煤礦110kV變電所保護(hù)裝置常見事故及應(yīng)對舉措探究

劉愛圓

摘要：隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，礦井機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化程度的不斷提高，煤礦110kV變電所與地方電力公司的供電網(wǎng)絡(luò)相互間的聯(lián)絡(luò)更加緊密，繼電保護(hù)要求更高，而110kV變電站中的保護(hù)裝置能夠有效保障供電安全質(zhì)量?；诖耍疚暮喴榻B了煤礦110kV變電站中的主要保護(hù)配置，并針對保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常及其故障處理措施展開探討，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有效參考。

關(guān)鍵詞：110kV變電所；保護(hù)裝置；故障處理

1? 引言：

隨著煤礦產(chǎn)能擴(kuò)大，開采用電需求量的上漲，我國煤礦110kV變電站的數(shù)量也在不斷增加，110kV變電所作為電網(wǎng)運(yùn)行過程中的重要部分，變電所的保護(hù)對于整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定、正常運(yùn)行有著重要的意義和作用。因此，加強(qiáng)對于110kV變電站中保護(hù)裝置的維護(hù)管理，探討110kV變電所保護(hù)裝置故障以及相應(yīng)的處理措施是十分有必要的，可以減少安全隱患，提高了礦井供電的安全性和可靠性。

2? 110kV變電所主要保護(hù)配置

2.1? 線路保護(hù)

110kV變電站中的線路保護(hù)裝置主要的功能是一旦變電站線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或者異常情況，在線路保護(hù)裝置的作用下能夠及時(shí)、快速地解決故障，保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在110kV變電所中有以下四種保護(hù)措施，第一，三段式相間距離保護(hù)；第二，三段式接地距離保護(hù)；第三，三段式零序保護(hù)，時(shí)；第四，三相一次重合閘保護(hù)措施。

2.2? 變壓器保護(hù)

變壓器故障大體上包括兩種類型，即本體故障以及引出線故障。前者主要是相間短路故障，即繞組匝間以及單相接地兩種短路故障；后者主要是引出線絕緣套管故障，出現(xiàn)短路問題。變壓器保護(hù)裝置主要有以下幾種：第一，主變差動(dòng)保護(hù)，主要保護(hù)的是主變?nèi)齻?cè)差動(dòng)CT之間，針對各種相間、匝間以及接地短路的保護(hù)。第二，主變后備保護(hù)，包括復(fù)合電壓閉鎖過流、零序過電流以及零序電壓閉鎖過流保護(hù)。第三，對于變壓器中性點(diǎn)過電壓的保護(hù)，主要保護(hù)的是相關(guān)元器件的絕緣點(diǎn)安全，防止過電壓威脅變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.3? 微機(jī)故障錄波器

微機(jī)故障錄波器具有一定自動(dòng)功能，其主要作用在于，面對系統(tǒng)故障的過程中，能夠及時(shí)、自動(dòng)、準(zhǔn)確的記錄故障發(fā)生前后的電氣量數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的整理和分析，采取相應(yīng)有效的處理措施，確保相關(guān)保護(hù)系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。微機(jī)故障錄波器的主要啟動(dòng)方式有低電壓、負(fù)序電壓、零序電壓及電流等。在微機(jī)故障錄波器運(yùn)行和維護(hù)過程中，需要注意的是，錄波器需要與一次設(shè)備共同投入運(yùn)行，在錄波器運(yùn)行過程中嚴(yán)禁觸碰電源鍵，而且在錄波器上傳數(shù)據(jù)的過程中，無需進(jìn)行手動(dòng)操作，在錄波器完成數(shù)據(jù)傳輸操作之后，會(huì)顯示故障類型，運(yùn)維人員可以此進(jìn)行檢修工作[1]。

3? 110kV變電所保護(hù)裝置故障類型

在110kV變電所保護(hù)裝置運(yùn)行的過程中，影響其故障產(chǎn)生的因素有以下幾種：第一，環(huán)境影響，110kV變電所的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，周圍的電磁場對空氣中的個(gè)別雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的吸附，長此以往，就會(huì)使得設(shè)備表面雜物過多，清理難度較大，影響到相關(guān)元件的運(yùn)行安全。第二，隱形故障，隱形故障通常指的是變電所保護(hù)裝置中難以發(fā)現(xiàn)的故障，很容易導(dǎo)致故障疊加，最終引起嚴(yán)重事故。第三，運(yùn)行故障，運(yùn)行故障是110kV變電所保護(hù)裝置故障中較為嚴(yán)重的類型，若出現(xiàn)運(yùn)行故障，那么則表示保護(hù)裝置處于難以發(fā)揮其功能作用，導(dǎo)致指令無法正確發(fā)出；另匝間短路也是保護(hù)裝置經(jīng)常出現(xiàn)的故障，通常是由線圈絕緣性引起的，一旦出現(xiàn)短路故障局部電流會(huì)出現(xiàn)激增，對元件產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞，甚至引發(fā)嚴(yán)重的燒毀事故。

