大型发电厂低压电机绝缘监测解决方案

一、项目概况
电动机定子一般由导电铜线，导磁的硅钢铁芯以及绝缘系统组成，绝缘系统作为电动机中最脆弱的部分，其运行可靠性决定了电机运行的安全性与稳定性。而对于停运后或是不经常运行的电机，按相关规程规定，在电机运行前，要确保电机的绝缘良好，所以传统的人工手动摇绝缘变得不可或缺。高压电机启动前的绝缘电阻不低于相关标准（1MΩ/KV），低于1000V的电机绝缘电阻不低于0.5MΩ，为了满足上诉要求，通常处理方式为在电动机启机前拆除动力电缆，并用摇表对电动机进行手摇绝缘判断电动机对地电阻是否合格，如绝缘电阻低则再启动加热器等方式处理，耗费大量人力，时间及资源且存在安全隐患。
株洲某大型发电厂现有多台低压电机，目前电机测绝缘还是人工测绝缘，绝缘监测对于保障电机的安全稳定运行意义重大，它能够提前察觉潜在的安全隐患并及时处理。若不进行绝缘监测，可能会引发一系列严重后果。
例如：
电机损坏风险：无法及时发现绝缘老化、破损等问题，随着绝缘性能持续下降，电机绕组容易发生短路，造成电机烧毁，严重缩短电机使用寿命，增加设备更换成本。
存在安全隐患：绝缘故障可能导致电机漏电，使电机外壳带电。操作人员一旦接触，就有触电风险，危及生命安全，还可能引发电气火灾等安全事故，对人员和财产造成严重损害。
生产中断：电机突发绝缘故障会导致生产被迫中断，打乱生产计划，影响产品交付。不仅会造成直接的生产停滞损失，还可能因延误订单面临违约赔偿，损害企业声誉和市场竞争力。
维修成本高昂：电机绝缘故障若未及时发现和处理，故障可能进一步恶化。原本简单的绝缘修复可能演变成复杂的电机大修，甚至需要更换整个电机，大幅增加维修成本和维修时间。
为改善上述问题，客户拟对数台台低压电动机加装绝缘在线监测装置和剩余电流监视器RCMX-200。
绝缘监测方案：
低压电机装配QB500智能绝缘监测仪，这种型号绝缘监测仪可在电动机停运状态下自动检测其绕组及线圈的整体绝缘水平，并在绝缘不良时触发闭锁或远程报警信号，避免运行人员将存在绝缘缺陷的电动机投入运行；并且集成接入现有在运监控系统，以实现就地、远程自动监测电动机的绝缘状况。
安装绝缘监测仪能够实现以下需求：

1. 自动采集，远程监测，原始数据、分析数据、等实时上报；

2. 在设备出现绝缘时能及时定位到具体电机；

3. 停电设备状态异常时及时系统报警并通知相关人员；

4. 安装方便、灵活对接。

5. 能与工厂当中其他生产、运营管理系统进行对接；

6. 不用开柜、拆线就能完全替代人工进行绝缘监测；

7. 实现远程手动测量，数据永.久保存；

8. 预警、报警两组输出，提前发现问题电机。

9. 提高生产效率，降低成本

10. 符合行业规范需求

11. 实现自动化管理

QB500在线监测装置如下图1：QB500电路图

图1 QB500电路原理图

QB500低压绝缘监测仪接线如图1，当电机开关柜分闸时，断路器辅助触头信号反馈给绝缘监测装置，装置判断电动机停机后，主机延时自动在电动机绕组上施加直流测试电压（48Vdc）测试电动机绝缘状态，当绝缘监测仪监测到电机绕组对地绝缘电阻低于设定值后输出报警。当电机启动时，QB500绝缘监测仪退出绝缘监测模式。整个监测过程产生的数据会通过RS485上传给后台并记录保存。
QB500低压电机绝缘监测仪在电机停机时，能够按照预设置的停机冷却时间、测量时间、测量停止时间、预警和报警参数对电机绕组进行绝缘电阻监测，测量电机绝缘电阻时自动加载48V直流电压。仪表主机采用标准导轨安装方式，显示和高压发生作用，仪表在不加电压情况下，可以耐受高压冲击。仪表采用RS485通讯接口，通过标准Modbus_RTU通信协议与DCS连接。

1. 产品具备三路独立继电器绝缘电阻预警和报警输出功能

2. 产品可以最多监测三台低压电机绝缘性能

3. 产品具备远程手动测试功能

4. 产品全量程预警和报警值误差在5%以内

5. 绝缘电阻测量量程:0-99.99M

6. 产品能够记录保存电机电阻报警历史数值

7. 产品采用LCD高清显示屏集中显示

8. 适用于1140V以下低压电机绝缘监测

9. 中控屏可以集中显示32台仪表共96台电机阻值

10. 中控屏能够对每台仪表进行单独预警和报警值的设定

中控屏可以根据记录的数据自动生成阻值曲线图

1台低压电机绝缘监测仪接线示意图

如上图所示，一台绝缘监测仪能够同时监测三台AC380V的低压电机。
电机停电时（或备用电机）：
电机停电不运行时，断路器开路，断路器辅助触点给出使能信号到绝缘监测仪，绝缘监测仪开始工作，向电机主回路注入测量电压测量电机绕组，持续测量1分钟，测量数据通过标准RS-485上传到上位机显示、储存，上位机能够永.久存储数据。
绝缘监测仪能够设置绝缘报警值、绝缘预警值，绝缘测量数据低于预报警值时都会发出报警信号。预警、报警信号可以通过2组继电器输出开关量，可接DCS系统、报警器、电机联动开关。
工频电机测量电压为DC48V。
电机运行时：
    电机运行时，断路器闭合，断路器辅助触点给出使能信号到绝缘监测仪，绝缘监测仪停止测量信号的输出，停止对电机测绝缘。
剩余漏电监视器RCMX-200
   RCMX-200多路剩余电流监视器与CT及KCT精密剩余电流互感器匹配，用于交流接地电网中精.确测量各支路对地剩余电流值及判断故障支路，并能将剩余电流值通过RS485通讯接口传输至上位机。一个RCMX-200型剩余电流监视器支持12路剩余电流监视，产品具有抗干扰能力强，检测精度高，组网灵活等特点。
RCMX-200主要功能

1.可以连接12个精密剩余电流互感器，采集12条支路的剩余电流

2.能够对每条支路设定故障电流报警值

3.测量显示范围10mA⁓10A

4.Modbus RTU、RS485通讯协议，可以接入各类监控系统

5.两组继电器，可以设置两组报警值

6.LCD高清显示屏