低壓絕緣監測與定位系統在中海油海上平臺的應用

高健

摘 要：系統原有在線絕緣監測設備只對整個母線系統絕緣進行監測，并不能反映出到底是哪一路負載出現的絕緣故障，由于平臺大部分重要電氣設備受運行環境工況的影響，倒停非常困難，這也為平臺電氣人員對接地故障查找帶來了非常大的困難，有時甚至使低壓盤母線長期處于單相接地故障下運行，給低壓母線電力系統運行帶來非常大的安全隱患。

關鍵詞：低壓盤 絕緣監測 故障點 定位

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0104-02

隨著中海油某平臺400 V低壓系統的運行變化及擴容等，系統漏電容會發生變化，現有的絕緣監測儀不能自適應系統分布電容（漏電容）的變化，這樣會導致絕緣監視儀表失效或給出錯誤的絕緣阻值。

為了提升低壓母排電力系統的絕緣監測水平，當低壓母排發生單相接地故障時，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，需要增加一套在線絕緣監測與定位系統，當系統某個負載發生接地故障時，能第一時間定位到故障點，為故障排除節省時間，無需對所有設備進行倒停排查。

中海油某平臺400 V系統共分兩段母線，為不接地IT系統，在正常運行過程中，母排絕緣監測儀經常顯示絕緣為零的情況，這就意味著盤柜所掛設備存在單相接地情況，設備運行過程中存在人員觸電風險。若同一單相接地設備再有一相發生接地情況，將造成設備兩相短路，這將嚴重影響400 V配電盤的運行，而受生產等工況影響，所有設備不能全部斷電逐一進行排查，故傳統的斷電對每個回路進行絕緣阻值測量的方式實施難度高，且工作量極大，為預防設備出現單相或兩相接地造成人員觸電、設備損壞和對電網的影響，急需采用一套更為先進的絕緣監測定位系統，能更為準確地監測系統絕緣情況，并通過實時監測低壓盤柜所掛設備的絕緣情況，能在線定位絕緣低的設備，可以及時有效地發現異常情況，從而進行有效處理，降低或排除設備絕緣低對人員和設備的損害。

1 工作原理

絕緣監視儀WRIRDH575連接在系統和地之間，連續不間斷地測量并顯示不接地系統（IT系統）內的相線和地之間的絕緣阻值。當系統對地的絕緣阻值降至預先設定的報警值時，絕緣監視儀輸出報警信號。絕緣監視儀報警以后，觸發其內部的PGH絕緣故障測試電流發生裝置對地閉合并發送測試電流信號。該測試電流信號經過絕緣故障點、大地、PGH絕緣故障測試電流發生裝置，構成一個完整的回路，安裝在發生絕緣故障回路中的測量電流互感器監測到該電流信號后，反饋給絕緣故障定位儀WREDS460，從而定位到該回路。絕緣監視儀與絕緣定位儀之間采用RS485通訊，WREDS460定位到故障回路后，傳輸給WRIRDH575，在面板顯示屏上顯示故障回路等信息。工作原理見圖1。

2 現場實施

2.1 實施步驟

絕緣監視儀WRIRDH575安裝：安裝于盤柜面板，用于監視系統絕緣阻值并發送定位測試電流。

絕緣故障定位儀WREDS460安裝：安裝于每個盤柜后，用于監視電流互感器、定位故障回路，并反饋定位信息。

電流互感器安裝：安裝于每個盤柜回路動力電纜上，用于檢測絕緣監視儀WRIRDH575發送的測試電流，反饋給絕緣故障定位儀WREDS460。

網關WRCOM460IP安裝：安裝于盤柜后，用于通訊協議轉換，將絕緣監測系統MODBUS通訊協議轉換為以太網，連接至后臺。

2.2 系統圖

系統框圖見圖2。

3 應用效果

（1）系統絕緣阻值測量準確性驗證見表1。

（2）絕緣故障定位功能驗證見表2。

4 項目創新點

該套絕緣監測定位系統采用獨特的AMP測量技術，疊加自適應的脈沖電壓信號，可應用于各種系統，包括交流系統、直流系統和帶直流成分的交流系統以及變頻驅動系統。能夠在線定位接地故障點，并直接顯示故障回路信息；具備與后臺通訊功能，可將系統絕緣信息傳輸至后臺進行顯示。另外，該系統采用毫安級開口式電流互感器，安裝施工方便，大大節省了施工時間。

5 結語

低壓絕緣監測與定位系統顛覆了傳統的低壓絕緣監測方式，其獨特測量技術更能適應目前復雜的電網工況，其在線故障定位功能能夠在故障發生的最短時間內定位出故障回路，方便現場人員第一時間解決故障，排除隱患，無需停產，不影響生產，特別適合采油平臺的現場使用，其無需斷電的測量定位方式更適用現場UPS的監測及定位，大大提升了控制系統及重要精密設備的穩定性。

參考文獻

[1] 樓云.低壓電纜絕緣狀態在線監測[M].清華大學出版社，2013.

[2] 楊濤，王金全，王巍，等.大功率低壓IT系統絕緣監測技術研究[J].電工電氣，2013（1）：42-45.