两条10kV线路同时跳闸故障的分析

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摘要： 为了确保井下电气安全，对电气设备和供电系统进行保护是基础。本文通过阐述故障前的运行方式，同时对故障进行研究分析，进而为排除跳闸故障提供参考依据。

Abstract： To ensure the safety of the underground electric， the protection of electrical equipment and power supply system is the foundation. This paper， through stating the operation mode of failure， at the same time studies the fault， then provides reference for triping out operation.

关键词： 变电所；变压器；故障分析

Key words： substation；transformer；failure analysis

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0053-02

1 故障前运行方式

我公司代运维的沁源县35kV留神峪煤矿变电站10kV出线共10回，主变容量2*16000KVA两台，一台运行，一台冷备用，10kVI、II段母线并列运行，其中511线（2#风井电源I回），513（2#井电源I回）515（3#井电源I回），522（2#风井电源II回），523（2#井电源II回）525（3#井电源II回）以上出线担负着井下全部负荷；514（办公区电源I回）524（办公区电源II回）担负着地面全部负荷；C512（1#电容器）C522（2#电容器）作为无功补偿。以上出线正常运行时一回运行另一回备用。

1.1 故障次数 2013年5月至8月多次同时出现下述故障：现场检查5月23日511速断521不平衡电压，5月29日513速断511速断521不平衡电压，6月4日511速断525速断，6月18日513速断522速断。8月9日523速断525速断521不平衡电压，8月13日511速断525速断，以上几次故障每次都造成井下全部负荷停电、停产、停风。

1.2 故障报文显示及送电情况 在两线路中，其中一条在 5月23日、5月29日、6月4日分别出现接地报警信号，运行人员正待对设备进行检查时，两出线开关同时发生跳闸。故障指示：速断。在三次故障前都出现弧光接地报警信号，LN开口电压（不平衡电压）分别显示28.42V、30.43V、100.70V故障指示：以上故障两出线一次短路电流接近相等。

多方对两线路的交叉跨越处进行地面巡查过程中，没有发现任何短路放电的痕迹。直接故障的可能性在两线路之间不存在，通过进行试送，均能送出。

1.3 故障调验 2013年8月13日511、525两出线再次速断跳闸，故障后我公司专业人员到现场进行了细致分析并深入煤矿井下现场了解负荷、井下一次接线、员工运行操作情况。

经巡查了解511、525出线分别带两开闭所，两开闭所进线开关带出线情况及当天动作值如图1。

上图勾、叉为当时开关动作与未动作情况，同时注明一次动作电流值及时间（均为0秒），进线II为保护装置动作，开关未跳闸（现场检查未投压板）。在时间方面，上述故障与两线同时跳闸相吻合。

对故障进行检查时，发现进线I井下出线有电气操作。

2 故障分析

以上几例两条线路同时发生跳闸故障时，天气晴或虽有阴雨，但没有雷电，进而在一定程度上排除雷击造成的故障，但其中必然有一定的因果关系，根据相关理论和运行经验，分析如下：

①如果线路发生单相接地，非故障相的对地电压会升高，最高可达■倍的相电压，非故障相的绝缘薄弱环节可能击穿，进而在一定程度上形成两点对地短路。在上述两线路跳闸中，有三次出现弧光接地报警信号，运行人员正待处理两线却同时跳闸。LN开口电压（不平衡电压）分别显示为28.42V、30.43V、100.70V故障指示：（35KV以下系统为中性点不接地或小电流接地系统，PT保护绕组额定二次电压是100V/3，接成开口三角后，A相接地时，另外两项输出都为100V/■，这两个电压成60°角，矢量相加后为100V）。

②系统发生单相接地时会出现相应的电弧放电，系统相对稳定的运行方式遭到破坏并引发震荡，进而导致故障相和正常相产生危险的过电压。

③煤矿井下配电系统内断路器，刀闸的混合操作会产生操作过电压。特别是断路器快速分断短路电流时，复杂的磁能量转换必定产生极高的过电压。

④在用户电力系统， 越来越多的几百米中低压短线路或短线路群出现在客户终端，在整定值与动作时间方面，这些传统的电流保护或距离保护将难以配合。定值计算有时虽能满足保护的灵敏性，但不能满足选择性，上述故障就属此类型。

⑤采区变电所供电或移动变电所的供电是目前煤矿井下普遍采用的方式，对于移动变电所来说，通常采用高压开关、干式变压器、低压馈电开关或低压综合保护箱三位一体组合方式进行处理，或是矿用隔爆型干式变压器和一般性干式变压器。

⑥在井下故障中，漏电故障跳闸是一种常见的故障，这种故障产生的原因是，在对工作面进行采掘的过程中，不注重保护开关、电缆等电气设备，在一定程度上破坏了电气设备的绝缘体，降低了绝缘性，进而使得内部带电体对地。

根据以上分析可见，对于电气设备来说，如果在正常运行情况下勉强使用，那么在过电压的作用下有再次被击穿的可能，进而发生短路故障。过电压作用消失后，其绝缘情况有可能部窗体底端分恢复，但是仍带病运行。

针对系统运行可能产生过电压风险以及系统存在绝缘薄弱环节，上述几例故障产生的原因就不难理解。

①一条10kv线路某相在距变电所较近的一点接地（或接地时电弧放电）产生的过电压通过10kV母线传递；使另一条线路其它正常相中的一点绝缘薄弱环节处击穿，形成两条线不同相的两点对地短路，造成两条线同时跳闸。

②一条线路断路器故障跳闸，分断短路电流时产生的过电压通过10kV母线传递；使另一条线路两点绝缘薄弱环节处击穿，造成两点对地短路放电，继而保护跳闸。

③铁磁谐振过电压可能产生的破坏作用也不能排除。 虽然两条线路同时跳闸，但引起故障的原因可能不一样。

④后经井下出线耐压检查发现由几条出线电缆由不同程度的绝缘破坏。个别开关CT也有不同的绝缘损坏等。只要多方了解，仔细分析，排查，并做出准确判断，才能得到满意的效果。

3 结束语

要确保井下电气的安全性，对电气设备和供电系统进行保护是基础。每个矿井必须明确专职专业技术人员，对井下电气安全管理工作进行负责，同时做好电气设备的采购、检测、安装调试、维修、检修等人员的技术培训。将培训做到制度化、经常化，将岗位责任制落到实处，全面提高各类人员的技术水平和业务素质。这是确保企业安全发展的基础，更是要求。

参考文献：

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[2]霍秋生.浅谈数字化变电站在煤矿供电防越级跳闸系统中的应用[J].科技资讯，2011（22）.

[3]于灿，张雷.110kV变电所变压器差动保护装置研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（10）.