4? 保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常及其故障處理措施

4.1? 故障處理方法

對于110kV變電站繼電保護(hù)故障的處理方法主要包括以下三種。

第一，直觀法。直觀法是變電所保護(hù)裝置故障處理的主要方法，在故障發(fā)生時(shí)，如果運(yùn)行系統(tǒng)中現(xiàn)存的電子儀器不能夠?qū)收献龀雠袛嗟那闆r下，就需要采用直觀法進(jìn)行故障處理。另外，當(dāng)裝置中插件位置出現(xiàn)異常問題時(shí)，在沒有可更換元件的情況下，也可酌情使用直觀法進(jìn)行故障分析和處理。

第二，短接法。短接法是一種能夠快速判斷設(shè)備異常范圍的方法，具體判斷方式就是對系統(tǒng)中某一階段采取短路連接處理之后，再對保護(hù)裝置進(jìn)行觀察，通過不斷縮小故障范圍，最終判斷其故障位置。

第三，替換法。替換法顧名思義就是將出現(xiàn)故障的元件進(jìn)行更換，在更換元件之后，觀察保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)，如果故障消除，則說明是該元件出現(xiàn)異常，弱故障沒有消除，則需要再次確定故障點(diǎn)，進(jìn)行檢修工作。

4.2? 故障處置的一般原則：

對于變電所值班員而言應(yīng)遵守以下原則：第一應(yīng)在第一時(shí)間內(nèi)迅速判斷故障原因，并消除對人身和設(shè)備的威脅；第二盡可能限制故障的發(fā)展和擴(kuò)大停電范圍，用一切可能的方法保持設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行；第三盡快對已停電的設(shè)備恢復(fù)供電，對煤礦風(fēng)機(jī)等重要負(fù)荷應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)供電；第四及時(shí)匯報(bào)現(xiàn)場故障現(xiàn)象、原因及應(yīng)急操作過程設(shè)備狀態(tài)。

對于電力調(diào)度中心值班員而言應(yīng)遵守以下原則：第一應(yīng)根據(jù)變電所值班員匯報(bào)的情況，迅速準(zhǔn)確地判斷故障原因，正確下達(dá)調(diào)度操作指令，指揮現(xiàn)場當(dāng)值切除故障點(diǎn)，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，盡快恢復(fù)非故障部分的運(yùn)行，確保礦井盡快恢復(fù)供電；第二，立即通知相關(guān)單位進(jìn)行檢查和搶修。

4.3? 不同故障的具體處理措施

4.3.1進(jìn)線故障

進(jìn)線故障處理主要包括以下兩個(gè)方面：一方面，一趟進(jìn)線電源單線路失電，備自投不動(dòng)作：如果主供線路失電，線路備自投未能切轉(zhuǎn)至帶電側(cè)線路，需要手動(dòng)進(jìn)行送電，立即脫離線路備自投，備用線路供電正常后聯(lián)系上級變電所，詢問故障情況，根據(jù)故障原因在確保本側(cè)停電進(jìn)線開關(guān)處于冷備用狀態(tài)下聯(lián)系是否空送對側(cè)開關(guān)一次，成功則根據(jù)礦方要求恢復(fù)運(yùn)行方式，不成功應(yīng)立即通知供電搶修部門對故障線路進(jìn)行巡視，對故障線路進(jìn)行搶修。

另一方面，兩趟進(jìn)線電源同時(shí)失電的處置：如因上級電源問題造成兩趟進(jìn)線失電，應(yīng)立即匯報(bào)礦調(diào)度室，如有第三路保安電源，應(yīng)立即啟動(dòng)保安電源并及時(shí)聯(lián)系上級供電公司調(diào)度中心，詢問故障情況，若一時(shí)不能恢復(fù)應(yīng)立即通知礦井生產(chǎn)調(diào)度室井下撤人，同時(shí)督促上級調(diào)度盡快恢復(fù)其中一趟電源運(yùn)行，恢復(fù)礦井供電，同時(shí)通知供電搶修部門對故障線路進(jìn)行巡視，組織人員對故障線路進(jìn)行搶修。

