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

安科瑞趙夢玲海上平臺低壓系統(tǒng)通常使用IT系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障的時候，故障電流非常小，不足以刺激保護(hù)裝置的動作從而導(dǎo)致故障設(shè)備的自動跳閘，從而能夠保持裝置運行狀態(tài)不間斷，供電連續(xù)性更好。但是如果故障不及時消除故障電流及過電壓就會引起短路，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)測裝置對接地故障進(jìn)行即時報警及故障點定位，以便及時消除故障以確保平臺正常生產(chǎn)及人員安全。0行業(yè)背景海洋平臺電力系統(tǒng)是一個孤島系統(tǒng)，往往是單一電源供電，在出現(xiàn)故障停電情況下，不但會使平臺停止生產(chǎn)，損失經(jīng)濟(jì)效益，而且在嚴(yán)重故障情況下，還會出現(xiàn)觸電事故，甚至引發(fā)火災(zāi)，危害平臺安全，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)裝置動作，本實用新型使得故障設(shè)備能夠自動跳起，從而能夠保持設(shè)備運行狀態(tài)不間斷且供電連續(xù)性更好。海上石油平臺低壓電網(wǎng)系統(tǒng)是一個獨立的電網(wǎng)系統(tǒng)，為確保平臺投產(chǎn)，平臺低壓用系統(tǒng)不可能因某路負(fù)荷發(fā)生絕緣故障停運，所以平臺400V低壓電力系統(tǒng)為中性點絕緣系統(tǒng)。中性點絕緣系統(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。但如果帶故障運行時間較長，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)致過電壓，對平臺的生產(chǎn)帶來巨大的壓力。長期以來IT系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時只能靠人工逐一斷開數(shù)百個負(fù)載回路來排查，不僅耗時費力，還會破壞設(shè)備供電的連續(xù)性，另外頻繁開斷斷路器也可能會引起操作過電壓。因此有必要安裝帶故障定位的絕緣監(jiān)測裝置在發(fā)生接地故障時立即報警并定位故障點從而及時排除故障，保證平臺的正常生產(chǎn)和人員安全，并可將監(jiān)控信息通過工業(yè)以太網(wǎng)接入全礦的綜合管控平臺，實現(xiàn)整個低壓配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。1IT系統(tǒng)優(yōu)缺點分析IT系統(tǒng)示意圖如圖1所示，即電源變壓器二次側(cè)中性點不接地，用電設(shè)備外殼接地。海上平臺低壓配電系統(tǒng)一般不引出N線，也無PE線，用電設(shè)備外殼直接經(jīng)平臺鋼結(jié)構(gòu)接地。圖11.1主要優(yōu)點系統(tǒng)發(fā)生單相絕緣故障時故障電流為系統(tǒng)對地電容泄漏電流，數(shù)值很小，不會引起繼電保護(hù)裝置動作，保證了供電連續(xù)性;故障時線電壓保持不變，也就不會影響三相用電設(shè)備的正常運行，另外較小的故障電流形成的接觸電壓很低，不會對人體造成傷害以230V系統(tǒng)中的某一相為例，如圖2所示。圖21.2主要缺點系統(tǒng)發(fā)生單相絕緣故障時，雖然故障電流數(shù)值較小，但若該電流長時間侵襲電纜和設(shè)備的絕緣，可能引起故障點絕緣燃燒，導(dǎo)致相與相之間的故障;單相絕緣故障時非故障相的對地電壓會由相電壓升高為線電壓長時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)配電線路過長時線路分布電容較大IT系統(tǒng)將等效于TT系統(tǒng)，若發(fā)生絕緣故障，故障電流會顯著變大，產(chǎn)生危險的接觸電壓，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)測及故障定位系統(tǒng)是安科瑞電氣專為工業(yè)場合如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設(shè)備、船舶、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機(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臺絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L、負(fù)載回路數(shù)量等同的絕緣故障評估儀AIL200-12和測量CT、ASG200測試信號發(fā)生器、1臺RTU網(wǎng)關(guān)。該系統(tǒng)功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)測、絕緣故障預(yù)警、絕緣故障報警、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，能及時報警，并準(zhǔn)確定位故障發(fā)生的具體回路，以提醒相關(guān)人員及時排查故障。因IT系統(tǒng)中的對地漏電電流為固定值且很微小，約為系統(tǒng)電容電流，因此，普通電流測量儀器不能測出具體哪個負(fù)載出現(xiàn)絕緣故障。本平臺使用絕緣監(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絕緣故障檢測等裝置，來完成故障定位。絕緣監(jiān)測即監(jiān)測系統(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)測儀、測試信號發(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)測儀具有以下功能：實時監(jiān)測IT系統(tǒng)的對地絕緣電阻，電阻越限時啟動故障預(yù)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型和發(fā)生時間，判斷系統(tǒng)運行狀況；自檢功能，可一鍵實現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢；斷線監(jiān)測，實時監(jiān)測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測試信號發(fā)生器具有以下功能：指示故障所在相線；支持手動啟動定位用于測試通訊線路；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AIL200-12*多可定位12個回路；每個IT系統(tǒng)*多可接90只定位儀，總計定位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)語為海上石油平臺低壓IT系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)測裝置