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老吴讲机电:煤矿高压电网常见故障及其处理方法

晋能煤矿机电2021-05-16 09:18:39

煤矿高压电网有6kV和10kV两种电压等级,由架空线路和电缆线路组成,常见的故障有短路和单相接地故障。下面就这两种故障的特点与处理方法做一简单介绍。

一、单相接地故障 

单相接地故障就是线路或高压设备中的某一相直接或经阻抗与大地相连接,直接接地称为为金属性接地(接地电阻等于零)、经阻抗接地称为非金属性接地(接地电阻不为零)。物理表现为接地相对地电压为零(金属性接地,以下按这种情况分析)非接地故障相对地电压为线电压,在变电站电压互感器柜上面有四块电压表其中一块显示是线电压,另外三块分别显示三相相电压,正常情况下6kV电网三相相电压为3460V左右,10kV电网三相相电压为5780V左右,故障情况下从三块表可判断出是系统那一相接地,电压互感器开口三角形处的电压为100V(正常情况此处电压为零)可提供声光报警信号。由于供煤矿主变压器中性点不是直接接地,所以当系统发生单相接地故障时电源中性点不发生位移,线电压不变能正常供电,但不能长时间带故障运行,应尽快找出故障线路使其退出运行,找出故障点进行处理。此故障发生时非故障线路对地电压升到线电压,绝缘薄弱处有可能击穿引起连锁短路故障。一般发生在架空线路瓷瓶、设备绝缘套管、电缆对地绝缘击穿、变压器高压绕组一相对地击穿等部位。系统发生单相接地故障时有可能造成井下高压开关跳闸。由于煤矿井下都是多级变电所供电,目前采用功率方向型保护原理的漏电保护选择性不是特别准确,多数情况下靠人工查找,具体方法就是一路一路拉闸,拉那一路接地信号消失基本判断那一路线路接地,再人工查找故障点进行故障处理,有时故障点比较难找。我集团公司部分煤矿采用10kV矿井电源,当电网其他用户发生接地故障时煤矿也会受到影响,处理故障需上级变电站配合处理。对于非故障线路要尽快恢复供电,特别是井下要尽快排除故障恢复供电以避免局部通风机停电时间长引起瓦斯事故的发生。

二、短路故障  

高压电网短路故障有二相和三相短路故障,稳态时三相短路电流是二相短路电流的1.15倍,可达上万安培,其电动力和电流热效应对设备破坏非常大可烧毁电气设备,发生短路故障时必须快速切断故障线路。当电缆线路发生短路故障时可能伴有接地故障,我公司某矿年初地面一10kV电缆头发生短路故障,伴随接地故障引起井下高压开关漏电保护误动作造成井下大面积停电,由于在处理过程中对事故性质判断不正确井下停电时间较长,进而造成掘进工作面瓦斯超限。目前我公司大部分煤矿地面变电站设备对短路故障从短路保护整定值上能够切断故障线路,但仍有个别煤矿地面10kV变电站二次回路采用交流操作系统,当线路发生短路故障时有可能误动作,给事故判断与处理造成困难。井下高压开关保护装置电源取自本身电压互感器,当发生短路故障时因系统电压降低保护装置失去电源、无压释放线圈低压释放造成开关不动作或误动作,因井下变电所距离相对较短短路电流相差不大,靠短路保护整定值很难配合,因此井下发生短路故障时开关误动作比较普遍,这就要求现场工作人员提高处置能力,现有防越级跳闸装置能够解决此类问题。

以上浅谈了自己一点看法,不妥之处请多指教,并请各位同仁共同探讨交流。



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