Ứng dụng Rơle dòng dư dòng ASJ trong nền tảng ngoài khơi

Trừu tượng:Thông qua việc phân tích lỗi nối đất của bệ đại dương, bài viết này thảo luận về sự cần thiết phải lắp đặt bộ bảo vệ rò rỉ trên thiết bị điện cầm tay và di động của bệ đại dương, đồng thời mô tả ngắn gọn nguyên lý làm việc của bộ bảo vệ rò rỉ.

Từ khóa: Nền tảng đại dương; hệ thống CNTT; bảo vệ rò rỉ

0.Tổng quan

Trong quá trình khai thác dầu khí tự nhiên trên biển, nền tảng đại dương cực kỳ nguy hiểm vì là nơi quan trọng để thu gom dầu khí, lưu trữ tạm thời và xử lý đơn giản. Đồng thời, chịu sự tác động của nhiều yếu tố như nắng mưa, xói mòn do phun muối, thiết bị điện nhỏ gọn, không gian hoạt động chật hẹp nên vấn đề an toàn điện của giàn khoan đại dương luôn tiềm ẩn những mối nguy hiểm. Để tránh tai nạn an toàn điện của nền tảng đại dương, cần chọn hình thức nối đất của hệ thống cung cấp và phân phối điện theo đặc điểm môi trường của nền tảng đại dương và chọn phương pháp bảo vệ nối đất tương ứng.

1.Đặc điểm hệ thống phân phối điện của giàn khoan đại dương

Hệ thống phân phối điện hạ áp được chia thành ba dạng: hệ thống TN, hệ thống TT và hệ thống IT. Mỗi loại hệ thống phân phối điện hạ thế nối đất đều có những ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Nhà thiết kế nên đưa ra những lựa chọn cụ thể dựa trên các yếu tố như điều kiện môi trường nơi làm việc, đặc tính của thiết bị điện và yêu cầu về điện. Hiện nay, các nền tảng đại dương thường sử dụng các hệ thống CNTT để cung cấp điện, điều này được xác định bởi các đặc điểm riêng của chúng: 1) các nền tảng đại dương ở xa đất liền và yêu cầu cung cấp điện liên tục cao. Ví dụ: không được phép tắt các biện pháp phòng cháy chữa cháy và phương tiện thoát hiểm khẩn cấp của sân ga; 2) Nền tảng hàng hải có môi trường khắc nghiệt, phun muối và độ ẩm dễ làm hỏng lớp cách điện của thiết bị điện và đường dây cấp điện, xảy ra sự cố chạm đất.

2. Bảo vệ rò rỉ thiết bị điện cầm tay và di động trên nền tảng đại dương

1) Lỗi nối đất của thiết bị điện cầm tay và di động trên nền tảng đại dương nói chung là do các lý do sau; a) Các thiết bị điện cầm tay, di động cần phải di chuyển thường xuyên nên các mối nối của dây cáp và thiết bị điện rất dễ bị lỏng, khiến các dây pha chạm vào nhau. Lỗi nối đất xảy ra trên vỏ thiết bị; b) Cáp bị uốn cong nhiều lần trong quá trình sử dụng các thiết bị điện cầm tay, di động làm đứt lõi dây, xuyên qua lớp cách điện của cáp và tiếp xúc với bộ phận dẫn điện bên ngoài gây ra sự cố chạm đất.

2) Phân tích lỗi nối đất của thiết bị điện cầm tay và di động trên nền tảng đại dương

a)Lỗi chạm đất một pha. Tiêu chuẩn IEC4.79 của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (Tác động của dòng điện đi qua cơ thể con người) xác định rằng khi dòng điện xoay chiều 50Hz đi qua cơ thể con người không vượt quá 30mA thì cơ thể con người sẽ không chết do rung tâm thất. Nó không có mối quan hệ trực tiếp với độ ẩm của cơ thể con người và mức điện áp tiếp xúc. Hầu hết các hệ thống phân phối điện hạ áp của các nền tảng đại dương luôn sử dụng hệ thống CNTT với các điểm trung tính không nối đất, do đó nếu tiếp xúc trực tiếp với một pha dây dẫn sống, xảy ra sự cố nối đất một pha hoặc tiếp điểm gián tiếp, dòng sự cố nối đất một pha là hai dòng tương đối còn lại. Tổng vectơ của dòng điện dung nối đất thường rất nhỏ, nghĩa là dòng sự cố rất nhỏ. Trong trường hợp này, không có nguy cơ bị điện giật. Vì vậy, nguồn điện có thể không bị cắt. Tuy nhiên, khi số lượng thiết bị điện được sử dụng trên các nền tảng đại dương tăng lên, các đường dây cáp điện cũng tăng theo, dòng điện dung cũng tăng tương ứng và dòng điện một pha nối đất cũng tăng khi xảy ra sự cố. Nếu vỏ của thiết bị điện không được nối đất chắc chắn hoặc dây nối đất bị ngắt, dòng điện chạm đất một pha chỉ có thể tạo thành một vòng xuyên qua cơ thể con người. Khi dòng điện xoay chiều 50Hz đi qua cơ thể con người vượt quá 30mA, cơ thể con người có thể bị rung tâm thất. chết. Trong hệ thống phân phối điện hạ thế, sự cố cách điện một pha của thiết bị điện khiến vỏ thiết bị trở nên mang điện. Khi dòng điện chạm đất một pha Id=Ia+Ib ≥30mA vượt quá ngưỡng an toàn của dòng điện xoay chiều mà cơ thể con người có thể chịu được và phải cắt nguồn điện ngay lập tức để đảm bảo an toàn. Lúc này, lắp đặt thiết bị chống rò rỉ ở các thiết bị điện là giải pháp duy nhất.

