【摘要(yào)】海(hǎi)上(shàng)平(píng)台低壓係統(tǒng)一(yī)般(bān)采用IT係統(tǒng)，發生(shēng)單相(xiāng)接(jiē)地故障(zhàng)時故障電流(liú)很(hěn)小，不(bù)足(zú)以激(jī)勵(lì)保護(hù)裝置動作(zuò)，使(shǐ)故障(zhàng)設備自(zì)動(dòng)跳閘(zhá)，因(yīn)此可(kě)以維持設備的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)不中斷，供電連(lián)續(xù)性(xìng)較(jiào)好。但若故障(zhàng)不(bù)能及時排除(chú)故(gù)障電流(liú)和(hé)過電壓可(kě)導(dǎo)致(zhì)相間短路(lù)，造(zào)成斷電停產並(bìng)加(jiā)大(dà)發(fā)生火災和人身(shēn)觸(chù)電(diàn)事故的(dí)風險。因(yīn)此有(yǒu)必(bì)要安裝絕緣監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì)，在發(fā)生(shēng)接地故(gù)障時(shí)立即報警(jǐng)並(bìng)定(dìng)位(wèi)故障(zhàng)點(diǎn)，從而(ér)及時排(pái)除故(gù)障，保證(zhèng)平(píng)台(tái)的正(zhèng)常生產和(hé)人員(yuán)安全(quán)。

【關(guān)鍵詞】海(hǎi)上平台(tái)；低壓係(xì)統(tǒng)；絕(jué)緣監測；故障(zhàng)定(dìng)位

0 行業背景

海洋(yáng)平台(tái)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)為孤(gū)島係統(tǒng)，常為單一電源，一旦(dàn)發生故障斷電，不僅會導致(zhì)平台(tái)停(tíng)產(chǎn)，造(zào)成經濟(jì)效益(yì)損失，嚴重(zhòng)故障(zhàng)時還可能發生(shēng)觸(chù)電(diàn)事(shì)故(gù)甚至(zhì)引起(qǐ)火災(zāi)危及平台(tái)的安(ān)全(quán)，所以油(yóu)氣處理用電設備較(jiào)多(duō)的低壓係(xì)統(tǒng)一般采用IT係統(tǒng)IT係(xì)統(tǒng)發(fā)生單(dān)相接(jiē)地故障時故(gù)障(zhàng)電流很小，不(bù)足以激勵(lì)保(bǎo)護裝置動作(zuò)，使(shǐ)故障設(shè)備自(zì)動跳閘，因此可(kě)以維持(chí)設(shè)備的運(yùn)行狀態不(bù)中斷(duàn)，供電(diàn)連續(xù)性較好。但(dàn)若(ruò)故(gù)障不能及時(shí)排除 故障電(diàn)流和(hé)過電(diàn)壓可導致相(xiāng)間(jiān)短路 造成斷電停產(chǎn)並加大(dà)發(fā)生(shēng)火(huǒ)災(zāi)和(hé)人身觸電事故的風險。長期以來IT係(xì)統發生單(dān)相(xiāng)接地故障(zhàng)時隻能(néng)靠人工(gōng)逐一(yī)斷開數百(bǎi)個負(fù)載回(huí)路(lù)來排查，不僅(jǐn)耗時費力，還會破(pò)壞(huài)設備(bèi)供電的(dí)連續(xù)性，另(lìng)外頻(pín)繁開(kāi)斷(duàn)斷(duàn)路(lù)器也(yě)可能(néng)會引(yǐn)起(qǐ)操作(zuò)過電壓。因此有必要安(ān)裝帶故(gù)障定位(wèi)的絕緣(yuán)監(jiān)測(cè)裝(zhuāng)置(zhì)在(zài)發生接地故(gù)障時(shí)立即(jí)報(bào)警並定位故障(zhàng)點(diǎn)從(cóng)而及時排(pái)除(chú)故(gù)障(zhàng)，保證(zhèng)平台的(dí)正(zhèng)常生(shēng)產(chǎn)和(hé)人員安全，並(bìng)可將(jiāng)監(jiān)控(kòng)信息通過工(gōng)業(yè)以(yǐ)太(tài)網(wǎng)接入全(quán)礦的(dí)綜合管(guǎn)控(kòng)平台，實現(xiàn)整個低壓(yā)配電係統的遠(yuǎn)程監(jiān)控(kòng)。

