Giám sát, tìm kiếm sự cố chạm đất mạng AC cách ly – ứng dụng cho Tầu Biển, giàn khoan dầu khí

1. TỔNG QUAN: 
         Môi trường làm việc trên tàu biển, giàn khoan thường xuyên tiếp xúc với nước, hóa chất có tính oxi hóa cao dễ gây các sự cố về điện. Do đó yêu cầu về mức độ tin cậy, an toàn trong cung cấp điện luôn được đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị. Các nguyên tắc cơ bản và bắt buộc sau luôn được đặt lên hàng đầu ngay từ khâu thiết kế hệ thống: 

  • An toàn vận hành và độ tin cậy của hệ thống điện luôn phải được đảm bảo.
  • Bảo vệ cho người và nhân viên luôn được an toàn khi có lỗi rò rỉ điện xảy ra.
  • Các tiêu chuẩn, quy định quốc tế phải được tuân thủ nghiêm ngặt.  

         Một thuật ngữ khá nối tiếng thường được nhắc tới trong ngành khai thác dầu khí là “nonproductive time” (NPT) được hiểu là thời gian không hoạt động của máy. Yếu tố này làm tổn thất đáng kể về thời gian và chi phí, ước tính khoảng 100-500 triệu đô mỗi năm. Đặc biệt là các thiết bị phòng nổ và hệ thống cẩu trục, chiếm khoảng 51-75% của tất cả các thiết bị liên quan đến NPT. Do đó, yêu cầu đặt ra là phải tối thiểu tổn thất do NPT gây ra. Hệ thống điện cung cấp cho các thiết bị quan trọng tiếp xúc trực tiếp với môi trường như khoan, cẩu trục, trục quay, bơm và các thiết bị truyền động, các thiết bị đo lường và nhiều loại thiết bị khác yêu cầu vận hành tin cậy tránh sự cố. 
        Các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống điện sử dụng cho tàu biển, giàn khoan:

  • IEC 60092-201 (1994-08): Electrical installation in ships-part 201: system design-General.
  • IEC 60092-502: 1999-02: Electrical installation in ships-part 502: Tankers: special features.
  • IEC 61892-1:2001-02: Mobile and fixed offshore units-Electrical installations-Part 1: General requirements and conditions.
  • IEC 61892-5:2000-08: Mobile and fixed offshore units-Electrical installations-Part 7: Hazardous areas.
  • IEC 60364-4-41 (2001-08): Protection against electric shock”. 

        Trong các tiêu chuẩn trên có nói rõ yêu cầu phải sử dụng mạng điện trung tính cách ly. Lợi ích của hệ thống điện trung tính cách ly và hệ thống giám sát cách điện mang lại là gì: 

2. GIẢI PHÁP:

         Với hơn 70 năm kinh nghiệm về an toàn điện, Bender là công ty hàng đầu thế giới về cung cấp thiết bị an toàn điện cho mỏ và dầu khí. Thiết bị giám sát, bảo vệ lỗi chạm đất liên tục giám sát tính toàn vẹn của hệ thống và cung cấp các cảnh báo kịp thời. Nhờ đó mà giảm đáng kể thời gian dừng hệ thống và thời gian xử lí lỗi. Vị trí lỗi có thể tìm kiếm tự động hoặc bằng tay với thiết bị tìm kiếm cầm tay EDS159P. Thông tin cảnh báo có thể được gửi lên hệ thống giám sát trung tâm thông qua các giao thức truyền thông như Modbus, Profilbus hoặc Ethernet…

        Hệ thống bao gồm các thiết bị cơ bản sau:

  • Thiết bị giám sát điện trở cách điện hệ thống.
  • Thiết bị định vị lỗi xuất tuyến chạm đất loại cố định. Thường lắp ở các tủ phân phối chính, tủ lộ tổng…
  • Thiết bị định vị lỗi xuất tuyến chạm đất cầm tay. Sử dụng khi tìm kiếm chính xác vị trí nhánh lỗi.

