煤矿地面供电系统常见运行故障及其防范应对策略分析

煤矿地面供电系统常见运行故障及其防范应对策略分析

翟晓芬

（河南神火集团机电部河南476600）

摘要：煤矿地面供电系统由变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所或采区变电所，经过变配电供给用电负荷，是井下通风、排水、采掘等各专业正常运转的根本保障，也是矿工生命安全的重要防线。因此，梳理分析煤矿地面供电系统常见的各类运行异常及故障，并制定切实有效的防范应对策略有着重要和现实意义。

关键词：煤矿地面供电系统；常见运行故障；防范应对策略；故障处理

1、煤矿地面供电系统特殊性

由于煤矿生产的特殊性，在供电上要求十分严格。其主要要求如下：1）供电结构合理、运行方式科学；2）电能质量平稳可靠；3）保证充足的供电量及适当余度；4）经济运行、技术适用。而现实状况却不尽人意，目前，我国矿井供电系统缺乏整体性的规划，设计生产能力小，虽经过多次扩容改造，也仅能满足当前生产规模，但却使得电网结构复杂；同一电压等级的供电级数多，地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站等场所负大功率设备多且相对集中，负荷变化对供电系统影响大。加之运行环境恶劣，潮湿、粉尘多、移动型设备多，挤压碰撞多，导致事故频繁。因此，梳理分析煤矿地面供电系统常见的各类运行异常及故障，找出故障发生、发展的原因，并制定正确、有效的防范应对策略显得尤为紧迫和必要。

2、煤矿地面供电系统故障处理原则

当电网事故或电气设备故障时，应立即查明故障点或故障范围，采取必要措施隔离故障点或故障范围，在保证人身和设备安全的情况下尽快恢复正常电网的供电，防止发生二次事故。对于特别重要的用户在查明没有明显故障的情况下可试送一次，试送不成功，严禁再次送电。保证重点，一是在事故发生时保证人身、电网和设备的安全。二是在电网事故的处理和控制中，应采取各种必要的手段，防止事故范围扩大，防止发生系统崩溃和瓦解。

3、常见运行故障及其防范应对策略

3.1接地的故障处理

3.1.16kV系统单相接地故障

（1）造成单相接地的原因有：一次保险熔断；主供电缆及以下设备单相绝缘降低。

发生单相接地时应立即检查母线电压，根据电压可以判断为：

①一相电压降低，另两相电压不变，又有报接地信号，可能是电压互感器一次保险熔断。

②一相电压为零，另两相电压升高，可判断为单相接地。

（2）事故处理

①判明是一次保险熔断。

②根据调度指令，退出与电压有关的保护压板，将一次保险熔断的电压互感器停运、解备、作安措。

③将电压互感器熔断相保险取下，更换同规格、同型号的保险。

④将更换后一次保险的电压互感器投运。

⑤若投运后保险再次熔断，则将该互感器退出运行，并切换电压并列装置。

3.1.2变电站低压系统故障

（1）造成交流系统故障的原因有：高压开关电流互感器以下电缆出现短路、低压变压器内部有故障、低压母线有故障等。

（2）故障处理

①当出现一台低压变跳闸时，可以根据调度指令断开低压401或402开关，合上低压母联400开关，将跳闸低压变解备。用一台低压变带全站低压负荷，值班人员需要密切关注负荷变化情况。

②当出现两台低压变跳闸时，逆变电源正常工作，事故照明自动投入（为减少直流用电，应有选择地投入事故照明），立即汇报调度，及时对低压系统进行抢修等工作。

③若低压母线故障，则将低压母线上所有负荷开关拉开，隔离故障点。

3.1.3直流系统单相接地

（1）主要原因：雨天或雾天造成室外直流电缆绝缘降低、直流系统绝缘老化、人员失误或外力破坏等。

（2）故障处理

①直流系统接地或绝缘降低后，查看直流接地选检装置所报信息，若直流接地时必须复位一次装置，确定接地回路，及时向调度汇报，做好记录和特殊巡视。

②使用拉路法查找直流接地原则：至少由两人进行，断开直流时间不得超过3s；拉路检查应先拉容易接地的回路，拉合事故照明、户外合闸回路、户内合闸回路、6kV控制回路、主控室控制回路、整流装置和蓄电池回路。

3.1.4无功补偿电容器、滤波装置异常和事故跳闸

（1）事故原因：①电容器喷油、着火、爆炸；绝缘子闪络短路，电抗器、电缆故障等。

②母线失压或者系统电压过高时。③系统震荡、有短路时使母线电压降低。④电压互感器二次保险熔断或空开跳开。

（2）事故处理：①当电容跳闸后应立即汇报调度，复归所有信号，检查是电容器本身问题，应解备该电容器，对电容器逐个放电后，才能进行检修。②当发现电容器外壳鼓肚膨胀或渗漏油、套管破裂或闪络放电痕迹、外壳温度过高（超过55℃）异常现象时，应立即汇报，进行拆除或更换电容器。③当发现电容器熔断器熔断后，应向调度汇报，经调度同意后，做好安全措施，更换熔断器前，应对相应电容器充分放电。如送电后此熔断器再次熔断，则应退出该只电容器。④电容器开关故障跳闸后应检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部情况，未查明原因之前不得试送。电容器跳闸，经过5分钟的充分放电后，才可以将电容器重新投入运行。

4、结束语

在煤矿地面供电系统运行中，一旦发生故障，运行人员应快速、正确的判断故障的范围、性质，明确事故处理原则，尽快隔离故障设备，并恢复送电，保证系统的安全可靠运行。