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絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)的方案介紹與硬件應(yīng)用

發(fā)布人:xumin123 時(shí)間:2023-06-19 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

摘要:為了更好的保障海上原油開采的安全性,完善好海上平面低壓配電盤設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在本文中,將具體分析絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng),同時(shí)分析絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改造效果。

      關(guān)鍵詞:絕緣在線監(jiān)測(cè);接地故障;改造效果;倒停

引言

      一般情況下,400V左右的海上平面低壓配電盤在線監(jiān)測(cè)只針對(duì)整個(gè)母線系統(tǒng),并不能精確到某一路的絕緣狀況。而且,海上的環(huán)境狀況影響了相關(guān)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行,這導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行時(shí)難以完成倒停的工作,阻礙了海上平臺(tái)電氣人員排查接地故障。同時(shí),當(dāng)?shù)蛪罕P母線其中有一路出了故障而遲遲得不到解決時(shí),整個(gè)母線系統(tǒng)的工作壓力也會(huì)變大,給日后帶來(lái)了安全隱患。

      在本文中,我使用了一臺(tái)普通的低壓配電盤進(jìn)行試驗(yàn),該低壓盤由A/B兩段分開運(yùn)行,并且由同一型號(hào)的變壓器分開供電。在經(jīng)過(guò)一系列準(zhǔn)備工作后,我在兩段母線都進(jìn)行了相同條件的母線絕緣監(jiān)測(cè)工作。監(jiān)測(cè)工作完成之后,B段的絕緣工作并未受影響,A段則出現(xiàn)了問(wèn)題。以下,我將具體分析針對(duì)A段實(shí)行的改造計(jì)劃。

1改造的原因

      由于傳統(tǒng)的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不完善,我們無(wú)法監(jiān)測(cè)到各個(gè)設(shè)備的絕緣情況,也無(wú)法對(duì)其作出相關(guān)的解決措施。此次的改造計(jì)劃則是針對(duì)以往監(jiān)測(cè)不完善造成的諸多故障。根據(jù)絕緣在線監(jiān)測(cè)的工作原理看,此次的改造需要安裝零序電流互感器,從而更好的收集所有電器設(shè)備的零序電流情況。但是改造的重點(diǎn)在于如何在已有的電氣設(shè)備中安裝零序電流互感器,以及如何明確接入的方法。不同的電氣設(shè)備將采用不同的安裝方法,比如部分無(wú)法進(jìn)行倒停的電氣設(shè)備在安裝時(shí),只能利用開口式電流互感器進(jìn)行在線安裝。

2絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)

2.1絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)的建立

      在此次的改造計(jì)劃中,我們?cè)谠械脑诰€監(jiān)測(cè)條件的基礎(chǔ)上增加了一些相關(guān)設(shè)備。主要是絕緣監(jiān)視儀和絕緣故障定位儀。絕緣監(jiān)視儀連接在系統(tǒng)和地之間,用于實(shí)時(shí)觀察并反饋系統(tǒng)和地之間的絕緣阻值。一旦絕緣阻值出現(xiàn)異常,絕緣監(jiān)視儀將會(huì)發(fā)出警報(bào),并且傳達(dá)電流信號(hào),同時(shí)對(duì)地進(jìn)行閉合。由絕緣監(jiān)視儀發(fā)出的電流信號(hào)將在測(cè)量電流互感器的監(jiān)測(cè)下傳送到絕緣故障定位儀,之后絕緣故障定位儀將準(zhǔn)確定位絕緣故障的地點(diǎn)。這兩個(gè)新增加的設(shè)備通過(guò)專業(yè)的通訊設(shè)備連接,相互配合工作,從而建立了絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)。

