矿山电网电力事故的分析及处理.pdf

2 0 1 3 年第 6 期 总 第 1 6 0期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P O WE R 3 矿山电网电力事故的分析及处理 李庆华 ，肖 霞 ，廖生伟 ( 1 马钢集团南山矿业有限责 任公 司， 安徽马鞍山2 4 3 0 0 0 ； 2 武钢热轧总厂中厚板分厂 ， 湖北武汉4 3 0 0 8 0 ) 【 摘要】以马钢南山露天矿山6 k V电网( 企业电网) 为实例， 论述了电网电力常见事故的分析及处理方 法。分析了电力事故的危害及产生原因， 并归纳了电力事故的通用处理原则， 并据此研究总结了矿山电力系统 常见事故的处理方法。 【 关键词】 矿山电网； 电力事故； 母线失电； 单相接地 【 中图分类号】T M 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】1 0 0 6 6 7 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 0 3 0 3 An a l y s i s a nd Tr e a t me nt o f M i n e Gr i d El e c t r i c i t y Ac c i d e nt L I Q i n g h u a ，X I A O Xi a ，L I A O S h e n g w e i N a a s h a n Mi n i n g C o ，L t d ，Ma a n s h a n I r o n & S t e e l c 0 ，L t d ，Ma a n s h a n ,An h u i 2 4 3 0 0 0 ； 2 Me d i u m a n d He a v y P l a t e P l a n t ,Wu h a n I r o n a n d S t e e l( G r o u p )C o r p ，Wu h a n ,Hu b e i 4 3 0 0 8 0 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t 】T a k i n g f o r e x a m p l e t h e 6 k V g r i d (e n t e r p r i s e d )o f M a s t e e l S N a n s h a n Mi ne ，t h e a n a l y s i s a n d t r e a t me n t me t h o d s f o r c o mmo n gr i d e l e c t r i c i t y a c c i d e n t s a l e d i s c u s s e d T he h a z a r d a n d c a us e s o f t h e e l e c t r i c i t y a c c i de n t s are an a l y z e d The g e ne r a l t r e a t me n t me tho d s for t he a c c i d e n ts a r e s u mma r i z e d 【 K e y w o r d s 】m i n e g ri d ；e l e c t r i c it y a c c i d e n t ；b u s b ar l o s s o f e l e c t r i c it y ；s i n g l e - p h a s e gro u nd i n g 1 概 述 马钢南山电网由两座总降压、 一座变电所 、 六座 配电所 以及若干条 6 k V高压进出线路构成 。以 4 1 总降压为主的南山电网 ， 由一条 1 1 0 k V线路供 电， 属高压深人负荷中心的直配方式， 1 1 0 k V通过 2台 2 0 0 0 0 k V A的主变压器降至 6 k V后 ，供给其下级 变配电所和分裂线路用电，系统为中心点不接地的 小 电流接地系统 。由于南山电网线路多 ， 距离长 ， 以 及露天矿山 自然环境差， 加之有些变配电设备为五 、 六十年代所建 ， 设施简陋 ， 设备老化 ， 电力事故时有 发 生 。 2电力事故 的危害及产生原 因的分析 电力系统的生产特点决定了电力系统发生事故 时 ， 不仅导致“ 坏一点 、 停一线、 限一片” 局面的发生 ， 而且可能使人身受到损害。 电力系统事故可分为两大类 ：一类是局部性事 故 ， 指部分系统中个别元件 、 一条 出线发生故障 ， 使 局部地区用户用电受到影响 ； 另一类是系统性事故， 指系统内主干线电源或联络线跳闸或失去大电源， 引起全系统瓦解或大面积停电。 