1 IT係統優(yōu)缺點分(fēn)析

IT係(xì)統(tǒng)示(shì)意(yì)圖如圖1所(suǒ)示，即(jí)電(diàn)源變壓(yā)器(qì)二(èr)次(cì)側中(zhōng)性(xìng)點不(bù)接地(dì)，用電(diàn)設備外殼接(jiē)地(dì)。海(hǎi)上(shàng)平(píng)台低壓配(pèi)電係統(tǒng)一般(bān)不引出N綫，也無PE綫，用電設備外殼直接經平(píng)台鋼結構(gòu)接地(dì)。

圖1

1.1主要優點(diǎn)

係統(tǒng)發生(shēng)單相絕緣故障(zhàng)時(shí)故(gù)障(zhàng)電流(liú)為(wéi)係統(tǒng)對(duì)地電容泄漏電流(liú)，數(shù)值很小，不會(huì)引起繼(jì)電(diàn)保(bǎo)護裝(zhuāng)置動作(zuò)，保證了供電(diàn)連續性(xìng);故(gù)障時綫(xiàn)電壓保(bǎo)持(chí)不(bù)變，也就(jiù)不會(huì)影響三相用電(diàn)設備的正常運行，另外(wài)較小的(dí)故障電流形成(chéng)的接觸(chù)電壓很低(dī)，不(bù)會對人(rén)體造成(chéng)傷害(hài)以230V係統中(zhōng)的(dí)某(mǒu)一相為例(lì)，如圖2所(suǒ)示。

圖2

1.2主要(yào)缺點

係統發生(shēng)單(dān)相(xiāng)絕緣(yuán)故障(zhàng)時，雖然(rán)故(gù)障電流數值(zhí)較(jiào)小，但(dàn)若該電(diàn)流(liú)長(cháng)時(shí)間(jiān)侵襲電纜和設(shè)備的絕(jué)緣(yuán)，可能引起故障點(diǎn)絕(jué)緣(yuán)燃(rán)燒(shāo)，導致相(xiāng)與相之(zhī)間的(dí)故障 ;單(dān)相絕(jué)緣故(gù)障(zhàng)時非故障相的(dí)對地電(diàn)壓會由相(xiāng)電壓升(shēng)高(gāo)為(wéi)綫電壓長(cháng)時(shí)間不排除故(gù)障(zhàng)可(kě)使(shǐ)非(fēi)故障相(xiāng)也出現新(xīn)的故(gù)障形成(chéng)兩(liǎng)相接地(dì)短(duǎn)路。當配(pèi)電綫路過長時(shí)綫路(lù)分布電容較大IT係統將等效(xiào)於(yú)TT係統(tǒng)，若(ruò)發生絕緣故障(zhàng)，故障電流(liú)會(huì)顯著(zhù)變(biàn)大 ，產生危險的(dí)接觸(chù)電(diàn)壓(yā)，導致(zhì)人身觸(chù)電(diàn)事故的發生，以230V係統某(mǒu)一相(xiāng)為(wéi)例如(rú)圖(tú)3所示。

圖(tú)3

2 產品介紹(shào)

AIM-T500L係列(liè)工業(yè)絕(jué)緣監測(cè)及(jí)故障(zhàng)定位係(xì)統是安科(kē)瑞電氣(qì)專為工(gōng)業(yè)場合如(rú)礦井，玻(bō)璃廠，電爐(lú)和(hé)試(shì)驗(yàn)設備(bèi)，船(chuán)舶，冶(yě)金(jīn)廠，化(huà)工廠，爆炸(zhà)危險場(cháng)所(suǒ)，計算機(jī)中(zhōng)心(xīn)及應急(jí)電(diàn)源(yuán)等IT配(pèi)電(diàn)係統而(ér)研發(fā)。

該係統(tǒng)功(gōng)能(néng)豐(fēng)富(fù)，包括絕(jué)緣(yuán)電(diàn)阻(zǔ)監測，絕緣故障預警，絕緣(yuán)故障報警(jǐng)，事件(jiàn)記(jì)錄，參(cān)數設置，通(tōng)訊組(zǔ)網(wǎng)等(děng)，當(dāng)係統(tǒng)出現接地故(gù)障時，能及(jí)時報警(jǐng)，並準確定(dìng)位(wèi)故障發生的(dí)具體回路(lù)，以(yǐ)提醒(xǐng)相關人員及時排查(chá)故(gù)障。

絕(jué)緣監測即(jí)監測係(xì)統(tǒng)的絕緣阻(zǔ)抗，基於(yú)歐姆(mǔ)定律，采用(yòng)低頻電流(liú)注(zhù)入(rù)法(fǎ)係(xì)統(tǒng)由絕緣監測(cè)儀，測(cè)試(shì)信號發生(shēng)器(qì)，故(gù)障定位儀(yí)和傳(chuán)感器即電流互(hù)感器組成如圖(tú)4所(suǒ)示。

