絕緣監測及故障定位系統在碼頭岸電的應用案例

摘 要：傳統船舶使用柴油發(fā)電機供電，船舶靠岸時(shí)，為了節省能源和減少環(huán)境污染，應由碼頭岸電供電。隨著(zhù)船舶大型化，電力系統容量變大，對碼頭岸電的供電容量要求也越來(lái)越高。絕緣在線(xiàn)監測對碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持。船舶停泊時(shí)對船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監測也可以依靠岸電絕緣監測實(shí)現。絕緣監測及故障定位既可以避免一些事故的發(fā)生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網(wǎng)絡(luò )是否絕緣良好的工作量。

關(guān)鍵詞：碼頭岸電；絕緣監測；故障定位，絕緣監測系統

0 行業(yè)背景

        碼頭岸電系統是建設綠色，智慧港口的重要組成部分。近20年來(lái)，我國碼頭岸電的應用和發(fā)展比較迅速，岸電系統的組成和配置方案比較靈活。相關(guān)國家標準和行業(yè)標準的實(shí)施，對碼頭岸電系統的發(fā)展奠定了良好的理論和實(shí)踐基礎。

        隨著(zhù)船舶大型化，電力系統容量變大，對碼頭岸電的供電容量要求也越來(lái)越高，絕緣在線(xiàn)監測對碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持，船舶停泊時(shí)對船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監測也可以依靠岸電絕緣監測實(shí)現。絕緣監測及故障定位既可以避免一些事故的發(fā)生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網(wǎng)絡(luò )是否絕緣良好的工作量。

        典型的岸電系統主要分高壓岸電系統和低壓岸電系統2 種。 常用的的碼頭船舶岸電系統輸出的電壓和頻率主要為6kV/50Hz和400V/50Hz。低壓岸電的受電系統如下圖所示。

 

        其中，變電所為兩路10kV進(jìn)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)10/0.4kV變壓器到低壓系統，低壓母線(xiàn)輸出多路饋線(xiàn)，分別接入到多個(gè)岸電箱，當船舶靠岸時(shí)，接入岸電箱，停止柴油發(fā)電機組，由低壓岸電供電。

1 系統分析

        當岸電電網(wǎng)是TN-S系統]時(shí)，船體未接專(zhuān)用接地線(xiàn)且船舶電網(wǎng)未與岸電零線(xiàn)接通，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，人站在岸上觸及船體會(huì )有觸電危險，零線(xiàn)上可能出現高電壓，單相接地電流大。當船體接專(zhuān)用接地線(xiàn)且船舶電網(wǎng)接入岸電零線(xiàn)，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護裝置跳閘，保障了人身安全，但是供電連續性無(wú)法保證。

        當岸電電網(wǎng)是IT系統時(shí)，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相對地短路電流取決于船舶電網(wǎng)對地絕緣和對地分布電容大小，短路電流較小，人站在岸上觸及船體不會(huì )有觸電危險。一旦船舶電網(wǎng)或者岸電另一相再出現對地短路故障，將會(huì )導致兩相短路，引起岸電保護裝置動(dòng)作，有可能造成危害。所以進(jìn)行絕緣監測，及時(shí)發(fā)現單相接地故障時(shí)非常必要的。

        為了保證人身安全，避免火災事故，船舶金屬船體應與岸電裝置中接地裝置連接。岸電宜采用中性點(diǎn)不接地系統供電，即IT系統供電。

2 產(chǎn)品介紹

        絕緣監測及故障定位產(chǎn)品可以監測碼頭岸電系統中低壓不接地系統。該產(chǎn)品功能豐富，包括絕緣電阻監測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、事件記錄、參數設置、通訊組網(wǎng)等，當系統出現絕緣降低或者接地故障時(shí)，能及時(shí)報警，以提醒相關(guān)人員及時(shí)排查故障。

        AIM-T500L絕緣監測儀可以實(shí)時(shí)監測IT系統的對地絕緣電阻，電阻越限啟動(dòng)故障預警或報警功能；具有繼電器報警輸出、LED報警輸出等多種故障指示方式；具有事件記錄功能，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；具有自檢功能，可一鍵實(shí)現儀表硬件電路的故障自檢；具有斷線(xiàn)監測功能，實(shí)時(shí)監測PE/KE功能接地線(xiàn)連線(xiàn)狀況；具有一路RS485接口，標準Modbus-RTU協(xié)議；

        ASG200測試信號發(fā)生器可以產(chǎn)生定位信號并注入不接地系統，指示故障所在相線(xiàn)，

        AIL200-12絕緣故障定位儀可以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系統多可接90只定位儀，總計定位1080回路；

        AKH-0.66 L-xx系列電流互感器與AIL200-12絕緣故障定位儀配合使用實(shí)現故障定位。該系列有多種不同規格，可以按照回路額定電流選擇合適孔徑，可以選擇圓形或者矩形互感器。如果現場(chǎng)不具備斷電施工的條件，也可以選擇開(kāi)口式AKH-0.66 L-xxKN系列電流互感器。

3 系統介紹

        絕緣監測及故障定位系統是專(zhuān)門(mén)為了監測IT系統不接地場(chǎng)景應用開(kāi)發(fā)，擁有獨立的報警顯示功能，同時(shí)提供曲線(xiàn)和報表查詢(xún)功能，方便用戶(hù)通過(guò)歷史數據和實(shí)時(shí)數據進(jìn)行預測和判斷，主要界面如下：

系統首頁(yè)包含地理位置顯示，項目簡(jiǎn)介，安全運行天數等信息。

系統結構包含項目所有絕緣監測設備的拓撲關(guān)系，可以清晰顯示現場(chǎng)所有設備連接關(guān)系和通訊狀態(tài)。

 

系統接線(xiàn)可以顯示現場(chǎng)配電回路和絕緣監測具體裝設位置，同時(shí)具備參數和報警看板，可以直觀(guān)查看現場(chǎng)具體的配電情況。

 

曲線(xiàn)報表可以直觀(guān)顯示當天絕緣阻值的變化，可以查看一年時(shí)間內的日報表，月報表及年報表，同時(shí)可以選擇時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)。

4 技術(shù)指標

AIM-T500L絕緣監測儀的技術(shù)指標如下

5 結語(yǔ)

        碼頭岸電的供電系統具有一定的特殊性，對電網(wǎng)要求較高。接岸電時(shí)，一方面要采用安全可靠的接地型式的電網(wǎng)供電，另一方面對船舶電網(wǎng)絕緣在線(xiàn)監測問(wèn)題不能忽視，應注重岸電及船舶的絕緣在線(xiàn)監測。絕緣監測儀的使用，為岸電和船舶的安全可靠運行提供有力的支持。

參考文獻

[1] 劉純, 唐葦葦, 姚建新. 國內外碼頭岸電系統技術(shù)應用及發(fā)展綜述[J]. 水運工程, 2020(5):5. 

[2] GB 50054-2011 低壓配電設計規范

[3] GB/T 51305-2018 碼頭船舶岸電設施工程技術(shù)標準

[4] JTS 155-2019 碼頭岸電設施建設技術(shù)規范