4.3.2? 110kV主變故障的處理

在1臺(tái)主變帶全礦負(fù)荷運(yùn)行的方式下，110kV主變故障包括以下三種情況：第一，運(yùn)行主變出現(xiàn)差動(dòng)、重瓦斯、主變間隙零序保護(hù)動(dòng)作跳閘，當(dāng)值在確認(rèn)故障主變兩側(cè)隔離后，立即將備用主變由熱備用轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，恢復(fù)礦井供電。

第二，運(yùn)行主變高后備保護(hù)動(dòng)作，確認(rèn)兩側(cè)開關(guān)已斷開，合上高壓側(cè)開關(guān)（若合不上，倒用備用主變），拉開10kV所有出線開關(guān)，合上低壓側(cè)開關(guān)，按照負(fù)荷性質(zhì)逐路試送10kV開關(guān)，發(fā)現(xiàn)哪路出線有問題，立即隔離該出線，重新再送。

第三，運(yùn)行主變低后備保護(hù)動(dòng)作，確認(rèn)10kV側(cè)總板開關(guān)已跳閘，查看后臺(tái)事故報(bào)文，確認(rèn)事故范圍，隔離故障設(shè)備，重新合上10kV側(cè)總板開關(guān)，若事故范圍不明，將拉開10kV全部出線，按照負(fù)荷性質(zhì)逐路試送10kV開關(guān)，發(fā)現(xiàn)哪路出線有問題，立即隔離該出線，重新再送。

4.3.3? 10kV系統(tǒng)接地故障的處理

先確定接地故障，單相金屬性接地時(shí)，故障相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓（10kV），線電壓不變，仍保持對稱，出現(xiàn)該現(xiàn)象后按照負(fù)荷性質(zhì)，切斷環(huán)路逐路拉合查找（重要負(fù)荷提前通知）。

4.4? 不同警示信號(hào)的處理措施

微機(jī)保護(hù)裝置具有一定的自檢功能，如果設(shè)備出現(xiàn)故?；蛘弋惓Ｇ闆r，會(huì)進(jìn)行告警，此時(shí)工作人員需要記錄告警時(shí)間，查看保護(hù)屏面板指示燈，并在記錄后按復(fù)位鍵進(jìn)行消除，當(dāng)消除失效時(shí)，需要將故障相關(guān)信息匯報(bào)至調(diào)度處，按照相關(guān)指令進(jìn)行操作。

在裝置運(yùn)行的過程中，如發(fā)現(xiàn)儀表指示出現(xiàn)異常情況，需要工作人員檢查判斷出異常原因，并進(jìn)行處理，如果是儀表或者二次回路故障，需要回報(bào)上級和調(diào)度處，做好相關(guān)記錄，并通知相關(guān)檢修人員進(jìn)行檢修。

在保護(hù)裝置運(yùn)行的過程中，如果“運(yùn)行”等熄滅或者提示“保護(hù)裝置故障”、“壓力異?！钡茸謽訒r(shí)，需要對故障原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)處理措施。

當(dāng)出現(xiàn)“壓力異常”信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉跳合閘回路，重合閘重新放電，由于此時(shí)沒有發(fā)生保護(hù)運(yùn)行，因此需要停用保護(hù)。

如果出現(xiàn)“控制回路斷線”提醒，工作人員需要進(jìn)一步觀察儀表以及相關(guān)信號(hào)燈等，通過分析做出進(jìn)一步判斷。值得注意的是，若短時(shí)間內(nèi)無法對回路斷線故障進(jìn)行有效處理，則需要及時(shí)退出保護(hù)裝置[3]。

5? 結(jié)束語：

綜上所述，110kV變電站保護(hù)裝置對于保障煤礦電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定有著重要作用，在實(shí)際運(yùn)行過程中，不僅要加強(qiáng)對于保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)，還需要根據(jù)理論、經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)Ξ惓Ｊ鹿始皶r(shí)采取相應(yīng)有效的處理措施，才能更好的保障煤礦供電安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張楠，鄭城市，何小娟.110kV變電站繼電保護(hù)故障及應(yīng)對措施探討[J].工程技術(shù)研究，2018,000(015):P.65-66.

[2]趙凱.信息化背景下110kV變電運(yùn)行事故原因分析及應(yīng)對措施[J].科學(xué)與信息化，2019,000(001):87,90.

[3]高璐軒，張曉博，周小燕.110kV變電站繼電保護(hù)故障及應(yīng)對措施[J].通信電源技術(shù)，2018,035(010):231-232.