一种海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置的制作方法

1.本实用新型是关于一种海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置，属于海上油气田领域。


背景技术：

2.海上油气田低压配电系统以往常用的绝缘故障监测设备只能对整段母线系统绝缘进行监测，无法具体准确定位哪回线路甚至线路的哪一相发生了绝缘故障。同时，海上油气田平台大部分重要的电气设备受运行工况的影响，倒停非常困难，为现场电力系统维护人员对低压绝缘故障的排查带来了巨大的困难，排查故障的滞后性甚至导致低压盘母线长期处于单相接地故障下运行，为海上平台电力系统的可靠运行带来极大的安全隐患。
3.因此，需要一种能够保证海上油气田电力系统可靠运行和稳定生产的绝缘故障选线选相装置3。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够保证海上油气田电力系统可靠运行和稳定生产的海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置，包括绝缘在线监测装置、网络通信装置和故障选线选相装置，其中，所述绝缘在线监测装置包括监测诊断电路、声光报警装置、定位电流信号发生装置和显示装置；
6.所述监测诊断电路分别连接所述声光报警装置、定位电流信号发生装置、显示装置和低压配电系统内的变压器，所述监测诊断电路用于对所述低压配电系统内的相线和地之间的绝缘阻值进行监测；
7.所述定位电流信号发生装置分别连接所述低压配电系统内的变压器和低压母线，所述定位电流信号发生装置还通过所述网络通信装置分别连接所述显示装置和至少一个所述故障选线选相装置；每一所述故障选线选相装置还分别通过所述低压配电系统内的三相导体连接对应负荷。
8.优选地，所述监测诊断电路包括注入信号源和采样电阻；
9.所述注入信号源设置在所述低压配电系统内变压器的中性点处，所述注入信号源的一端接地，所述注入信号源的另一端连接所述采样电阻的一端，所述注入信号源用于向低压配电系统注入信号；所述采样电阻的另一端分别连接所述低压配电系统内的变压器、声光报警装置、定位电流信号发生装置和显示装置，所述采样电阻用于采集所述低压配电系统内的相线和地之间的绝缘阻值。
10.优选地，每一所述故障选线选相装置均包括一个绝缘故障定位仪和若干定位通道，其中，每一所述定位通道均包括第一电流互感器和第二电流互感器；
11.每一所述绝缘故障定位仪均通过所述网络通信装置分别连接所述定位电流信号
发生装置和显示装置，每一所述绝缘故障定位仪还均通过对应所述第一电流互感器分别连接所述低压配电系统内的低压母线和三相导体；所述低压配电系统内的三相导体上均设置有对应所述第二电流互感器，每一所述绝缘故障定位仪还分别连接对应的三个所述第二电流互感器，所述第一电流互感器和第二电流互感器用于监测所在线路的注入信号，所述绝缘故障定位仪用于检测所述低压配电系统内各负荷所连接的导体支路是否为故障线路，并确定故障线路的位置信息。
12.优选地，每一所述绝缘故障定位仪对应的所述定位通道不超过12个。
13.优选地，所述故障选线选相装置的数量不超过20个。
14.优选地，所述定位电流信号发生装置采用脉冲信号发生器。
15.优选地，所述网络通信装置为采用modbus通讯协议的网络通信装置。
16.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
17.1、本实用新型由于设置有若干故障选线选相装置，采用分散模块化结构，调试维护方便、组态灵活且系统整体可靠性高，适用于具有较高对地泄漏电容的海上油气田电力系统，能够实现油气田低压配电系统绝缘故障监测及选线选相。
18.2、本实用新型由于设置有绝缘在线监测装置和故障选线选相装置，能够实现绝缘实时监测与故障回路的精确定位，缩短查询时间及时发现故障地卓越的性能，极大提高海上油气田低压配电系统安全运行，可以广泛应用于海上油气田领域中。
附图说明
19.图1是本实用新型一实施例提供的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
21.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
22.本实用新型实施例提供的海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置能够实现海上油气田低压配电系统绝缘故障监测，以及故障回路与故障相的精确定位。
23.如图1所示，本实用新型提供的海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置，包括绝缘在线监测装置1、网络通信装置2和故障选线选相装置3，其中，绝缘在线监测装置1包括监测诊断电路11、声光报警装置12、定位电流信号发生装置13和显示装置14，故障选线选相装置3的数量为至少一个。