絕緣監(jiān)測儀(yí)向低壓係(xì)統注(zhù)入(rù)低頻交流信(xìn)號(hào)，絕(jué)緣(yuán)監測(cè)儀內(nèi)含有對(duì)工(gōng)頻(pín)電(diàn)流(liú)高而對(duì)低(dī)頻電流低的(dí)阻抗。當(dāng)係(xì)統沒有(yǒu)發生(shēng)絕緣故(gù)障時，該主機可(kě)測(cè)量(liáng)係(xì)統和(hé)每個回(huí)路(lù)的對(duì)地(dì)絕緣電阻(zǔ)和(hé)泄(xiè)漏電容，通過(guò)設置(zhì)絕緣阻(zǔ)抗(kàng)預(yù)設值(zhí)可實現(xiàn)對(duì)絕(jué)緣(yuán)故障的預防;當係統發生絕緣故(gù)障(zhàng)時，低頻(pín)電流(liú)信(xìn)號通過(guò)故(gù)障點經大地回(huí)到(dào)絕緣(yuán)監測(cè)儀(yí)，絕緣監測儀通過(guò)計(jì)算分析後發出故障(zhàng)報警故障定(dìng)位(wèi)裝置通(tōng)過電(diàn)流互感(gǎn)器(qì)定位故障回路(lù)。

圖(tú)4

3 功能介紹(shào)

AIM-T500L絕緣監測儀(yí)具有以(yǐ)下功(gōng)能(néng)：

實時監測IT係統(tǒng)的對地絕緣電(diàn)阻(zǔ)，電阻越(yuè)限啟動故障(zhàng)預(yù)警或(huò)報(bào)警(jǐng)功能；繼(jì)電(diàn)器報(bào)警(jǐng)輸(shū)出(chū)，LED報警(jǐng)輸出等多種(zhǒng)故(gù)障指(zhǐ)示(shì)方式(shì)；事件記錄(lù)功能，方(fāng)便操作(zuò)人員查看(kàn)分析故(gù)障類型(xíng)和(hé)發生時(shí)間(jiān)，判斷係統(tǒng)運行狀況；自檢功能，可(kě)一鍵實現儀(yí)表硬(yìng)件(jiàn)電路的故障(zhàng)自(zì)檢(jiǎn)；斷綫監測，實(shí)時監測PE/KE功能接地綫(xiàn)連(lián)綫狀況；一(yī)路RS485接(jiē)口，標準Modbus-RTU協議(yì)；一路(lù)CAN通訊(xùn)，自定(dìng)義(yì)協(xié)議(yì)，用於(yú)和信(xìn)號(hào)發生(shēng)器，故障(zhàng)定(dìng)位(wèi)儀(yí)信息交互；應用範圍廣(guǎng)，適用於(yú)交流，直流(liú)以(yǐ)及交(jiāo)直流混(hùn)合(hé)IT係統(tǒng)。

ASG200測試(shì)信號發生(shēng)器具有以(yǐ)下功能：

指(zhǐ)示(shì)故障所在(zài)相(xiāng)綫；支(zhī)持手(shǒu)動啟動定位(wèi)用於(yú)測試通(tōng)訊綫路；采(cǎi)用CAN總(zǒng)綫(xiàn)技術，方便(biàn)與係統(tǒng)內其(qí)它(tā)設(shè)備(bèi)進(jìn)行數(shù)據交(jiāo)互。

AIL200-12絕緣(yuán)故障(zhàng)定(dìng)位(wèi)儀具有以下(xià)功(gōng)能(néng)：

定位並指(zhǐ)示故(gù)障(zhàng)所在支路；單(dān)個(gè)AIL200-12*多可(kě)定位(wèi)12個(gè)回路(lù)；每(měi)個(gè)IT係統(tǒng)*多可接(jiē)90隻定位(wèi)儀，總(zǒng)計定位1080回路(lù)；采用CAN總(zǒng)綫技術，方便與係(xì)統內(nèi)其它(tā)設(shè)備進行(háng)數(shù)據交互(hù)。配合(hé)使用AKH-0.66L係列(liè)電流互(hù)感器(qì)作為監測(cè)互感(gǎn)器(qì)，變比1000:1，按照回路額定電流(liú)選(xuǎn)擇(zé)合(hé)適孔徑(jìng)；

