煤礦110kV變電所保護裝置常見事故及應對舉措探究

劉愛圓

摘要：隨著煤炭工業的發展，礦井機械化、自動化、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絡相互間的聯絡更加緊密，繼電保護要求更高，而110kV變電站中的保護裝置能夠有效保障供電安全質量?；诖?，本文簡要介紹了煤礦110kV變電站中的主要保護配置，并針對保護裝置在運行過程中出現的異常及其故障處理措施展開探討，以期能夠為相關人員提供有效參考。

關鍵詞：110kV變電所；保護裝置；故障處理

1? 引言：

隨著煤礦產能擴大，開采用電需求量的上漲，我國煤礦110kV變電站的數量也在不斷增加，110kV變電所作為電網運行過程中的重要部分，變電所的保護對于整個電網穩定、正常運行有著重要的意義和作用。因此，加強對于110kV變電站中保護裝置的維護管理，探討110kV變電所保護裝置故障以及相應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變電所主要保護配置

2.1? 線路保護

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

2.2? 變壓器保護

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，出現短路問題。變壓器保護裝置主要有以下幾種：第一，主變差動保護，主要保護的是主變三側差動CT之間，針對各種相間、匝間以及接地短路的保護。第二，主變后備保護，包括復合電壓閉鎖過流、零序過電流以及零序電壓閉鎖過流保護。第三，對于變壓器中性點過電壓的保護，主要保護的是相關元器件的絕緣點安全，防止過電壓威脅變壓器的運行穩定性。

2.3? 微機故障錄波器

微機故障錄波器具有一定自動功能，其主要作用在于，面對系統故障的過程中，能夠及時、自動、準確的記錄故障發生前后的電氣量數據參數，并通過對相關數據的整理和分析，采取相應有效的處理措施，確保相關保護系統正常穩定的運行。微機故障錄波器的主要啟動方式有低電壓、負序電壓、零序電壓及電流等。在微機故障錄波器運行和維護過程中，需要注意的是，錄波器需要與一次設備共同投入運行，在錄波器運行過程中嚴禁觸碰電源鍵，而且在錄波器上傳數據的過程中，無需進行手動操作，在錄波器完成數據傳輸操作之后，會顯示故障類型，運維人員可以此進行檢修工作[1]。

3? 110kV變電所保護裝置故障類型

在110kV變電所保護裝置運行的過程中，影響其故障產生的因素有以下幾種：第一，環境影響，110kV變電所的運行環境較為復雜，周圍的電磁場對空氣中的個別雜質會產生一定的吸附，長此以往，就會使得設備表面雜物過多，清理難度較大，影響到相關元件的運行安全。第二，隱形故障，隱形故障通常指的是變電所保護裝置中難以發現的故障，很容易導致故障疊加，最終引起嚴重事故。第三，運行故障，運行故障是110kV變電所保護裝置故障中較為嚴重的類型，若出現運行故障，那么則表示保護裝置處于難以發揮其功能作用，導致指令無法正確發出；另匝間短路也是保護裝置經常出現的故障，通常是由線圈絕緣性引起的，一旦出現短路故障局部電流會出現激增，對元件產生強烈的破壞，甚至引發嚴重的燒毀事故。

4? 保護裝置在運行過程中出現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裝置故障處理的主要方法，在故障發生時，如果運行系統中現存的電子儀器不能夠對故障做出判斷的情況下，就需要采用直觀法進行故障處理。另外，當裝置中插件位置出現異常問題時，在沒有可更換元件的情況下，也可酌情使用直觀法進行故障分析和處理。

第二，短接法。短接法是一種能夠快速判斷設備異常范圍的方法，具體判斷方式就是對系統中某一階段采取短路連接處理之后，再對保護裝置進行觀察，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故障的元件進行更換，在更換元件之后，觀察保護裝置運行狀態，如果故障消除，則說明是該元件出現異常，弱故障沒有消除，則需要再次確定故障點，進行檢修工作。

4.2? 故障處置的一般原則：

對于變電所值班員而言應遵守以下原則：第一應在第一時間內迅速判斷故障原因，并消除對人身和設備的威脅；第二盡可能限制故障的發展和擴大停電范圍，用一切可能的方法保持設備繼續運行；第三盡快對已停電的設備恢復供電，對煤礦風機等重要負荷應優先恢復供電；第四及時匯報現場故障現象、原因及應急操作過程設備狀態。