2.2相關(guān)設(shè)備的安裝

      首先安裝絕緣監(jiān)視儀。該設(shè)備安裝在開關(guān)盤柜面板,一般用于測(cè)量系統(tǒng)的絕緣阻值,在絕緣阻值出現(xiàn)異常的情況下發(fā)送測(cè)試電流到系統(tǒng)。其次是零序電流互感器的安裝。該設(shè)備工作的關(guān)鍵在于檢測(cè)絕緣監(jiān)視儀發(fā)出的測(cè)試電流,檢測(cè)后將其傳送到絕緣故障定位儀。由于需要進(jìn)行檢測(cè),因此該設(shè)備一般固定安裝在低壓盤柜的每個(gè)回路三相電纜上。再次是絕緣故障定位儀的安裝。該設(shè)備主要是為了收集所有回路的零序互感電流信息,利用導(dǎo)軌安裝,將其安裝于低壓盤柜后。最后是通訊網(wǎng)關(guān)的安裝。該設(shè)備通常安裝在盤柜中,是為了方便絕緣監(jiān)視儀和絕緣故障定位儀之間的溝通和交流。

3相關(guān)的調(diào)整和修改

      為了測(cè)試建立的絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)是否合格,將以A段中一已知絕緣為零的回路為測(cè)試工具。在完成相關(guān)設(shè)備的安裝后,將得到的設(shè)備絕緣數(shù)據(jù)與之前進(jìn)行對(duì)比。同時(shí),為了檢測(cè)絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)是否可靠,可以設(shè)定一個(gè)在線監(jiān)測(cè)報(bào)警定值,對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察,從而進(jìn)一步確認(rèn)。

4最終改造效果

4.1整個(gè)絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)的改造效果

      當(dāng)絕緣監(jiān)視儀以及絕緣故障定位儀安裝使用之后,原來(lái)低壓配電盤A段的絕緣阻值已經(jīng)由0變成371kΩ,雖然系統(tǒng)絕緣較低,但這屬于正常現(xiàn)象。當(dāng)確定故障的準(zhǔn)確地點(diǎn)時(shí),也會(huì)發(fā)出定位成功的信號(hào)。定位信息通常是從絕緣監(jiān)測(cè)儀上獲取,獲取信息后還將進(jìn)一步核實(shí)。核實(shí)工作一般需要借助盤柜回路與絕緣監(jiān)測(cè)儀的通道對(duì)應(yīng)表,觀察定位信息與實(shí)際狀況是否吻合。

4.2絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)改造經(jīng)濟(jì)效益

      絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)的建立是針對(duì)設(shè)備的全生命周期,提高了經(jīng)濟(jì)效益。首先,絕緣在線監(jiān)測(cè)和定位系統(tǒng)的同時(shí)應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)了絕緣故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn),不僅降低了工作人員的工作負(fù)擔(dān),而且可以了解各個(gè)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)絕緣情況,從而在維修出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備,降低了日后產(chǎn)生安全隱患的可能性。其次,該系統(tǒng)的建立可以將出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備完全停止電網(wǎng)運(yùn)行,緩解了母線系統(tǒng)的工作壓力,避免低壓母排出現(xiàn)兩相接地故障現(xiàn)象。

5絕緣監(jiān)測(cè)及絕緣故障定位產(chǎn)品

5.1絕緣監(jiān)測(cè)及絕緣故障定位產(chǎn)品

AIM-T系列工業(yè)用絕緣監(jiān)測(cè)儀

      AIM-T系列絕緣監(jiān)測(cè)儀主要應(yīng)用在工業(yè)場(chǎng)所IT配電系統(tǒng)中,主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款產(chǎn)品,均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統(tǒng)。

     其中AIM-T300適用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系統(tǒng),AIM-T500適用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L相比AIM-T500增加了絕緣故障定位功能。

5.2絕緣故障定位產(chǎn)品

      工業(yè)用絕緣故障定位產(chǎn)品配合AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀使用,主要包括ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器,AIL200-12絕緣故障定位儀,AKH-0.66L系列電流互感器,適用于出線回路較多的IT配電系統(tǒng)。

5.3絕緣監(jiān)測(cè)耦合儀

     絕緣監(jiān)測(cè)耦合儀配合AIM-T500絕緣監(jiān)測(cè)儀使用,主要包括ACPD100,ACPD200,適用于交流電壓高于690V,直流電壓高于800V的IT配電系統(tǒng)。

6技術(shù)參數(shù)

6.1絕緣監(jiān)測(cè)儀技術(shù)參數(shù)

型號(hào)

技術(shù)指標(biāo)

AIM-T300

AIM-T500

AIM-T500L

輔助電源

電壓

AC 85~265V;DC100~300

AC 85~265V;DC100~300

功耗

<8W

<8W

被監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)

