碼頭岸電系統絕緣監測及故障定位解決方案

1、 概述

岸電系統是船舶?？看a頭時(shí)的供電系統，船舶靠岸后，除了日常生活用電外，船舶上許多電氣設備仍然需要工作，這些設備主要同碼頭的岸電箱來(lái)供電?？紤]到船舶供電系統為IT系統，為了保護供電系統的安全，岸電系統也多為IT系統（或ITn系統，即引出中性線(xiàn)的IT系統），系統配置絕緣監測裝置來(lái)監測IT系統的第一次接地故障，防止兩相同時(shí)出現接地故障時(shí)，引起岸電保護裝置動(dòng)作。國家行業(yè)標準JTS155-2019《碼頭岸電設施建設技術(shù)規范》中也提到碼頭岸電設施的低壓配電系統宜采用IT方式，若采用TN方式的配電系統應通過(guò)隔離變壓器向船舶供電。

安科瑞AIM-T系統絕緣監測產(chǎn)品及絕緣故障定位產(chǎn)品適用于交流額定電壓690V和直流800V及以下的不接地系統，用于實(shí)時(shí)監測系統對地的絕緣狀況，當系統出現絕緣故障時(shí)，能發(fā)出報警信號，絕緣故障定位產(chǎn)品可以定位出故障回路，方便工作人員進(jìn)行故障排查?？梢詰迷诎峨姷?/span>IT（或ITn）系統中，實(shí)時(shí)監測系統的運行狀況。

2、 應用場(chǎng)所

港口碼頭變電所低壓配電系統、岸電箱。

3、 應用方案

下面以某工程為例介紹絕緣監測及定位系統的應用方案。

該工程為新建碼頭一座，長(cháng)為480m，寬20m；引橋二座，其中東引橋長(cháng)194m，寬8m，西引橋長(cháng)100m，寬8m。工程設計了陸域變電所和碼頭變電所，其中碼頭變電所與碼頭相連，從陸域變電所引來(lái)一路10kV電源，內設10kV中壓開(kāi)關(guān)柜，2臺1000kVA 10/0.4kV干式變壓器。 碼頭變電所內10kV側采用單母線(xiàn)形式運行，0.4kV采用單母線(xiàn)分段運行方式，正常運行時(shí)，0.4kV母線(xiàn)分段斷路器打開(kāi)，兩臺配電變壓器分列運行，各帶一段母線(xiàn)，當一臺變壓器退出運行時(shí)，母線(xiàn)分段斷路器閉合，由另一臺配電變壓器供本所內的全部一、二級負荷。當退出運行的變壓器恢復供電時(shí)，系統自動(dòng)復位為正常運行方式。碼頭變電所主要負荷為岸電箱，共設置了7臺岸電箱，每個(gè)岸電箱功率為250kW，提供一艘靠泊船的供電。

碼頭變電所低壓配電系統接地保護為ITn系統，低壓部分設絕緣監測及定位系統。碼頭變電所低壓主接線(xiàn)圖及其絕緣監測和絕緣故障定位方案分別如圖1和圖2所示。

在主接線(xiàn)圖上，變壓器出線(xiàn)采用中性點(diǎn)引出的IT系統，絕緣監測和測試信號發(fā)生器安裝在進(jìn)線(xiàn)柜內，絕緣故障定位儀安裝在各配電柜內。絕緣監測儀接在母線(xiàn)與地線(xiàn)之間，用于監測變壓器二次側0.4kV低壓系統對地的絕緣狀態(tài)，若低壓母線(xiàn)或某支路出現接地故障，絕緣監測儀將發(fā)出故障報警信號，提醒工作人員進(jìn)行故障排查。信號發(fā)生器也接在系統和地之間，在故障時(shí)向系統和地之間注入定位信號，由分布于各配電柜內的絕緣故障定位儀定位絕緣故障所在回路。

圖1　碼頭變電所低壓主結線(xiàn)圖一

圖2　碼頭變電所低壓主接線(xiàn)圖二

岸電箱為岸側電力系統向?？看a頭的船舶提供電能的重要設備，本系統共設置了7臺岸電箱，其輸入電源分別引自不同的低壓出線(xiàn)柜。圖3為岸電箱接線(xiàn)圖，配置了絕緣故障定位儀，用于配合變壓器出線(xiàn)側的絕緣監測儀和測試信號發(fā)生器，實(shí)現本岸電箱內各支路絕緣故障定位功能。

為了方便系統的監測和管理，提高管理效率，本方案在變電所值班室內還配置了Acrel-2000A/L絕緣監測及故障定位系統，該系統通過(guò)RS484總線(xiàn)（圖中綠色通訊線(xiàn)）將絕緣監測儀與后臺主機連接，用于實(shí)時(shí)監測各ITn系統的絕緣狀態(tài)及故障回路。絕緣監測儀和測試信號發(fā)生器、各絕緣故障定位儀之間通過(guò)CAN總線(xiàn)（圖中黃色通訊線(xiàn)）連接，用于同一ITn系統內，各監測儀表之間的數據交互。后臺監護主機采用了1臺10.2寸的觸摸屏，安裝在壁掛式箱內，并配置相應的報警指示裝置。該工程絕緣監測及故障定位系統圖如圖4所示。

圖4　絕緣監測及定位系統圖

該工程中絕緣監測及定位系統設備選型如下表所示。

表1：

1、 Acrel-2000A/L絕緣監測及故障定位系統功能介紹

Acrel-2000L/A絕緣監測系統設備采用壁掛式安裝的方式，可安裝于墻壁上，通過(guò)通訊總線(xiàn)采集現場(chǎng)的絕緣監測儀的監測數據，實(shí)現遠程故障報警等功能。具體功能如下：

v 回路監測

Acrel-2000L/A絕緣監測系統設備上電進(jìn)入工作狀態(tài)后，默認為“回路監測"界面，在此界面可觀(guān)察到現場(chǎng)的一次系統圖以及具體的數據顯示。

v 參數設置

參數設置需要用戶(hù)點(diǎn)擊“用戶(hù)登錄"，默認用戶(hù)為admin，默認登錄密碼為 0001，可通過(guò)登錄界面修改密碼。

此界面可以設置更改系統時(shí)間，如果主界面時(shí)間顯示不對，可以登錄后進(jìn)行時(shí)間更改，完成后點(diǎn)擊保存修改。

登錄后，當前用戶(hù)顯示用戶(hù)名稱(chēng)，此時(shí)點(diǎn)擊“參數設置"按鈕進(jìn)入參數設置界面，可以單個(gè)回路的絕緣監測儀的預警值和告警值。當測得絕緣阻值超出設定值時(shí)，觸摸屏顯示告警并且蜂鳴器鳴叫。設置好參數之后，點(diǎn)擊“設置"按鈕，更改絕緣監測儀設定值。

v 報警信息

點(diǎn)擊報警記錄，進(jìn)入報警記錄界面，顯示告警發(fā)生情況。當儀表發(fā)生報警時(shí)，主界面顯示報警，并且蜂鳴器鳴叫，此界面顯示出報警提示。接觸報警后，蜂鳴器關(guān)閉。

v 曲線(xiàn)查看

點(diǎn)擊曲線(xiàn)查詢(xún)按鈕，進(jìn)入“曲線(xiàn)查看"界面，每一個(gè)頁(yè)面存有4條曲線(xiàn)，根據現場(chǎng)實(shí)際情況顯示。每1小時(shí)記錄一次溫度，可以存儲30天。具體曲線(xiàn)要求可在屏上自行調節。