Sơ đồ giải pháp tổng quan hệ thống giám sát, tìm kiếm lỗi chạm đất

Giải pháp về thiết bị giám sát đối với các vị trí cụ thể được mô tả trong hình dưới đây:

  1. Hệ thống điều khiển trên giàn
  2. Hệ thống cáp ngầm
  3. Cơ sở hạ tầng ngầm và ROVs
  4. Hệ thống trên tàu FPSO

Sơ đồ nguyên lí hệ thống điển hình hệ thống cung cấp điện trên giàn:

        Theo sơ đồ trên, các tải được cấp điện thông qua máy phát điện sau đó qua các máy biến áp cách ly hạ áp xuống các mức điện áp mong muốn để cấp điện cho tải. Các thiết bị giám sát điện trở được trang bị ngay tại tủ lộ tổng. Giá trị điện trở được giám sát liên tục và đồ thị sóng phân tích theo ngày, tuần, tháng từ đó dễ dàng chẩn đoán, nắm được đặc tính riêng của từng hệ thống.

        Các thiết bị tìm kiếm xuất tuyến lỗi chạm đất đi kèm với các biến dòng thứ tự không (ZCT). Khi có lỗi chạm đất tại 1 điểm nào đó, thiết bị sẽ tìm ra vị trí nhánh nào đang bị lỗi.

        Bộ tìm kiếm di động cầm tay được sử dụng tìm kiếm thủ công các nhánh tải mà không có điều kiện lắp ZCT. Về bản chất, bộ tìm kiếm bằng tay có chức năng giống hệt bộ tìm kiếm lỗi cố định (EDS + ZCT). Khi có lỗi chạm đất xảy ra, người dùng sử dụng bộ cầm tay đi kẹp từng lộ tải để xác định vị trí lỗi. Khi tìm được thì trên màn hình thiết bị sẽ hiển thị giá trị dòng rò kèm âm thanh đèn báo hiệu.

Sơ đồ kết nối giám sát hệ thống tủ phân phối

       Các thiết bị được kết nối truyền thông với nhau thông qua mạng BMS được phát triển bởi Bender. Tất cả các tin nhắn, cảnh báo đều được hiển thị lên bộ giám sát điện trở ISO 685.

        Ngoài ra, có thể giám sát từ xa qua LAN/INTERNET thông qua các thiết bị chuyển đổi giao thức COM465IP. Người dùng có thể giám sát hệ thống của mình ở bất kỳ đâu, bất kỳ lúc nào.

Sơ đồ giải pháp kết nối truyền thông

3. DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH:

            Trong 2 năm 2014-2015, Cty CP MES-Engineering Việt Nam (MES) đã hoàn thành 2 dự án nâng cấp, cải tạo hệ thống điện cách ly cho mạng 230V và 480VAC cho giàn III và IV thuộc Cty CP Khoan và dịch vụ khoan dầu khí PVD-Drilling.

            Trước khi nâng cấp, hệ thống đã được trang bị thiết bị giám sát điện trở cách điện của Bender (IRDH375 và IRDH1575). Tuy nhiên do mạng điện lớn, số lượng thiết bị nhiều, mỗi khi có lỗi chạm đất, công nhân phải đi cắt điện từng lộ để kiểm tra, công việc này tốn rất nhiều thời gian và công sức.

            Giải quyết bài toán trên, MES đã đề xuất thay thế role giám sát điện trở có tính năng cao hơn IRDH575 (Giờ thay thế bằng ISO685) và lắp đặt thêm thiết bị tìm kiếm xuất tuyến lỗi EDS460 (Giờ thay thế bằng EDS440). Các biến dòng thứ tự không (ZCT) được lắp ở các lộ ra trong tủ phân phối. Khi nhánh nào bị chạm đất, thiết bị sẽ đo và hiển thị lên trên màn hình cùng các thông số về điện trở, dòng rò, kênh lộ nào bị lỗi… Để tiếp tục tìm kiếm ở các nhánh tải nhỏ hơn, tại các vị trí mà không được lắp ZCT, MES sử dụng thêm bộ tìm kiếm cầm tay EDS195P lần lượt kẹp xác định thủ công từng nhánh tải. Các tín hiệu cảnh báo lỗi sẽ được hiển thị trực tiếp trên màn hình của EDS195P.

Sơ đồ nguyên lý mạng 230VAC sau khi nâng cấp

Thông tin tham khảo: http://congdoandaukhi.vn/ky-su-dang-trung-du-nguoi-giu-lua-sang-tao/

Theo thống kê đánh giá thực tế của công ty PVD-Drilling trong bài báo trên, hệ thống sau nâng cấp giúp tiết kiệm chi phí, thời gian xử lí, tìm kiếm lỗi khoảng 124.000 USD/năm.

