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              碼頭岸電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測及故障定位解決方案

              瀏覽次數(shù):1195更新日期:2022-01-26

              1、 概述

              岸電系統(tǒng)是船舶停靠碼頭時(shí)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。考慮到船舶供電系統(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)的次接地故障,防止兩相同時(shí)出現(xiàn)接地故障時(shí),引起岸電保護(hù)裝置動(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)地的絕緣狀況,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí),能發(fā)出報(bào)警信號(hào),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(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)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(jì)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(tái)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(yùn)行,0.4kV采用單母線分段運(yùn)行方式,正常運(yùn)行時(shí),0.4kV母線分段斷路器打開,兩臺(tái)配電變壓器分列運(yùn)行,各帶一段母線,當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí),母線分段斷路器閉合,由另一臺(tái)配電變壓器供本所內(nèi)的全部一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)退出運(yùn)行的變壓器恢復(fù)供電時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位為正常運(yùn)行方式。碼頭變電所主要負(fù)荷為岸電箱,共設(shè)置了7臺(tái)岸電箱,每個(gè)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(diǎn)引出的IT系統(tǒng),絕緣監(jiān)測和測試信號(hào)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(duì)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(bào)警信號(hào),提醒工作人員進(jìn)行故障排查。信號(hào)發(fā)生器也接在系統(tǒng)和地之間,在故障時(shí)向系統(tǒng)和地之間注入定位信號(hào),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。

              圖片1.png

              1 碼頭變電所低壓主結(jié)線圖一

              圖片2.png

              2 碼頭變電所低壓主接線圖二

              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(tái)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(hào)發(fā)生器,實(shí)現(xiàn)本岸電箱內(nèi)各支路絕緣故障定位功能。

              圖片3.png

              3 岸電箱接線圖

              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(tái)主機(jī)連接,用于實(shí)時(shí)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(hào)發(fā)生器、各絕緣故障定位儀之間通過CAN總線(圖中黃色通訊線)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(tái)監(jiān)護(hù)主機(jī)采用了1臺(tái)10.2寸的觸摸屏,安裝在壁掛式箱內(nèi),并配置相應(yīng)的報(bào)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。

              圖片4.png

               

              4 絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)圖

              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。

              1

              序號(hào)

              設(shè)備名稱

              設(shè)備型號(hào)

              單位

              數(shù)量

              1

              絕緣監(jiān)測及定位監(jiān)控器

              Acrel-2000L/A

              1

              2

              絕緣監(jiān)測儀

              AIM-T500L

              臺(tái)

              2

              3

              測試信號(hào)發(fā)生器

              ASG200

              臺(tái)

              2

              4

              絕緣故障定位儀

              AIL200-12

              臺(tái)

              14

              5

              剩余電流互感器

              AKH-0.66/L-45

              14

              6

              剩余電流互感器

              AKH-0.66/L-100

              35

              7

              剩余電流互感器

              AKH-0.66/L-150

              7

               

              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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障報(bào)警等功能。具體功能如下:

              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。

              圖片5.png

               

              參數(shù)設(shè)置

              參數(shù)設(shè)置需要用戶點(diǎn)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。

              圖片6.png

               

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

              圖片7.png

               

              登錄后,當(dāng)前用戶顯示用戶名稱,此時(shí)點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置"按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面,可以單個(gè)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(shí),觸摸屏顯示告警并且蜂鳴器鳴叫。設(shè)置好參數(shù)之后,點(diǎn)擊“設(shè)置"按鈕,更改絕緣監(jiān)測儀設(shè)定值。

              圖片8.png

               

              報(bào)警信息

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

              圖片9.png

               

              曲線查看

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

              圖片10.png

               

              5、 產(chǎn)品選型

              型號(hào)及名稱

              型號(hào)

              功能

              AIM-T500L

              絕緣監(jiān)測儀

              圖片11.png

               

              可監(jiān)測690V以下交流及交流混合的不接地系統(tǒng)對(duì)地電阻和電容,具有故障預(yù)警和報(bào)警功能;

              1RS485通訊,1CAN通訊,2路繼電器輸出;

              自檢功能;20條事件記錄;

              支持絕緣故障定位功能。

              ASG200

              測試信號(hào)發(fā)生器

              圖片12.png

               

