一、系統(tǒng)概況-項目背景
海上采油平臺供電系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)（IT系統(tǒng)），當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時，并不破壞系統(tǒng)電壓的對稱性，且故障電流值較小，不影響連續(xù)供電。但長期運行，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大。然而，傳統(tǒng)絕緣監(jiān)測設(shè)備僅能監(jiān)測整段母線的絕緣水平，無法定位具體故障回路。例如，渤海某平臺原有設(shè)備只能發(fā)出報警，需人工逐路斷電排查，導(dǎo)致故障處理時間長達(dá)數(shù)小時，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。低壓盤系統(tǒng)包含大量負(fù)載支路（如 400V 系統(tǒng)L A 段可能有 116 路負(fù)載），傳統(tǒng)方法需逐一測試，且可能因設(shè)備倒停困難而被迫帶故障運行，增加相間短路風(fēng)險；且平臺空間狹小、設(shè)備密集，且需在帶電狀態(tài)下維護(hù)，傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備的檢修需專業(yè)人員攜帶工具現(xiàn)場操作，成本高昂。此外，設(shè)備故障率高（如傳感器損壞、通信中斷）進(jìn)一步增加了運維負(fù)擔(dān)。此外，設(shè)備故障率高（如傳感器損壞、通信中斷）進(jìn)一步增加了運維負(fù)擔(dān)。因此海上采油平臺低壓盤系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測迫切需要 “精準(zhǔn)定位 + 智能分析 + 環(huán)境適配” 的綜合解決方案。乾博電子的絕緣監(jiān)測裝置就能夠很好地解決海上采油平臺低壓盤系統(tǒng)絕緣監(jiān)測的各種痛點。
某海上采油平臺400V低壓盤絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，采用乾博電子絕緣監(jiān)測裝置，基于低頻交流注入法的低壓絕緣監(jiān)測與故障定位系統(tǒng)應(yīng)用，采用疊加自適應(yīng)的脈沖電壓信號對供電系統(tǒng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測，在具有較高對地泄漏電容的系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用更加穩(wěn)定、可靠。當(dāng)出現(xiàn)絕緣接地故障時，可鎖定發(fā)生絕緣故障的回路，并在上位機(jī)畫面顯示具體回路故障具體情況，設(shè)備能及時修復(fù)，保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
海上采油平臺低壓盤系統(tǒng)通常包含：LA段、 LB段、應(yīng)急段、生活樓、正常照明、應(yīng)急照明。其中下位系統(tǒng)：每段獨立的IT系統(tǒng)配置了1臺絕緣監(jiān)測主機(jī)（QB600L）、若干臺定位模塊（QIFL12）及低頻電流互感器組成；上位系統(tǒng)：Co-Plat觸摸屏?？杀O(jiān)測各種工頻、變頻傳動系統(tǒng)，交流、直流等復(fù)雜工況，在設(shè)備回路數(shù)上千條的系統(tǒng)中，也能實時保障設(shè)備的監(jiān)測運行。
二、系統(tǒng)設(shè)備
絕緣監(jiān)測主機(jī)（QB600L）、故障定位儀（QIFL12）均為標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)軌安裝，CT低頻電流互感器采用全屏蔽工藝，可選配開口、閉口式。
QB600L監(jiān)測主機(jī)需要注入絕緣監(jiān)測信號至IT系統(tǒng)的母排，然后絕緣監(jiān)測信號通過PE回到監(jiān)測主機(jī)形成回路。CT則是用于接收故障定位電流的裝置，安裝時，負(fù)載的三相電源線均要穿過互感器，CT安裝在抽屜柜出線出即可?？刹捎瞄_口式互感器，便于安裝、更換。CT輸出接入到定位模塊對應(yīng)的通道。
絕緣監(jiān)測儀QB600L與故障定位儀QIFL12之間是通過RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過上位系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)。每個獨立的IT系統(tǒng)配置1臺監(jiān)測主機(jī)、而故障定位儀根據(jù)實際需定位負(fù)載回路數(shù)量決定。
系統(tǒng)設(shè)備-監(jiān)測主機(jī)絕緣阻值測量原理
絕緣監(jiān)測儀QB600L作為系統(tǒng)核心，采用低頻交流測量法測量IT系統(tǒng)的絕緣值，并且在系統(tǒng)產(chǎn)生絕緣故障報警時，對系統(tǒng)注入定位電流以定位故障回路。
低頻交流注入法，是先進(jìn)的主動式（監(jiān)測設(shè)備主動向IT系統(tǒng)注入電壓信號）測量方法。如右圖所示，監(jiān)測主機(jī)內(nèi)部信號源”G”發(fā)出測量電壓信號UG， UG通過低通濾波器和電壓衰減單元進(jìn)入IT供電系統(tǒng)，系統(tǒng)產(chǎn)生絕緣故障時，就會產(chǎn)生接地故障電阻R，從而產(chǎn)生電流I，I通過地線回到監(jiān)測主機(jī)，參數(shù)計算出接地電阻R的值。
系統(tǒng)設(shè)備：監(jiān)測主機(jī)及故障定位原理
故障定位需要絕緣監(jiān)測主機(jī)、故障定位模塊、CT共同配合完成定位。每個定位模塊有12路CT通道，CT接入到故障定位模塊中對應(yīng)的通道，故障定位模塊通過RS485總線與監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
當(dāng)監(jiān)測主機(jī)檢測到系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障，且觸發(fā)報警時，如右圖所示，監(jiān)測主機(jī)會發(fā)射一個定位電流至IT系統(tǒng)母排，此電流大部分會通過系統(tǒng)中絕緣阻值最小的回路，通過地線回到監(jiān)測主機(jī)。此時，發(fā)生故障的回路上安裝的CT就能檢測到定位電流，反饋至定位模塊，從而實現(xiàn)故障定位。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)
上位系統(tǒng)Co-Plat通過Modbus RTU協(xié)議讀取QB600L的數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)置芯片運算處理后，將數(shù)據(jù)實時顯示、存盤。
四、系統(tǒng)成果
1.通過低壓盤絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)的投用可以：
2.防止因設(shè)備絕緣故障導(dǎo)致的任何計劃外的斷電，并可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行預(yù)知性的維修。
3.提高供電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。
4.減少現(xiàn)場絕緣故障檢測工作量。
5.預(yù)知性的維修可以讓工作人員有準(zhǔn)備的干活，提高工作的安全性。
6.人體密切接觸設(shè)備絕緣故障后跳閘，保證人身安全。