b)Lỗi nối đất lệch pha. Khi xảy ra sự cố nối đất một pha, điện áp hai pha nối đất còn lại tăng lên và cách điện của thiết bị điện cần phải chịu được điện áp cao hơn, điều này có thể gây hư hỏng cách điện và làm cho lỗi lan rộng hơn, điều này sẽ dẫn đến lỗi nối đất lệch pha. Theo Điều 4.4.14 của "Quy tắc thiết kế phân phối điện hạ thế" GB50054-1995: Các bộ phận dẫn điện hở của hệ thống CNTT có thể được nối đất bằng một điện cực nối đất thông thường, hoặc riêng lẻ hoặc theo nhóm với các điện cực nối đất riêng biệt. Khi các bộ phận dẫn điện tiếp xúc được nối đất với nhau, khi xảy ra sự cố chạm đất lệch pha thứ hai, việc cắt mạch sự cố phải đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ sự cố chạm đất của hệ thống TN. Nền tảng ngoài khơi là một kết cấu thép, bản thân nó là một dây dẫn, tương đương với điện cực nối đất chung của các bộ phận dẫn điện hở của thiết bị điện. Khi xảy ra lỗi chạm đất lệch pha, việc ngắt mạch sự cố phải đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ lỗi chạm đất của hệ thống TN. Theo thông số kỹ thuật, trong hệ thống TN, các thiết bị điện cầm tay và di động phải được trang bị bộ bảo vệ rò rỉ.

3. mô tả sản phẩm

Rơle dòng dư là một máy biến dòng dư để phát hiện dòng dư và trong các điều kiện xác định, khi dòng dư đạt hoặc vượt quá một giá trị nhất định, một hoặc nhiều tiếp điểm mạch điện đầu ra trong thiết bị điện sẽ mở và đóng. Chuyển đổi các thiết bị điện.

Dưới đây là ba tình huống rò rỉ phổ biến.

1. Phải sử dụng RCD có độ nhạy cao với I△n

2. Có thể sử dụng RCD có độ nhạy trung bình với I△n lớn hơn 30mA để ngăn chặn tiếp xúc gián tiếp và điện giật.

3.RCD 4 cực hoặc 2 cực phải được sử dụng cho RCD chống cháy.

Đối với hệ thống CNTT, rơle dòng điện dư được sử dụng theo yêu cầu. Để ngăn cách điện của hệ thống xuống cấp và như một biện pháp bảo vệ dự phòng sự cố thứ cấp, tùy theo loại dây dẫn, biện pháp bảo vệ tương tự như hệ thống TT hoặc TN được áp dụng. Đầu tiên, nên sử dụng thiết bị giám sát cách điện để dự đoán lỗi.

Đối với hệ thống TT, nên sử dụng rơle dòng điện dư. Bởi vì khi xảy ra sự cố chạm đất một pha, dòng điện sự cố rất nhỏ và khó ước tính. Nếu không đạt được dòng điện hoạt động của công tắc, điện áp nguy hiểm sẽ xuất hiện trên vỏ. Lúc này dây N phải đi qua máy biến dòng dư.

Đối với hệ thống TN-S, có thể sử dụng rơle dòng dư. Cắt đứt lỗi nhanh hơn và nhạy hơn để cải thiện độ an toàn và độ tin cậy. Lúc này, dây PE không được đi qua máy biến áp, dây N không được đi qua máy biến áp và không được nối đất nhiều lần.