對于電力調度中心值班員而言應遵守以下原則：第一應根據變電所值班員匯報的情況，迅速準確地判斷故障原因，正確下達調度操作指令，指揮現場當值切除故障點，調整系統運行方式，盡快恢復非故障部分的運行，確保礦井盡快恢復供電；第二，立即通知相關單位進行檢查和搶修。

4.3? 不同故障的具體處理措施

4.3.1進線故障

進線故障處理主要包括以下兩個方面：一方面，一趟進線電源單線路失電，備自投不動作：如果主供線路失電，線路備自投未能切轉至帶電側線路，需要手動進行送電，立即脫離線路備自投，備用線路供電正常后聯系上級變電所，詢問故障情況，根據故障原因在確保本側停電進線開關處于冷備用狀態下聯系是否空送對側開關一次，成功則根據礦方要求恢復運行方式，不成功應立即通知供電搶修部門對故障線路進行巡視，對故障線路進行搶修。

另一方面，兩趟進線電源同時失電的處置：如因上級電源問題造成兩趟進線失電，應立即匯報礦調度室，如有第三路保安電源，應立即啟動保安電源并及時聯系上級供電公司調度中心，詢問故障情況，若一時不能恢復應立即通知礦井生產調度室井下撤人，同時督促上級調度盡快恢復其中一趟電源運行，恢復礦井供電，同時通知供電搶修部門對故障線路進行巡視，組織人員對故障線路進行搶修。

4.3.2? 110kV主變故障的處理

在1臺主變帶全礦負荷運行的方式下，110kV主變故障包括以下三種情況：第一，運行主變出現差動、重瓦斯、主變間隙零序保護動作跳閘，當值在確認故障主變兩側隔離后，立即將備用主變由熱備用轉為運行狀態，恢復礦井供電。

第二，運行主變高后備保護動作，確認兩側開關已斷開，合上高壓側開關（若合不上，倒用備用主變），拉開10kV所有出線開關，合上低壓側開關，按照負荷性質逐路試送10kV開關，發現哪路出線有問題，立即隔離該出線，重新再送。

第三，運行主變低后備保護動作，確認10kV側總板開關已跳閘，查看后臺事故報文，確認事故范圍，隔離故障設備，重新合上10kV側總板開關，若事故范圍不明，將拉開10kV全部出線，按照負荷性質逐路試送10kV開關，發現哪路出線有問題，立即隔離該出線，重新再送。

4.3.3? 10kV系統接地故障的處理

先確定接地故障，單相金屬性接地時，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，出現該現象后按照負荷性質，切斷環路逐路拉合查找（重要負荷提前通知）。

4.4? 不同警示信號的處理措施

微機保護裝置具有一定的自檢功能，如果設備出現故?；蛘弋惓Ｇ闆r，會進行告警，此時工作人員需要記錄告警時間，查看保護屏面板指示燈，并在記錄后按復位鍵進行消除，當消除失效時，需要將故障相關信息匯報至調度處，按照相關指令進行操作。

在裝置運行的過程中，如發現儀表指示出現異常情況，需要工作人員檢查判斷出異常原因，并進行處理，如果是儀表或者二次回路故障，需要回報上級和調度處，做好相關記錄，并通知相關檢修人員進行檢修。

在保護裝置運行的過程中，如果“運行”等熄滅或者提示“保護裝置故障”、“壓力異常”等字樣時，需要對故障原因進行分析，并采取相應處理措施。

當出現“壓力異?！毙盘枙r，系統會自動關閉跳合閘回路，重合閘重新放電，由于此時沒有發生保護運行，因此需要停用保護。

如果出現“控制回路斷線”提醒，工作人員需要進一步觀察儀表以及相關信號燈等，通過分析做出進一步判斷。值得注意的是，若短時間內無法對回路斷線故障進行有效處理，則需要及時退出保護裝置[3]。

5? 結束語：

綜上所述，110kV變電站保護裝置對于保障煤礦電網運行穩定有著重要作用，在實際運行過程中，不僅要加強對于保護裝置的運行維護，還需要根據理論、經驗能夠對異常事故及時采取相應有效的處理措施，才能更好的保障煤礦供電安全。

參考文獻：

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

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

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