24.监测诊断电路11分别连接声光报警装置12、定位电流信号发生装置13、显示装置14和低压配电系统内的变压器4，监测诊断电路11用于对低压配电系统内的相线和地之间的绝缘阻值进行监测，声光报警装置12用于当监测诊断电路11监测的绝缘阻值当小于预设值时进行声光报警。
25.定位电流信号发生装置13分别连接低压配电系统内的变压器4和400v低压母线，定位电流信号发生装置13还通过网络通信装置2分别连接显示装置14和每一故障选线选相装置3，定位电流信号发生装置13用于当声光报警装置12进行声光报警的同时通过网络通信装置2发送定位电流信号至各故障选线选相装置3。每一故障选线选相装置3还分别通过低压配电系统内的a相导体、b相导体和c相导体连接对应负荷，故障选线选相装置3用于检测低压配电系统内各负荷所连接的导体支路是否为故障线路，并确定故障线路的位置信息，显示装置14用于显示监测的绝缘阻值以及显示故障选线选相装置3发送的故障定位信息。
26.在一个优选的实施例中，定位电流信号发生装置13可以采用脉冲信号发生器。
27.在一个优选的实施例中，监测诊断电路11包括注入信号源111和采样电阻112。注入信号源111设置在低压配电系统内变压器4的中性点处，注入信号源111的一端接地，注入信号源111的另一端连接采样电阻112的一端，注入信号源111用于向低压配电系统注入信号，采样电阻112的另一端分别连接低压配电系统内的变压器4、声光报警装置12、定位电流信号发生装置13和显示装置14，采样电阻112用于基于注入信号源111注入的信号，采集低压配电系统内的相线和地之间的绝缘阻值。监测诊断电路11的工作原理为：假设低压配电系统的c相导体上发生绝缘劣化，其对地绝缘电阻下降，则注入信号源111注入的信号沿采样电阻112、对地绝缘电阻和外露可导电部分接地电阻构成闭合回路，根据闭合回路运用电路基本原理可以计算故障电流，当对地绝缘电阻变小到一定程度时，故障电流剧增，采样电阻112上的电压降超过预先设定值时，监测诊断电路11就会反应出低压配电系统的绝缘下降，进而触发声光报警装置12进行报警，并通过显示装置14显示绝缘阻值。
28.在一个优选的实施例中，注入信号源111可以选择不同的注入信号，例如：选择注入的信号为直流信号，该直流信号仅适用于对地泄漏电容较小的系统；选择注入的信号为叠加自适应的脉冲电压信号，该脉冲电压信号是一种离散信号，与普通模拟信号(例如正弦波)，波形之间在时间轴不连续(波形与波形之间有明显的间隔)但具有一定的周期性，使得本实用新型可以应用于交流系统、直流系统、带直流成分的交流系统、变频驱动系统以及具有较高对地泄漏电容的系统等。
29.在一个优选的实施例中，每一故障选线选相装置3均包括一个绝缘故障定位仪31和若干定位通道32，其中，每一定位通道32均包括第一电流互感器321和第二电流互感器322。
30.每一绝缘故障定位仪31均通过网络通信装置2分别连接定位电流信号发生装置13和显示装置14，每一绝缘故障定位仪31还均通过对应第一电流互感器321分别连接低压配电系统内的400v低压母线、a相导体、b相导体和c相导体，低压配电系统内的a相导体、b相导体和c相导体上均设置有对应第二电流互感器322，每一绝缘故障定位仪31还分别连接对应的三个第二电流互感器322，第一电流互感器321和第二电流互感器322用于监测所在线路的注入信号，绝缘故障定位仪31用于根据定位电流信号发生装置13发送的定位电流信号和
电流互感器监测的注入信号，确定是否存在故障线路，即检测到注入信号的线路为故障线路，并确定故障线路的位置信息通过网络通信装置2发送至显示装置14。
31.在一个优选的实施例中，为避免通讯效率过低，故障选线选相装置3的数量不超过20个，每一绝缘故障定位仪31对应的定位通道32不超过12个。
32.在一个优选的实施例中，网络通信装置2可以为采用modbus通讯协议的网络通信装置。
33.下面以低压配电系统的c相导体上发生绝缘劣化为具体实施例详细说明本实用新型海上油气田低压配电系统绝缘故障选线选相装置的使用过程：
34.1)注入信号源111向低压配电系统的c相导体注入信号，注入的信号沿采样电阻112对地绝缘电阻和外露可导电部分接地电阻构成闭合回路。
35.2)当对地绝缘电阻变小到一定程度时，故障电流剧增，采样电阻112上的电压降超过预先设定值时，监测诊断电路11就会反应出低压配电系统的绝缘下降，进而触发声光报警装置12进行报警。
36.3)同时，定位电流信号发生装置13通过网络通信装置2发送定位电流信号至各故障选线选相装置3的绝缘故障定位仪31。
37.4)每一第一电流互感器321和第二电流互感器322均监测所在线路的注入信号，并发送至对应绝缘故障定位仪31。
38.5)各绝缘故障定位仪31根据定位电流信号发生装置13发送的定位电流信号和电流互感器监测的注入信号，确定各线路出线口是否存在注入信号源111的注入信号，将检测到注入信号的线路确定为故障线路，并确定故障线路的位置信息。
39.6)各绝缘故障定位仪31通过网络通信装置2将故障线路的位置信息发送至显示装置14进行显示。
40.上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。