4 技術(shù)指標

AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀(yí)技術(shù)指(zhǐ)標(biāo)

  ASG200信(xìn)號發生(shēng)器技術(shù)指(zhǐ)標(biāo)

  AIL200-12絕(jué)緣(yuán)故(gù)障定(dìng)位儀技術指(zhǐ)標

  5 平台(tái)低壓係統係(xì)統(tǒng)配置(zhì)方式

海(hǎi)洋石油(yóu)平(píng)台低(dī)壓係(xì)統包(bāo)括(kuò)400V係(xì)統和(hé)230V係(xì)統(tǒng)，400V係統電(diàn)源(yuán)側一般(bān)為(wéi)兩台(tái)變壓(yā)

器(qì)供(gōng)電，雙母綫帶常開(kāi)母聯，正常工(gōng)況下分(fēn)列運行(háng)，應急工況(kuàng)下由(yóu)應急柴油發(fā)電機供(gōng)電(diàn)主要為油(yóu)氣處理用電設備(bèi)供電回路可達數(shù)百個(gè)。230V係(xì)統(tǒng)電源側(cè)為單台變(biàn)壓(yā)器供電(diàn)主(zhǔ)要為照(zhào)明(míng)小功率(shuài)和電伴熱係統供電(diàn)每個230V照明或伴熱係(xì)統(tǒng)回路數一般為(wéi)一百個左右。

400V係統(tǒng)絕緣(yuán)監測(cè)裝(zhuāng)置(zhì)可(kě)在(zài)每個電源(yuán)進(jìn)綫處配備(bèi)一(yī)台(tái)絕緣監(jiān)測(cè)主(zhǔ)機(jī)，以(yǐ)便滿足(zú)不同工況(kuàng)下(xià)的絕緣監測。需要注意(yì)的是(shì)在(zài)正(zhèng)常工況(kuàng)和黑(hēi)啟動(dòng)等工(gōng)況下，當(dāng)一個(gè)係統內(nèi)有兩台及(jí)以(yǐ)上絕(jué)緣(yuán)監(jiān)測(cè)主(zhǔ)機(jī)時須(xū)保(bǎo)證(zhèng)隻能有一(yī)台主(zhǔ)機向(xiàng)係統(tǒng)注(zhù)入(rù)低頻電(diàn)流否(fǒu)則(zé)會(huì)導(dǎo)致絕緣監(jiān)測(cè)結(jié)果不準確。因此 有必要(yào)把(bǎ)電(diàn)源進綫開關(guān)和母(mǔ)聯(lián)開關(guān)的(dí)狀(zhuàng)態接(jiē)入各監測主(zhǔ)機並設(shè)置聯鎖。

考慮到400V係統(tǒng)負載(zǎi)回(huí)路(lù)較(jiào)多，若為(wéi)每個回(huí)路都安裝(zhuāng)絕(jué)緣(yuán)故障定位裝(zhuāng)置，投資(zī)較大，可選擇隻(zhī)為(wéi)工藝流(liú)程或安全所(suǒ)需的重要回(huí)路(lù)安裝故障定(dìng)位裝置(zhì)，其他回(huí)路(lù)可(kě)在故(gù)障報警後(hòu)使(shǐ)用便攜(xié)故障定位器(qì)人工定(dìng)位(wèi)而(ér)無需斷(duàn)開每(měi)個回路。230V係(xì)統(tǒng)與單(dān)個(gè)400V係統類(lèi)似(sì)可采用相(xiāng)同(tóng)的(dí)配置(zhì)方式。

6 結語(yǔ)

為(wéi)海上石油平(píng)台低壓(yā)IT係統配置絕(jué)緣監(jiān)測裝置後(hòu)，不(bù)僅(jǐn)可在(zài)綫監(jiān)測係統的絕(jué)緣電阻(zǔ)和泄(xiè)漏電容還可(kě)對部(bù)分(fēn)重(zhòng)要回路的(dí)絕緣(yuán)阻抗(kàng)進(jìn)行監測預防(fáng)絕緣(yuán)故障(zhàng)的(dí)發生(shēng)。發(fā)生(shēng)絕緣故障後(hòu)絕緣(yuán)監測裝(zhuāng)置能發出報警(jǐng)並(bìng)自動或(huò)人(rén)工定位故障(zhàng)回路(lù)，可(kě)及時切(qiē)除故障回路 杜絕二(èr)次故(gù)障(zhàng)的(dí)發生(shēng)，保(bǎo)證(zhèng)供(gōng)電連(lián)續(xù)性(xìng)提(tí)高係統安全(quán)性(xìng)。