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淺談船舶岸電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位需求及應(yīng)用
更新時(shí)間:2022-12-06點(diǎn)擊次數(shù):729次
淺談船舶岸電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位需求及應(yīng)用
摘 要:隨著現(xiàn)代船舶發(fā)展,船舶電氣化程度越來(lái)越高,船舶電站的的容量也越來(lái)越大,隨之而來(lái)的是電網(wǎng)的絕緣問(wèn)題更加復(fù)雜化。船舶電力系統(tǒng)一般采用IT系統(tǒng),即不接地系統(tǒng)。由于電網(wǎng)是不接地系統(tǒng),單相接地產(chǎn)生的接地故障電流較小,不足以觸發(fā)保護(hù)設(shè)備動(dòng)作。如果故障狀態(tài)保持不去排查和處理,將導(dǎo)致局部發(fā)熱,使得絕緣損壞加劇,嚴(yán)重可能引起火災(zāi)。船舶電力供配電系統(tǒng)需要可以實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位的方案,絕緣監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的絕緣情況,故障定位可以在發(fā)生故障時(shí)查找定位出故障回路,幫助船員快速判斷故障點(diǎn),及時(shí)切除故障回路及排查故障。從效益層面來(lái)講,絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位方案可以為用戶提供絕緣狀態(tài)報(bào)警,提醒設(shè)備維護(hù),快速定位節(jié)約維護(hù)、維修和保養(yǎng)成本。
關(guān)鍵詞:船舶電氣;IT系統(tǒng);不接地系統(tǒng);絕緣監(jiān)測(cè);故障定位;接地故障;
0 項(xiàng)目背景
??隨著現(xiàn)代船舶發(fā)展,船舶電氣化程度越來(lái)越高,船舶電站的的容量也越來(lái)越大,隨之而來(lái)的是電網(wǎng)的絕緣問(wèn)題更加復(fù)雜化。船舶電力系統(tǒng)一般采用IT系統(tǒng),即不接地系統(tǒng)。IT系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生單相接地時(shí)不會(huì)出現(xiàn)TN-S系統(tǒng)直接短路跳閘而導(dǎo)致供電中斷,可以短時(shí)間帶故障運(yùn)行,直到工作人員排除故障后再次恢復(fù)到正常絕緣狀態(tài),從而保證了船舶供配電系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性。
??由于船體之間存在分布電容等因素,電網(wǎng)并非是理想的對(duì)“地"絕緣系統(tǒng)。若電網(wǎng)絕緣情況較差,可能會(huì)引發(fā)絕緣故障,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生單相接地故障。由于電網(wǎng)是不接地系統(tǒng),單相接地產(chǎn)生的接地故障電流較小,不足以觸發(fā)保護(hù)設(shè)備動(dòng)作。但是如果故障狀態(tài)保持不去排查和處理,將導(dǎo)致局部發(fā)熱,使得絕緣損壞加劇,嚴(yán)重可能引起火災(zāi)。也可能會(huì)將事故進(jìn)一步擴(kuò)大,當(dāng)兩根相線接地時(shí),會(huì)發(fā)生短路故障,造成斷路器跳閘,對(duì)船舶航行和人身安全帶來(lái)不同程度的危害。
??船舶主配電板及分配電箱一般會(huì)配置絕緣監(jiān)測(cè)儀,當(dāng)發(fā)生絕緣故障時(shí),快速反應(yīng),及時(shí)報(bào)警。但是對(duì)絕緣故障點(diǎn)的定位(查找)只能依靠人工對(duì)數(shù)百條負(fù)載支路逐條斷電來(lái)實(shí)現(xiàn),耗費(fèi)人工和時(shí)間,而且需要短暫停電實(shí)現(xiàn)判斷,無(wú)法持續(xù)供電。
??因此,船舶電力供配電系統(tǒng)需要可以實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位的方案,絕緣監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的絕緣情況,故障定位可以在發(fā)生故障時(shí)查找定位出故障回路,幫助船員快速判斷故障點(diǎn),及時(shí)切除故障回路及排查故障。從效益層面來(lái)講,絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位方案可以為用戶提供絕緣狀態(tài)報(bào)警,提醒設(shè)備維護(hù),快速定位節(jié)約維護(hù)、維修和保養(yǎng)成本。
1 方案介紹
??船舶供配電系統(tǒng)一般采用主配電板(main Switch board)和應(yīng)急配電板(emergency Switch board)配合的方式,其中,正常情況下,主配電板由多組柴油發(fā)電機(jī)供電,多個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行,當(dāng)主配電板失電或者檢修時(shí),應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng),由應(yīng)急配電板供電。當(dāng)船舶在碼頭時(shí),由高壓岸電給船舶供電。
船舶供配電系統(tǒng)簡(jiǎn)化如下圖所示。
在主配電板和應(yīng)急配電板分別設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位方案,絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位方案主要由絕緣監(jiān)測(cè)儀(IMD:Insulation monitor device)、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(TSG:test signal Generator)、絕緣故障定位儀(IFL:insulation fault locator),監(jiān)測(cè)互感器(ZCT:zero current transformer)組成,如下表所示:
2 0L絕緣監(jiān)測(cè)儀具有以下功能:
??實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻,電阻啟動(dòng)故障預(yù)警或報(bào)警功能;繼電器報(bào)警輸出、LED報(bào)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(shí)間,判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀況;自檢功能,可一鍵實(shí)現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢;斷線監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PE/KE功能接地線連線狀況;一路RS485接口,標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議;一路CAN通訊,自定義協(xié)議,用于和信號(hào)發(fā)生器、故障定位儀信息交互;應(yīng)用范圍廣,適用于交流、直流以及交直流混合IT系統(tǒng)。
ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器具有以下功能:
指示故障所在相線;支持手動(dòng)啟動(dòng)定位用于測(cè)試通訊線路;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。
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(gè)AIL200-12多可定位12個(gè)回路;每個(gè)IT系統(tǒng)多可接90只定位儀,總計(jì)定位1080回路;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。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監(jiān)測(cè)互感器,變比1000:1,按照回路額定電流選擇合適孔徑。
3 技術(shù)指標(biāo)
AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀技術(shù)指標(biāo)
4 結(jié)論
??船舶供配電系統(tǒng)的絕緣及接地故障對(duì)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行很重要,為了避免接地故障及短路故障的發(fā)生,應(yīng)提高安全意識(shí),加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量和監(jiān)視。及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患,并采取科學(xué)合理的方法迅速排除,確保船舶和人員的安全。對(duì)船舶供配電系統(tǒng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位,對(duì)保障船舶電力系統(tǒng)的安全及航行安全具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
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[3]呂錦釗,馮凱,李俊瑋,劉峰.艦船交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位研究[J].廣東造船,2021,第40卷(3): 95-98