王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定 201801

摘 要：海上石油平臺低壓系統(tǒng)與陸地電力系統(tǒng)有很大區(qū)別，屬于中性點不接地系統(tǒng)，在出現單相接地故障時，系統(tǒng)允許帶故障正常運行2h，保證海上重要電氣設備不會立即關停。現如今大多數海上平臺使用絕緣監(jiān)測儀監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀況，故障時發(fā)出報警，但不能監(jiān)測出到底是系統(tǒng)中哪一路負載出現了絕緣故障，需要平臺電氣專業(yè)人員將現場低壓負載回路逐個斷電進行故障排查，給接地故障查找?guī)砹朔浅４蟮睦щy。當低壓母排發(fā)生單相接地故障時，為了能第一時間鎖定故障點并方便現場電氣人員及時對接地故障進行排查、解決，提高低壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以使用絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，實現了絕緣故障回路和相線的定位。

關鍵詞：中性點不接地系統(tǒng)；絕緣系統(tǒng)；IT系統(tǒng)；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系統(tǒng)屬于獨立電網系統(tǒng)，為了保證平臺生產，平臺的低壓用系統(tǒng)不能因某一路負載的絕緣故障而關停，因此平臺0.4kV低壓電力系統(tǒng)采用中性點絕緣系統(tǒng)。中性點絕緣系統(tǒng)的特點是當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，各相間的電壓大小和相位保持不變，三相系統(tǒng)的平衡沒有遭到破壞，故在短時間內可以繼續(xù)運行。但是若長時間帶故障運行，會造成相間短路，或者單相弧光接地時，使系統(tǒng)產生諧振而引起過電壓，給平臺生產造成很大壓力。

現如今大部分石油平臺裝設絕緣監(jiān)測裝置，原有的絕緣監(jiān)測設備只能監(jiān)測整段母線的絕緣水平，不能監(jiān)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(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，實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(jiān)測及故障定位的應用。

1 系統(tǒng)分析

在中性點不接地系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)不接地，當系統(tǒng)發(fā)生單點對地故障時，熔斷器或空開不動作，系統(tǒng)電力供應不會中斷，系統(tǒng)或負載回路不會分斷；絕緣監(jiān)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(tǒng)中，在每段母排上設置絕緣檢測儀，現有的絕緣監(jiān)視儀表只能顯示整段母線的絕緣阻值，不能反映出哪一回路，如果當前母線有多路負載，則判斷故障回路比較困難。

2 產品介紹

AIM-T500L系列工業(yè)絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)可以用于配電回路中性點不接地的場所。該系統(tǒng)功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)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、通訊組網等，當系統(tǒng)出現接地故障時，能及時報警，并準確定位故障發(fā)生的具體回路，以提醒相關人員及時排查故障。

3 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*啟動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(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，方便與系統(tǒng)內其它設備進行數據交互。

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AIL200-12最多可定位12個回路；每個IT系統(tǒng)最多可接90只定位儀，總計定位1080回路；采用CAN總線技術，方便與系統(tǒng)內其它設備進行數據交互。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 技術指標

5 系統(tǒng)原理圖

下圖為AIM-T500L系列絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)的原理圖，當末端回路發(fā)生絕緣故障，絕緣監(jiān)測儀開始報警，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(jiān)測儀監(jiān)測故障回路，當絕緣故障定位儀檢測到故障后，絕緣監(jiān)測儀界面顯示故障相線和故障回路。

6 結語

IT配電系統(tǒng)在供電距離不是很長時，供電的可靠性高，安全性好。

絕緣監(jiān)視儀監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣阻值，不能具體定位到故障回路。絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，在監(jiān)測到系統(tǒng)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業(yè)人員將現場低壓負載回路逐個斷電，進行故障排查，從功能、安全還是時效來看，優(yōu)于傳統(tǒng)的絕緣監(jiān)測手段。

絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)能適應包括IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測、UPS等供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測、油井電泵絕緣監(jiān)測等系統(tǒng)，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)微電網設計與應用手冊.2019.11版

[2] 陳鑫, 吳占友, 杜銀昌. 低壓絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)在海上石油平臺的研究與應用[J]. 機電信息, 2018, 567(33):9-10.