電壓

480V以下的交流、直流以及交直流混合系統(tǒng)

690V以下的交流及交直流混合系統(tǒng)、800V以下直流系統(tǒng)

頻率

40~60Hz

40~60Hz

絕緣監(jiān)測(cè)

測(cè)量范圍

1kΩ~5MΩ

1kΩ~10MΩ

報(bào)警值范圍

10kΩ~5MΩ

10kΩ~10MΩ

相對(duì)誤差

1~10k: 10k;10k~5M: ±10%

1~10k: 10k;10k~10M: ±10%

允許系統(tǒng)泄露電容

<150μF

<500μF

響應(yīng)時(shí)間

<6s

<5s

通訊

RS485,Modbus-RTU

RS485,Modbus-RTU

RS485,Modbus-RTU;

內(nèi)部參數(shù)

測(cè)量電流

<170μA

<270μA

絕緣故障定位

無(wú)

無(wú)

電磁兼容/電磁輻射

IEC61326-2-4

IEC61326-2-4

額定沖擊電壓/污染等級(jí)

8kV/Ⅲ

8kV/Ⅲ

內(nèi)部直流電阻

≥120kΩ

≥180kΩ

輸出

繼電器輸出

預(yù)警、報(bào)警

出錯(cuò)、預(yù)警、報(bào)警

環(huán)境

工作溫度

-20~+60℃

-15~+55℃

存儲(chǔ)溫度

-20~+70℃

-20~+70℃

相對(duì)濕度

5%~95%,不結(jié)露

5%~90%,不結(jié)露

海拔高度

≤2500m

≤2500m

6.2測(cè)試信號(hào)發(fā)生器技術(shù)參數(shù)

輔助電源

電壓

AC 85~265V DC100~300V

功耗

<7W

IT系統(tǒng)

額定電壓

單相交流AC 220V

三相交流 AC 0~690V

直流DC 0~800V

絕緣故障定位

響應(yīng)時(shí)間

<5s

定位電壓

20V/5Hz

定位電流

0~10mA

環(huán)境

電磁兼容/電磁輻射

IEC61326-2-4

工作溫度

-15-+55℃

6.3絕緣故障定位儀技術(shù)參數(shù)

輔助電源

電壓

AC 85-265V DC100~300V

功耗

<5W

絕緣故障定位

響應(yīng)時(shí)間

<12s

定位電壓

無(wú)

定位電流

無(wú)

響應(yīng)靈敏度

>0.5mA

輸出

繼電器輸出

報(bào)警Alarm

環(huán)境

電磁兼容/電磁輻射

IEC61326-2-4

工作溫度

-15-+55℃

6.4 AKH-0.66L系列電流互感器技術(shù)參數(shù)

型號(hào)

額定電流

變比

等級(jí)

過(guò)載倍數(shù)

L-45

16-100A

5A:5mA

1

10

L-80

100-250A

L-100

250-400A

L-150

400-800A

L-200

800-1500A

6.5絕緣監(jiān)測(cè)耦合儀技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品型號(hào)

ACPD100

ACPD200

適用系統(tǒng)

單相交、直流不接地系統(tǒng)

三相交流、直流不接地系統(tǒng)

電壓等級(jí)

交流0~1150V,直流0~1760V

交流0~1650V,帶直流元件0~1300V

直流阻抗

≥160kΩ

AK1≥225kΩ

工作溫度

-10~+55℃

存儲(chǔ)溫度

-20~+70℃

防護(hù)等級(jí)

IP30

7結(jié)束語(yǔ)

      傳統(tǒng)的海上平臺(tái)絕緣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法滿足絕緣在線定位監(jiān)測(cè)的需要。當(dāng)某一電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),不能及時(shí)察覺(jué)到故障的發(fā)生,從而導(dǎo)致大量人力物力資源的損失。而絕緣在線監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)則很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,它可以觀察到整個(gè)系統(tǒng)的絕緣故障情況,并且在準(zhǔn)確及時(shí)定位故障后,還能以最快的速度做出補(bǔ)救措施。這套系統(tǒng)的應(yīng)用很大程度上提高了海上原油開采工作的效率,促進(jìn)了海上原油開采工作的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。


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