Đối với hệ thống TN-C, không thể sử dụng rơle dòng điện dư. Do dây PE và dây N được tích hợp nên nếu dây PEN không được nối đất nhiều lần, khi vỏ được cấp điện, dòng điện vào và ra của máy biến áp bằng nhau và ASJ không chịu di chuyển; nếu dây PEN được nối đất nhiều lần, một phần dòng điện một pha sẽ chạy vào phần nối đất lặp lại. Sau khi đạt đến một giá trị nhất định, ASJ gặp trục trặc. Cần phải chuyển đổi hệ thống TN-C thành hệ thống TN-CS giống như hệ thống TN-S, sau đó kết nối máy biến dòng dư với hệ thống TN-S.

4.Giới thiệu sản phẩm

Rơle dòng dư ASJ của Acrel Electric có thể đáp ứng việc bảo vệ các điều kiện rò rỉ nêu trên và có thể sử dụng kết hợp với công tắc ngắt từ xa để cắt nguồn điện kịp thời nhằm ngăn chặn tiếp xúc gián tiếp và hạn chế dòng điện rò rỉ. Nó cũng có thể được sử dụng trực tiếp như một rơle tín hiệu để giám sát các thiết bị điện. Nó đặc biệt thích hợp để bảo vệ an toàn tiêu thụ điện trong trường học, tòa nhà thương mại, nhà xưởng, chợ, doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ, đơn vị phòng cháy chữa cháy trọng điểm quốc gia, tòa nhà và cộng đồng thông minh, tàu điện ngầm, hóa dầu, viễn thông và quốc phòng.

Các sản phẩm dòng ASJ chủ yếu có hai phương pháp cài đặt. Dòng ASJ10 là loại lắp đặt gắn trên đường ray. Sự xuất hiện và chức năng được thể hiện trong bảng sau:

Dòng ASJ20 được gắn trên bảng điều khiển, hình thức và chức năng được thể hiện trong bảng sau:

Trong số đó, điểm khác biệt giữa rơle dòng dư loại AC và loại A là: Rơle dòng dư loại AC là rơle dòng dư có thể đảm bảo sự ngắt dòng điện xoay chiều hình sin dư được đặt đột ngột hoặc tăng chậm, và nó chủ yếu giám sát dòng điện hình sin. tín hiệu dòng điện xoay chiều. Rơle dòng điện dư loại A là rơle dòng điện dư có thể đảm bảo ngắt dòng điện xoay chiều hình sin dư và dòng điện một chiều xung dư được đặt đột ngột hoặc chậm và chủ yếu giám sát các tín hiệu dòng điện xoay chiều hình sin và tín hiệu dòng điện một chiều xung.

Các đầu nối dây cụ thể và hệ thống dây điện điển hình của thiết bị như sau:

5. Kết luận

5. Kết luận

Trong thiết kế điện trước đây của các giàn khoan trên biển, về cơ bản không có hoặc hiếm khi được lắp đặt bộ bảo vệ rò rỉ để bảo vệ phân phối điện của thiết bị điện cầm tay và di động. Nhiều nhà thiết kế tin rằng trong hệ thống cung cấp điện CNTT của các nền tảng đại dương, thiết bị cầm tay và không cần thiết phải lắp đặt bộ bảo vệ rò rỉ cho thiết bị điện di động. Từ quan điểm trên, ý tưởng này chỉ xem xét một khía cạnh và mang tính phiến diện. Các sản phẩm rơle dòng dư dòng ASJ có thể theo dõi dòng rò trên đường dây. Khi dòng điện rò đạt hoặc vượt quá giá trị cài đặt, rơle bên trong sẽ hoạt động để phát ra cảnh báo và có thể liên kết với công tắc ngắt mạch để nhanh chóng cắt đường dây nhằm đảm bảo an toàn cho đường dây.

Người giới thiệu

[1] Shujiao Su, Long Zhang. Ứng dụng của thiết bị bảo vệ rò rỉ trên giàn khoan ngoài khơi [J]. Truyền thông Khoa học và Công nghệ, 2010, 000(011):70,75.

[2] Sổ tay ứng dụng và thiết kế lưới điện siêu nhỏ dành cho doanh nghiệp. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Bảo vệ nối đất của hệ thống điều khiển nhiệt điện cho các bộ phận giàn khoan dầu ngoài khơi [J]. Doanh nghiệp công nghệ cao Trung Quốc, 2008(20):93-93.

[4] Bình Nguyên. Nói về ứng dụng chống rò rỉ trong an toàn điện [J]. Khu công nghệ cao Trung Quốc, 2017(23):130-131.

Giới thiệu về tác giả:Jianguo Wu, nam, đại học, Acrel Co., Ltd.., hướng nghiên cứu chính là giám sát cách điện và giám sát dòng điện dư, Email: zimmer.wu@qq.com, điện thoại di động: 13524474635