平臺的低壓用系統不能因某一路負載的絕緣故障而關(guān)停,因此平臺0.4kV低壓電力系統采用中性點(diǎn)絕緣系統。中性點(diǎn)絕緣系統的特點(diǎn)是當系統發(fā)生單相接地時(shí),各相間的電壓大小和相位保持不變,三相系統的平衡沒(méi)有遭到破壞,故在短時(shí)間內可以繼續運行。但是若長(cháng)時(shí)間帶故障運行,會(huì )造成相間短路,或者單相弧光接地時(shí),使系統產(chǎn)生諧振而引起過(guò)電壓,給平臺生產(chǎn)造成很大壓力?,F如今大部分石油平臺裝設絕緣監測裝置,原有的絕緣監測設備只能監測整段母線(xiàn)的絕緣水平,不能監測出具體是哪一路負載存在絕緣故障。因此,可以使用絕緣監測及故障定位系統,實(shí)現絕緣故障回路的精確定位。本文以海上平臺為例,介紹絕緣監測及故障定位的應用。
1 系統分析
在中性點(diǎn)不接地系統中,由于系統不接地,當系統發(fā)生單點(diǎn)對地故障時(shí),熔斷器或空開(kāi)不動(dòng)作,系統電力供應不會(huì )中斷,系統或負載回路不會(huì )分斷;絕緣監視設備顯示絕阻值下降或輸出報警信號。
在海上平臺低壓400V系統中,在每段母排上設置絕緣檢測儀,現有的絕緣監視儀表只能顯示整段母線(xiàn)的絕緣阻值,不能反映出哪一回路,如果當前母線(xiàn)有多路負載,則判斷故障回路比較困難。
2 產(chǎn)品介紹
AIM-T500L系列工業(yè)絕緣監測及故障定位系統可以用于配電回路中性點(diǎn)不接地的場(chǎng)所。該系統功能豐富,包括絕緣電阻監測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、故障定位、事件記錄、參數設置、通訊組網(wǎng)等,當系統出現接地故障時(shí),能及時(shí)報警,并準確定位故障發(fā)生的具體回路,以提醒相關(guān)人員及時(shí)排查故障。
3 功能介紹
AIM-T500L絕緣監測儀具有以下功能: 實(shí)時(shí)監測IT系統的對地絕緣電阻,電阻越*啟動(dòng)故障預警或報警功能;繼電器報警輸出、LED報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(lèi)型和發(fā)生時(shí)間,判斷系統運行狀況;自檢功能,可一鍵實(shí)現儀表硬件電路的故障自檢;斷線(xiàn)監測,實(shí)時(shí)監測PE/KE功能接地線(xiàn)連線(xiàn)狀況;一路RS485接口,標準Modbus-RTU協(xié)議;一路CAN通訊,自定義協(xié)議,用于和信號發(fā)生器、故障定位儀信息交互;應用范圍廣,適用于交流、直流以及交直流混合IT系統。
ASG200測試信號發(fā)生器具有以下功能:指示故障所在相線(xiàn);支持手動(dòng)啟動(dòng)定位用于測試通訊線(xiàn)路;采用CAN總線(xiàn)技術(shù),方便與系統內其它設備進(jìn)行數據交互。
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最多可定位12個(gè)回路;每個(gè)IT系統最多可接90只定位儀,總計定位1080回路;采用CAN總線(xiàn)技術(shù),方便與系統內其它設備進(jìn)行數據交互。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監測互感器,變比1000:1,按照回路額定電流選擇合適孔徑;
4 技術(shù)指標
AIM-T500L絕緣監測儀技術(shù)指標
ASG200信號發(fā)生器技術(shù)指標
AIL200-12絕緣故障定位儀技術(shù)指標
5 系統原理圖
下圖為AIM-T500L系列絕緣監測及故障定位系統的原理圖,當末端回路發(fā)生絕緣故障,絕緣監測儀開(kāi)始報警,并通知信號發(fā)生器和絕緣故障定位儀,信號發(fā)生器向故障回路注入信號,絕緣監測儀監測故障回路,當絕緣故障定位儀檢測到故障后,絕緣監測儀界面顯示故障相線(xiàn)和故障回路。
6 結語(yǔ)
IT配電系統在供電距離不是很長(cháng)時(shí),供電的可靠性高,安全性好。
絕緣監視儀監測系統的絕緣阻值,不能具體定位到故障回路。絕緣監測及故障定位系統,在監測到系統絕緣故障后,能夠在數秒內定位出故障回路,不再需要平臺電氣專(zhuān)業(yè)人員將現場(chǎng)低壓負載回路逐個(gè)斷電,進(jìn)行故障排查,從功能、安全還是時(shí)效來(lái)看,優(yōu)于傳統的絕緣監測手段。
絕緣監測及定位系統能適應包括IT系統絕緣監測、UPS等供電系統絕緣監測、油井電泵絕緣監測等系統,為海上平臺絕緣故障提供更高效的保護方案。
參考文獻
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版
[2] 陳鑫, 吳占友, 杜銀昌. 低壓絕緣監測及定位系統在海上石油平臺的研究與應用[J]. 機電信息, 2018, 567(33):9-10.