碼頭岸電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測及故障定位解決方案

1、 概述

岸電系統(tǒng)是船舶?？看a頭時的供電系統(tǒng)，船舶靠岸后，除了日常生活用電外，船舶上許多電氣設(shè)備仍然需要工作，這些設(shè)備主要同碼頭的岸電箱來供電?？紤]到船舶供電系統(tǒng)為IT系統(tǒng)，為了保護(hù)供電系統(tǒng)的安全，岸電系統(tǒng)也多為IT系統(tǒng)(或ITn系統(tǒng)，即引出中性線的IT系統(tǒng))，系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)測裝置來監(jiān)測IT系統(tǒng)的接地故障，防止兩相同時出現(xiàn)接地故障時，引起岸電保護(hù)裝置動作。國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTS155-2019《碼頭岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范》中也提到碼頭岸電設(shè)施的低壓配電系統(tǒng)宜采用IT方式，若采用TN方式的配電系統(tǒng)應(yīng)通過隔離變壓器向船舶供電。

安科瑞AIM-T系統(tǒng)絕緣監(jiān)測產(chǎn)品及絕緣故障定位產(chǎn)品適用于交流額定電壓690V和直流800V及以下的不接地系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測系統(tǒng)對地的絕緣狀況，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時，能發(fā)出報警信號，絕緣故障定位產(chǎn)品可以定位出故障回路，方便工作人員進(jìn)行故障排查。可以應(yīng)用在岸電的IT(或ITn)系統(tǒng)中，實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況。

2、 應(yīng)用場所

港口碼頭變電所低壓配電系統(tǒng)、岸電箱。

3、 應(yīng)用方案

下面以某工程為例介紹絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)的應(yīng)用方案。

該工程為新建碼頭一座，長為480m，寬20m;引橋二座，其中東引橋長194m，寬8m，西引橋長100m，寬8m。工程設(shè)計了陸域變電所和碼頭變電所，其中碼頭變電所與碼頭相連，從陸域變電所引來一路10kV電源，內(nèi)設(shè)10kV中壓開關(guān)柜，2臺1000kVA 10/0.4kV干式變壓器。 碼頭變電所內(nèi)10kV側(cè)采用單母線形式運行，0.4kV采用單母線分段運行方式，正常運行時，0.4kV母線分段斷路器打開，兩臺配電變壓器分列運行，各帶一段母線，當(dāng)一臺變壓器退出運行時，母線分段斷路器閉合，由另一臺配電變壓器供本所內(nèi)的全部一、二級負(fù)荷。當(dāng)退出運行的變壓器恢復(fù)供電時，系統(tǒng)自動復(fù)位為正常運行方式。碼頭變電所主要負(fù)荷為岸電箱，共設(shè)置了7臺岸電箱，每個岸電箱功率為250kW，提供一艘靠泊船的供電。

碼頭變電所低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)為ITn系統(tǒng)，低壓部分設(shè)絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)。碼頭變電所低壓主接線圖及其絕緣監(jiān)測和絕緣故障定位方案分別如圖1和圖2所示。

在主接線圖上，變壓器出線采用中性點引出的IT系統(tǒng)，絕緣監(jiān)測和測試信號發(fā)生器安裝在進(jìn)線柜內(nèi)，絕緣故障定位儀安裝在各配電柜內(nèi)。絕緣監(jiān)測儀接在母線與地線之間，用于監(jiān)測變壓器二次側(cè)0.4kV低壓系統(tǒng)對地的絕緣狀態(tài)，若低壓母線或某支路出現(xiàn)接地故障，絕緣監(jiān)測儀將發(fā)出故障報警信號，提醒工作人員進(jìn)行故障排查。信號發(fā)生器也接在系統(tǒng)和地之間，在故障時向系統(tǒng)和地之間注入定位信號，由分布于各配電柜內(nèi)的絕緣故障定位儀定位絕緣故障所在回路。

岸電箱為岸側(cè)電力系統(tǒng)向停靠碼頭的船舶提供電能的重要設(shè)備，本系統(tǒng)共設(shè)置了7臺岸電箱，其輸入電源分別引自不同的低壓出線柜。圖3為岸電箱接線圖，配置了絕緣故障定位儀，用于配合變壓器出線側(cè)的絕緣監(jiān)測儀和測試信號發(fā)生器，實現(xiàn)本岸電箱內(nèi)各支路絕緣故障定位功能。

為了方便系統(tǒng)的監(jiān)測和管理，提高管理效率，本方案在變電所值班室內(nèi)還配置了Acrel-2000A/L絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過RS484總線(圖中綠色通訊線)將絕緣監(jiān)測儀與后臺主機(jī)連接，用于實時監(jiān)測各ITn系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及故障回路。絕緣監(jiān)測儀和測試信號發(fā)生器、各絕緣故障定位儀之間通過CAN總線(圖中紅色通訊線)連接，用于同一ITn系統(tǒng)內(nèi)，各監(jiān)測儀表之間的數(shù)據(jù)交互。后臺監(jiān)護(hù)主機(jī)采用了1臺10.2寸的觸摸屏，安裝在壁掛式箱內(nèi)，并配置相應(yīng)的報警指示裝置。該工程絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)圖如圖4所示。

該工程中絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)設(shè)備選型如下表所示。

表1：

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4、 Acrel-2000A/L絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)功能介紹

Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備采用壁掛式安裝的方式，可安裝于墻壁上，通過通訊總線采集現(xiàn)場的絕緣監(jiān)測儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障報警等功能。具體功能如下：

v 回路監(jiān)測

Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備上電進(jìn)入工作狀態(tài)后，默認(rèn)為“回路監(jiān)測”界面，在此界面可觀察到現(xiàn)場的一次系統(tǒng)圖以及具體的數(shù)據(jù)顯示。

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v 參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置需要用戶點擊“用戶登錄”，默認(rèn)用戶為admin，默認(rèn)登錄密碼為 0001，可通過登錄界面修改密碼。

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此界面可以設(shè)置更改系統(tǒng)時間，如果主界面時間顯示不對，可以登錄后進(jìn)行時間更改，完成后點擊保存修改。

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登錄后，當(dāng)前用戶顯示用戶名稱，此時點擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，可以單個回路的絕緣監(jiān)測儀的預(yù)警值和告警值。當(dāng)測得絕緣阻值超出設(shè)定值時，觸摸屏顯示告警并且蜂鳴器鳴叫。設(shè)置好參數(shù)之后，點擊“設(shè)置”按鈕，更改絕緣監(jiān)測儀設(shè)定值。

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v 報警信息

點擊報警記錄，進(jìn)入報警記錄界面，顯示告警發(fā)生情況。當(dāng)儀表發(fā)生報警時，主界面顯示報警，并且蜂鳴器鳴叫，此界面顯示出報警提示。接觸報警后，蜂鳴器關(guān)閉。

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v 曲線查看

點擊曲線查詢按鈕，進(jìn)入“曲線查看”界面，每一個頁面存有4條曲線，根據(jù)現(xiàn)場實際情況顯示。每1小時記錄一次溫度，可以存儲30天。具體曲線要求可在屏上自行調(diào)節(jié)。

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5、 產(chǎn)品選型

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6、 技術(shù)指標(biāo)

AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀

隨著工業(yè)科技的發(fā)展，漏電流對工業(yè)生產(chǎn)安全構(gòu)成了很大的威脅。為了提高供電的連續(xù)性和可靠性，許多重要生產(chǎn)場所采用了 IT 配電系統(tǒng)(不接地供電系統(tǒng))。

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)。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。

AIM-T500L 絕緣監(jiān)測儀功能特點

1)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;

2)繼電器報警輸出、LED 報警輸出等多種故障指示方式;

3)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;

4)自檢功能，可一鍵實現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢;

5)斷線監(jiān)測，實時監(jiān)測 PE/KE 功能接地線連線狀況;

6)一路 RS485 接口，標(biāo)準(zhǔn) Modbus-RTU 協(xié)議;

7)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;

8)支持手動/自動兩種復(fù)位模式;

9)應(yīng)用范圍廣，適用于交流、直流以及交直流混合 IT 系統(tǒng)。

注：AIM-T500L 絕緣監(jiān)測儀采用嵌入式安裝(可安裝于配電柜中)

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ASG200測試信號發(fā)生器

ASG200 測試信號發(fā)生器功能特點

1)產(chǎn)生定位信號并注入不接地系統(tǒng);

2)指示故障所在相線;

3)支持手動啟動定位;

4)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。

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AIL200-12絕緣故障定位儀

AIL200-12 絕緣故障定位儀功能特點

1)定位并指示故障所在支路;

2)單個 AIL200-12 可定位 12 個回路;

3)每個 IT 系統(tǒng)可接 90 只定位儀，總計定位 1080 回路;

4)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。

注：AGS200 測試信號發(fā)生器和 AIL200-12 絕緣故障定位儀采用 35mm 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，可安裝與柜內(nèi)端子排上。

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7、定位互感器選型

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8 注意事項

1) 安裝接線時應(yīng)按接線圖進(jìn)行接線，接線用針式套接頭壓接后，再插入儀表相應(yīng)端子并將螺釘擰緊，避免因接觸不良而導(dǎo)致儀表工作不正常。

2) AIM-T500L 有兩路通訊接口，一路為 RS485 通訊接口，采用 Modbus-RTU 協(xié)議，接入系統(tǒng)時一條總線理論上可以同時連接 128 個儀表，每個儀表均可通過菜單設(shè)定其通訊地址以及波特率;二路為 CAN 通訊接口，采用自定義的協(xié)議，用于絕緣故障定位系統(tǒng)各個元件之間的數(shù)據(jù)交互。AIM-T500L 的 CAN 地址默認(rèn)為 1，ASG200 和 AIL200-12 只有一路 CAN 通訊接口，ASG200 的 CAN 地址默認(rèn)為 1，AIL200-12 的 CAN 地址默認(rèn)為 1，1~90可設(shè)。

3) AIM-T500L 與上位機(jī)系統(tǒng)通訊連接時建議使用屏蔽雙絞線，每芯截面均不應(yīng)小于1.0mm2，分別接 A、B，布線時應(yīng)使通訊線遠(yuǎn)離強(qiáng)電電纜或其他強(qiáng)電場環(huán)境。建議末端絕緣監(jiān)測儀的 A、B 端子之間并聯(lián)匹配電阻，推薦阻值為 120Ω;絕緣故障定位系統(tǒng) CAN 通訊接口連接時，注意 H 和 L 的連接，距離較長時建議在首端和尾端并聯(lián)匹配電阻，推薦阻值為 120Ω。

4) AIM-T500L 繼電器輸出不攜帶電源，外接報警器(或警示燈)需額外配置獨立供電。

審核編輯：湯梓紅