安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正

1、 概述

??岸電系統是船舶停靠碼頭時的供電系統，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。考慮到船舶供電系統為IT系統，為了保護供電系統的安全，岸電系統也多為IT系統（或ITn系統，即引出中性線的IT系統），系統配置絕緣監(jiān)測裝置來監(jiān)測IT系統的初次接地故障，防止兩相同時出現接地故障時，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宜采用IT方式，若采用TN方式的配電系統應通過隔離變壓器向船舶供電。

??安科瑞AIM-T系統絕緣監(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，用于實時監(jiān)測系統對地的絕緣狀況，當系統出現絕緣故障時，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。可以應用在岸電的IT（或ITn）系統中，實時監(jiān)測系統的運行狀況。

??2、 應用場所

??港口碼頭變電所低壓配電系統、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接地保護為ITn系統，低壓部分設絕緣監(jiān)測及定位系統。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，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低壓系統對地的絕緣狀態(tài)，若低壓母線或某支路出現接地故障，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)生器也接在系統和地之間，在故障時向系統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向停靠碼頭的船舶提供電能的重要設備，本系統共設置了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，該系統通過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系統內，各監(jiān)測儀表之間的數據交互。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)測及故障定位系統圖如圖4所示。

圖4?絕緣監(jiān)測及定位系統圖

??該工程中絕緣監(jiān)測及定位系統設備選型如下表所示。

??表1：

??4、 Acrel-2000A/L絕緣監(jiān)測及故障定位系統功能介紹

??Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測系統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場的絕緣監(jiān)測儀的監(jiān)測數據，實現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場的一次系統圖以及具體的數據顯示。

??※ 參數設置

??參數設置需要用戶點擊“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“參數設置"按鈕進入參數設置界面，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，根據現場實際情況顯示。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

??6、 技術指標

??※ AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀

??※ ASG200測試信號發(fā)生器

??※ AIL200-12絕緣故障定位儀

??7、 定位互感器選型

??8、結束語

??隨著航運事業(yè)的發(fā)展，船舶停靠碼頭時使用岸電系統具有節(jié)能、減排、降噪等優(yōu)點，具有很強的可操作性，前景廣闊。安科瑞AIM-T系統絕緣監(jiān)測產品運用在該系統中可以保障該系統的安全性、連續(xù)性及可靠性，值得推廣。

??參考文獻

??[1] 安科瑞IT系統絕緣監(jiān)測及監(jiān)控系統（中英文） 2020.1

??[2] 李學文，孫可平.船舶接用岸電技術[J]. 上海海事大學，2006，（9）