              1CAN接口,可與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

              當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí),可產(chǎn)生故障定位信號(hào)注入系統(tǒng)中,配合絕緣故障定位儀定位故障回路。

              具有絕緣故障所在相線指示功能。 

              AIL200-12

              絕緣故障定位儀

              圖片13.png

               

              1CAN接口,可與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

              當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí),配合測試信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)絕緣故障回路定位功能,可定位12個(gè)回路。

               

              6、 技術(shù)指標(biāo)

              AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀

              輔助

              電源

              電壓

              AC85~265V

              DC120~370V

              適用電壓等級(jí)

              系統(tǒng)電壓

              AC0~690V

              DC 0~800V

              功耗

              <8W

              頻率范圍

              40~460Hz

              絕緣

              監(jiān)測

              絕緣電阻測量范圍

              1k~10MΩ

              環(huán)境

              工作溫度

              -15~+55

              預(yù)警、報(bào)警值范圍

              10k~10MΩ

              存儲(chǔ)溫度

              -20~+70

              響應(yīng)時(shí)間(Ce=1uF)

              <5s

              相對(duì)濕度

              <95%,不結(jié)露

              允許系統(tǒng)泄漏電容

              <500μF

              海拔高度

              2500m

              內(nèi)部參數(shù)

              測量電壓

              <50V

              輸出

              繼電器輸出

              出錯(cuò)、預(yù)警、報(bào)警

              測量電流

              <270μA

              通訊

              RS485Modbus-RTU

              CAN,自定義

              內(nèi)部直流阻抗

              180kΩ

              額定沖擊電壓/污染等級(jí)

              8kV/

              ASG200測試信號(hào)發(fā)生器

              輔助電源

              電壓

              AC 85~265V

              功耗

              <7W

              IT系統(tǒng)

              電壓

              單相交流220V

              三相交流0~690V

              直流0~800V

              故障定位

              響應(yīng)時(shí)間

              <5s

              定位電壓

              20V/5Hz

              定位電流

              0~20mA

              響應(yīng)靈敏度

              內(nèi)部參數(shù)

              電磁兼容/電磁輻射

              IEC61326-2-4

              輸出

              繼電器輸出

              工作環(huán)境

              工作溫度

              -15~+55

              AIL200-12絕緣故障定位儀

              輔助電源

              電壓

              AC 85~265V

              功耗

              <5W

              IT系統(tǒng)

              電壓

              故障定位

              響應(yīng)時(shí)間

              <20s

              定位電壓

              定位電流

              響應(yīng)靈敏度

              >0.5mA

              內(nèi)部參數(shù)

              電磁兼容/電磁輻射

              IEC61326-2-4

              輸出

              繼電器輸出

              報(bào)警

              工作環(huán)境

              工作溫度

              -15~+55

              7、定位互感器選型

              互感器外形

              型號(hào)

              額定電流

              額定電流比

              準(zhǔn)確度

              內(nèi)孔尺寸(mm

              圖片14.png

               

              L-35

              16~100A

              5A/5mA

              0.5

              35

              L-70

              100~250A

              5A/5mA

              0.5

              70

              L-105

              250~400A

              5A/5mA

              0.5

              105

              圖片15.png

               

              L-45

              16~100A

              5A/5mA

              1

              45

              L-80

              100~250A

              5A/5mA

              1

              80

              L-100

              250~400A

              5A/5mA

              1

              100

              L-150

              400~800A

              5A/5mA

              1

              150

              L-200

              800~1500A

              5A/5mA

              1

              200

               

              圖片16.png

               

              L-80X50II

              16~100A

              5A/5mA

              0.5

              82X52

              L-100X50II

              16~100A

              5A/5mA

              0.5

              103X55

              L-130X50II

              100~200A

              5A/5mA

              0.5

              135X55

              L-150X130II

              100~300A

              5A/5mA

              0.5

              150X133

              L-180II

              100~200A

              5A/5mA

              0.5

              182X35

              L-200X50II

              250~400A

              5A/5mA

              0.5

              202X61

              L-260X100II

              450~800A

              5A/5mA

              0.5

              265X104

              圖片17.png

               

              L-17030

              100~200A

              5A/5mA

              1

              172X34

              L-210 X160

              450~800A

              5A/5mA

              0.5

              210 X160

               

               

               


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