4. TÀI LIỆU THAM KHẢO:

Các bài viết khác

GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

Vận tải đường biển đóng một vai trò quan trọng trong vận tải thế giới và chiếm gần 90% hàng hóa được vận chuyển trên toàn cầu. Hiện tại, ước tính hàng hóa được vận chuyển tăng gấp 3 lần so với thời điểm hiện tại, nguyên nhân là do sự phát triển nhanh chóng … Continue reading GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

Quý khách hàng tham khảo mã hàng tương đương, nâng cấp của dòng sản phẩm  Commander SP đã ngừng sản xuất như sau: Hình 1: Dòng sản phẩm có dải điện áp 230 – 460VAC, Normal Duty Hình 2: Dòng sản phẩm có dải điện áp 230 – 460VAC, Heavy Duty Hình 3: Dòng sản … Continue reading CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SK THÀNH COMMANDER C200/300

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SK THÀNH COMMANDER C200/300

Quý khách hàng tham khảo mã hàng tương đương, nâng cấp của dòng sản phẩm  Commander SK đã ngừng sản xuất như sau: Hình 1: Dòng sản phẩm có dải điện áp 120VAC, 200 – 240VAC Hình 2: Dòng sản phẩm có dải điện áp 400 – 480VAC

GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

Sử dụng năng lượng hiệu quả không chỉ góp phần cải thiện chất lượng môi trường bằng cách giảm thải khí nhà kính (GHG – Greenhouse gas emissions) mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng bằng cách tiết giảm chi phí cho phần năng lượng mà họ không thực sự … Continue reading GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

1. Tổng quan chung Bụi bặm – Yếu tổ cản trở việc tự động hóa và bảo trì phòng ngừa các thiết bị trong quá trình đảm bảo chất lượng điện năng, quá trình hoạt động của thiết bị. Khi bụi hoặc chất gây ô nhiễm dẫn điện hoặc dễ cháy tích tụ trên bề … Continue reading LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

Rơ le bảo vệ hồ quang PGR-8800 được chứng nhận bởi 2 tiêu chuẩn UL và cUL đảm bảo phát hiện chính xác sự cố hồ quang đang hình thành qua đó tránh tác động nhầm nhờ kết hợp giám sát cả 2 trạng thái của ánh sáng hồ quang và dòng điện khi mới … Continue reading PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

Hồ quang điện là một hiện tượng thường thấy xuất hiện trong lưới điện, tác hại của nó gây thương tích cho con người, gây hư hỏng nặng cho thiết bị và gây sự cố lưới điện. Hồ quang điện và tác hại của nó: Link Hiện nay trong tủ điện trung áp và hạ áp … Continue reading AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

“Sự cố hồ quang điện thường gây ra hư hỏng nặng các thiết bị điện khi bị sự cố của hệ thống điện tự dùng cũng như của lưới điện trung áp và hạ áp. Ngoài ra nó còn gây thương tích thậm chí chết người khi hồ quang điện xảy ra” 1. Đặt vấn … Continue reading HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

Trước tình hình vận hành hệ thống điện gặp nhiều khó khăn và thách thức, dự báo trong năm 2020 và thời gian tới, mỗi năm các nhà máy điện than luôn hướng đến chỉ tiêu vận hành 7.000 giờ/năm, trong đó vận hành mùa khô là 4.000 giờ/năm. Để đáp ứng yêu cầu này, … Continue reading Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

M700 – Biến tần hiệu suất cao

M700 – Biến tần hiệu suất cao

Dòng Unidrive M700 cung cấp khả năng điều khiển động cơ hiệu suất cao và khả năng điều khiển linh hoạt tối ưu nhằm đáp ứng yêu cầu của các nhà máy và các ứng dụng công nghiệp. M700 cung cấp một bản nâng cấp nâng cao cho người dùng Unidrive SP. Unidrive M700 là … Continue reading M700 – Biến tần hiệu suất cao

Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

Với nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao, hệ thống điện trên thế giới phát triển mạnh mẽ về cả nguồn điện và lưới điện. Về nguồn điện, ngoài các nguồn điện truyền thống như thủy điện, nhiệt điện, điện nguyên tử, ngày nay thế giới đang phát triển mạnh mẽ nguồn năng … Continue reading Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO  LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG

TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG

1. Đặt vấn đề Hệ thống điện (HTĐ) quốc gia có chức năng cung cấp năng lượng cho nền kinh tế đất nước và được vận hành đáp ứng 02 yêu cầu chính là an toàn và kinh tế. Các sự cố diện rộng trên HTĐ gây thiệt hại rất lớn về kinh tế và … Continue reading TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG