安科瑞 于洋 陳聰
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,，船舶上許多電氣設備仍然需要工作,，這些設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,，引起岸電保護裝置動作,。國家行業(yè)標準JTS155-2019《碼頭岸電設施建設技術規(guī)范》中也提到碼頭岸電設施的低壓配電系統(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)測產品及絕緣故障定位產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,，絕緣故障定位產品可以定位出故障回路，方便工作人員進行故障排查,?？梢詰迷诎峨姷?/span>IT（或ITn）系統(tǒng)中，實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況,。
2,、 應用場所
港口碼頭變電所低壓配電系統(tǒng)、岸電箱,。
3,、 應用方案
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,，內設10kV中壓開關柜,，2臺1000kVA 10/0.4kV干式變壓器。 碼頭變電所內10kV側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的全部一、二級負荷,。當退出運行的變壓器恢復供電時,，系統(tǒng)自動復位為正常運行方式。碼頭變電所主要負荷為岸電箱,，共設置了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)接地保護為ITn系統(tǒng),，低壓部分設絕緣監(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)生器安裝在進線柜內,，絕緣故障定位儀安裝在各配電柜內。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的絕緣故障定位儀定位絕緣故障所在回路,。
圖1 碼頭變電所低壓主結線圖一
圖2 碼頭變電所低壓主接線圖二
岸電箱為岸側電力系統(tǒng)向?？看a頭的船舶提供電能的重要設備，本系統(tǒng)共設置了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的絕緣監(jiān)測儀和測試信號發(fā)生器,，實現(xiàn)本岸電箱內各支路絕緣故障定位功能。
圖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,，各監(jiān)測儀表之間的數(shù)據(jù)交互。后臺監(jiān)護主機采用了1臺10.2寸的觸摸屏,，安裝在壁掛式箱內,，并配置相應的報警指示裝置。該工程絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)圖如圖4所示,。
圖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)設備選型如下表所示,。
表1：
序號 | 設備名稱 | 設備型號 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 絕緣監(jiān)測及定位監(jiān)控器 | Acrel-2000L/A | 套 | 1 |
2 | 絕緣監(jiān)測儀 | AIM-T500L | 臺 | 2 |
3 | 測試信號發(fā)生器 | ASG200 | 臺 | 2 |
4 | 絕緣故障定位儀 | AIL200-12 | 臺 | 14 |
5 | 剩余電流互感器 | AKH-0.66/L-45 | 只 | 14 |
6 | 剩余電流互感器 | AKH-0.66/L-100 | 只 | 35 |
7 | 剩余電流互感器 | AKH-0.66/L-150 | 只 | 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)遠程故障報警等功能,。具體功能如下：
回路監(jiān)測
Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測系統(tǒng)設備上電進入工作狀態(tài)后,，默認為“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,。
參數(shù)設置
參數(shù)設置需要用戶點擊“用戶登錄",，默認用戶為admin，默認登錄密碼為 0001,，可通過登錄界面修改密碼,。
此界面可以設置更改系統(tǒng)時間，如果主界面時間顯示不對,，可以登錄后進行時間更改,，完成后點擊保存修改,。
登錄后，當前用戶顯示用戶名稱,，此時點擊“參數(shù)設置"按鈕進入?yún)?shù)設置界面,，可以單個回路的絕緣監(jiān)測儀的預警值和告警值。當測得絕緣阻值超出設定值時,，觸摸屏顯示告警并且蜂鳴器鳴叫,。設置好參數(shù)之后，點擊“設置"按鈕,，更改絕緣監(jiān)測儀設定值,。
報警信息
點擊報警記錄，進入報警記錄界面,，顯示告警發(fā)生情況,。當儀表發(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,，蜂鳴器關閉,。
曲線查看
點擊曲線查詢按鈕，進入“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節(jié)。
5,、 產品選型
型號及名稱 | 型號 | 功能 |
AIM-T500L 絕緣監(jiān)測儀 |
| l 可監(jiān)測690V以下交流及交流混合的不接地系統(tǒng)對地電阻和電容,，具有故障預警和報警功能； l 1路RS485通訊,，1路CAN通訊,，2路繼電器輸出； l 自檢功能,；20條事件記錄,； l 支持絕緣故障定位功能。 |
ASG200 測試信號發(fā)生器 |
| l 1路CAN接口,，可與其它設備進行數(shù)據(jù)交互。 l 當系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時,，可產生故障定位信號注入系統(tǒng)中,，配合絕緣故障定位儀定位故障回路。 l 具有絕緣故障所在相線指示功能?！?/span> |
AIL200-12 絕緣故障定位儀 |
| l 1路CAN接口,，可與其它設備進行數(shù)據(jù)交互。 l 當系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時,，配合測試信號發(fā)生器實現(xiàn)絕緣故障回路定位功能,，可定位12個回路。 |
6,、 技術指標
AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀
輔助 電源 | 電壓 | AC85~265V DC120~370V | 適用電壓等級 | 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℃ |
預警,、報警值范圍 | 10k~10MΩ | 存儲溫度 | -20~+70℃ |
響應時間(Ce=1uF) | <5s | 相對濕度 | <95%，不結露 |
允許系統(tǒng)泄漏電容 | <500μF | 海拔高度 | ≤2500m |
內部參數(shù) | 測量電壓 | <50V | 輸出 | 繼電器輸出 | 出錯,、預警,、報警 |
測量電流 | <270μA | 通訊 | RS485，Modbus-RTU CAN,，自定義 |
內部直流阻抗 | ≥180kΩ | 額定沖擊電壓/污染等級 | 8kV/Ⅲ |
ASG200測試信號發(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 | 響應時間 | <5s |
定位電壓 | 20V/5Hz |
定位電流 | 0~20mA |
響應靈敏度 | 無 |
內部參數(shù) | 電磁兼容/電磁輻射 | IEC61326-2-4 |
輸出 | 繼電器輸出 | 無 |
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 | 無 |
故障定位 | 響應時間 | <20s |
定位電壓 | 無 |
定位電流 | 無 |
響應靈敏度 | >0.5mA |
內部參數(shù) | 電磁兼容/電磁輻射 | IEC61326-2-4 |
輸出 | 繼電器輸出 | 報警 |
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 | 額定電流 | 額定電流比 | 準確度 | 內孔尺寸（mm） |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| L-17030 | 100~200A | 5A/5mA | 1 | 172X34 |
L-210 X160 | 450~800A | 5A/5mA | 0.5 | 210 X160 |