根据运行经验及事故统计， 容易发生的事故有： ( 1 ) 电气设备的绝缘损坏。 这种事故发生的概率 很高， 由于我单位变配 电所高压设备服役时间长， 几 个采场及排土场高压移动设备多， 露天作业环境差， 而选矿厂采用水选工艺， 湿度大， 同步电机等设备经 常发生单相接地故障。 ( 2 ) 污闪 、 雾闪事故。 在露天铁矿山中， 灰尘污染 比较严重 ， 且具有金属性。在天气湿度大的雾天、 阴 雨天， 容易发生绝缘闪络事故 。 ( 3 ) 自然灾害引起的事故。由于暴风、 雨雪、 冰 雹、 雷电等恶劣天气因素， 造成线路倒杆、 断线、 雷击 闪络等事故 。 雷电频繁时 ， 我矿地处空旷地带的架空 线路， 经常会被雷电击中， 而引起线路跳闸。 ( 4 ) 电气误操作。如带负荷拉( 合 ) 刀闸、 带电合 接地线， 这些都是由于指挥人员、 操作人员的失误而 造成 ， 这就要求经常进行反事故模拟演习， 开展培训 班、 提高班， 以提高指挥、 操作人员的工作水平， 从而 在实际工作中防止误操作。 ( 5 ) 高压开关及操作结构失灵。 由此引起高压开 关振动， 事故扩大； 高压开关跳闸后机构卡住或合闸 4 冶 金 动 力 ME Ta LL U】R Gl CAL P OWE R 2 0 1 3 年第6 期 总 第 1 6 0期 线圈烧坏引起合闸合不上 ，造成无法对停 电设备和 用户及时送电。 ( 6 ) 继电保护及 自动装置拒动或误动。 电力系统 的事故中由于继 电保护及 自动装置拒动或误动的情 况 ， 占有一定 比例 ， 危害很大 ， 因此要保证继电保护 装置的选择性、 灵敏性 、 快速性以及可靠性。 ( 7 ) 外界违章作业造成的电气事故 。 输 电线路和 电缆是电力系统中不可缺少的部分 ，由于它 的特殊 性必须在空中架设和地下敷设 ，尽管有安全规范和 安全措施来保护供电电缆和线路 ，但是只要管理不 到位还是会受到外界机械力碰撞 ， 造成事故停电， 影 响生产。我矿由于工程施工而挖断供 电电缆的事故 也时有发生。 ( 8 ) 系统失稳。 由于发生严重性故障或重复性事 故等情况而引起整个电网系统失稳故障。 3 电力事故处理的通用原则 电力系统一旦发生事故 ，电力调度员和现场运 行人员事故处理的主要任务是 ： ( 1 ) 及时发现事故 ， 立即限制事故的发展 ， 判别 和设法消除事故根源 ，迅速解除对人身和设备安全 的威胁。 ( 2 ) 用一切可能的方法， 保持设备的继续运行， 以保证对用户的持续供电， 特别是要采取果断措施， 启用备用电源或联络 电源 ，保证重要用户的保安电 源。如我矿的井下排水泵站。 ( 3 ) 尽快恢复对已停电用户的供电。 ( 4 ) 调整系统运行方式， 使其恢复正常， 防止事 故扩大化。 4 矿山电力系统常见事故的处理方法 4 1 电压降低事故 电力系统电压是电能质量的主要指标之一 ， 对 电网稳定起着重要的作用。 当电压降低时， 应立即拉 闸限电， 尽快使母线恢复至最低运行电压以上 ， 允许 在处理过程中将个别变电所提高至最高允许值 。 4 2 母线故障或母线失电事故 ( 1 ) 出线线路故障( 包括主变) 开关拒动， 引起越 级跳闸。 ( 2 ) 母线设备( 包括压变、 避雷器刀闸等) 本身故 障或母线保护动作。 ( 3 ) 单电源变电所的变电线路故障或电源故障。 ( 4 ) 检查发现母线故障， 需将故障元件隔开， 其 他母线和设备可以送电时，应想办法与当班调度联 系后用外部电源送电，如果是两段母线应将馈出开 关倒至另一段母线运行 。 ( 5 ) 若检查发现某一馈出开关保护拒动， 则立即 手动拉开该开关 ， 其他设备应立即恢复送电。 4 3 线路故障 供电线路开关自动跳闸，多数是线路上发生故 障引起的， 也有少数是继电保护误动作造成的。 运行 经验表明，线路故障多为瞬时性的，可以进行试送 电。 试送电是指在设备跳闸以后 ，只进行外部检查 和保护装置动作的分析判断 ， 而不进行内部检查 ， 或 者不进行外部检查( 如送 电线路跳闸) ， 经联系后即 可试行合闸送电的操作。 若属下列情况 ， 一般可以进行试送电： ( 1 ) 保护装置动作跳闸， 但无任何事故征象， 判 断为该保护误动 ， 则可经检查后 ， 进行试送电， 但设 备不得无保护试送电。 ( 2 ) 后备保护动作跳闸 ， 外部故 障已切除， 可经 外部检查或不经外部检查试送 电 ( 应视负荷情况和 调度命令而定 ) 。 ( 3 ) 试送电不成功 的线路 ， 需进行巡线 ， 找出故 障点并排除故障后方可送电。 必要时( 如雷击、 雾天、 夜间无法巡视而重要用户急需用电等)可在开关情 况正常时， 再试送一次， 如不成功则严禁再次试送。 ( 4 ) 线路跳闸时， 若发现变电所或设备现场附近 有火花及巨响等情况 ， 应停止试送 。 4 4 直流系统接地故障 直流系统接地故障一般多见于二次电缆绝缘老 化、 不 良或绝缘层被损坏 ， 二次回路继 电器受潮、 进 水 ， 户外接线端子或接头处绝缘处理不好等 ， 这些都 是造成直流系统接地的最主要原因。 直流系统接地故障的查找与处理应根据运行方 式 ， 操作情况 ， 气候影响进行判断可能接地的处所或 部位 ， 一般采取试拉寻找 、 分段处理的方法， 拉路查 找必须遵循先信号、 照明回路， 后控制、 保护回路； 先 室外部分 ， 后室内部分的原则。在此前提下， 还须注 意： ( 1 ) 查找接地点禁止使用灯泡寻找的方法 ； ( 2 )用仪表检查时所用仪表的 内阻不应低于 2 0 0 0 n V： ( 3 )当直流系统发生接地时禁止在二次回路上 工作； ( 4 )在查找与处理时不应造成直流短路或另一 点接地 ； ( 5 ) 查找和处理必须由两人进行 ； ( 6 )拉路前应采取必要措施防止直流失电可能 2 0 1 3 年第 6 期 总 第 1 6 0期 冶 金 动 力 h 虹 1 T A I ，L U R G I C A L P O WE R 5 引起自动保护装置误动； ( 7 ) 在切断各专用直流回路时 ， 切断时间不得超 过 3 s ， 不论 回路接地与否均应及时合上。当发现某 一 专用直流回路有接地时 ， 应及时找 出接地点， 尽快 消除。 当采用上述方法仍不能查找出接地点时，应考 虑直流接地是否发生在充电设备、蓄电池本身或直 流母线上； 若直流是采用环路供电方式 ， 还应先拉开 环路开关进行查找。 4 5 电网单相接地故障 南山电网线路 图见图 l ，系统为中心点不接地 的小电流接地系统。当这种系统发生单相接地故障 时 ， 由于线电压的大小和相位不变( 仍1 日 对称 ) ， 因为 系统的绝缘是按线电压设计 的，所以不必立即切除 故障。 按照相关规程的规定 ， 可以带接地故障运行不 超过 2 h ， 但应立即对接地故障点进行查找， 力争尽 早解除单相接地 ， 以提高电网供电的可靠性 。 下面以线路未装接地信号装置的系统为例说明 单相接地故障的查找处理方法： ( 1 )判断故障性质和相别：变配电所的值班人 员， 根据故障现象及时向矿部调度汇报 ， 调度汇总各 种故障现象， 判断故障性质和相别后， 采取相应的措 施查找接地故障点。 ( 2 ) 利用母线分段 ， 把电网分割成 电气上不联接 的几个部分。该单位常用图 l 所示的6 k V I 段单 相接地变 、 配电所利用母线分段查找工作流程图( 适 用一个接地点) ， 进行接地故障点的寻找。 ( 3 ) 检查分支最长 、 最多 ， 负荷最轻和不重要 的 出线。 ( 4 ) 检查分支最短 、 最少 ， 负荷较重或重要 负荷 的出线 。 ( 5 ) 检查有双回路或有其他 电源的线路。 ( 6 )检查母线上的配 电装置 ( 如避雷器 、互感 器) 。 ( 7 ) 检查电源设备( 变压器) 。 ( 8 ) 利用倒换母线的方法( 出线由本母线倒至另 一 母线 ) 。 ( 9 ) 当确定故障线路后， 则应在规定的时间内寻 找接地点。首先针对该线路进行巡视 ，并利用拉油 闸、 跌落保险的方法逐段寻找。若超过规定时间， 则 应停电处理。 ( 1 o ) 电网发生接地或接地 自行消失时 ， 应及时 了解高压设备的开机、 停机情况 ， 重点检查这些高压 设备， 常常能准确地找到故障点， 大大节省了查找时 间， 提高了查找的准确率。 图 1 南山矿业公司电网线路简图 5 结论 本文以马钢南山电网为分析依据，对电网电力 常见事故 的危害 、 产生原因、 处理方法进行 了归纳、 总结和分析。 经长时间的故障排查和处理过程实践， 本文中总结的分析处理方法具有一定的理论价值和 实用性。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 1 一O 4 作者简介： 李庆华( 1 9 6 2 一) ， 男 毕业于电气 自动化专业 电气工程 师 长期从事电气设备运行 、 维护及管理 工作 。 ( 上接第 2页) 在保证灵敏度的情况下 ， 建议适当增 加零序 电流互感器的变 比。 【参 考 文 献 】 【 l 】 水利电力部西北电力设计院编 电力工程电气设计手册 M 】 北 京： 中国电力出版社。 1 9 8 9 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 2 0 6 作者简介： 邓敏( 1 9 7 0 一) 男 高级工程师 ， 长期从事供配电及发变电 设计工作 。