一起煤矿全矿停电事故的原因分析及防范措施

一起煤矿全矿停电事故的原因分析一起煤矿全矿停电事故的原因分析 及防范措施及防范措施 2011 年 2 月 13 日 我公司一矿井发生了一起全矿停电 45 分钟的事故 事故发 生后 该矿立即启动应急预案 进行事故应急抢险救援 井下所有人员于 36 分 钟内撤离上井 矿井停电期间 井下有 4 处瓦斯超限 其中 94310 综采工作面 瓦斯浓度最高达 1 55 1 矿井供电系统接线及运行方式 1 2 系统运行方式 川寺 i 回电源 435 421 经 35kv 母联 400 开关带 35kvi ii 段母线运行 401 开关带 1 主变经 501 开关带 10kvi 段母线向井下供电 402 开关带 2 主变经 502 开关带 10kvii 段母线向井下供电 川寺 ii 回电源 439 422 热备用状态 10kv 母联 500 开关热备用 井下中央变电所 10kv 母联开关在断位 2 事故经过 2011 年 2 时 37 分 井下中央变电所 1 进线开关跳闸 引起西区变电所 i 段 15 煤变电所 i 段停电 3 时 27 分 在恢复送电过程中 西区变电所 i 段再次 停电 经检查发现两次跳闸均由西区变电所 313 开关去 94310 工作面出线电缆 连接器发生短路而引起 但未造成全矿停电 4 时 10 分 井下中央变电所 1 进线开关再次跳闸 继而川寺 i 回线路失电 地 面 35kv 变电站全站停电 矿井全矿停电 值班员立即启动矿井停电应急预案 在检查全站设备均无异常后 拉开 10kv i ii 段母线上除通风机外的所有开关 检查 35kv ii 回电源线路侧带电正常 于 4 时 15 分合上 422 开关给矿井送电 但 ii 回线路瞬间失电 站内调度值班员立即与地调联系送电 直到 4 时 55 分 35kv ii 回线路带电 通风机恢复送电 随后按程序恢复了其它负荷供电 3 事故原因 3 1 事故发生后 经检查发现井下中央变电所 9 开关出线电缆连接器发生爆炸 造成井下中央变电所 1 进线开关跳闸 3 2 井下中央变电所 10kvi 段失电后 井下机电人员在没有消除 9 开关出线电 缆连接器短路故障后 强送井下 1 进线开关给 10kvi 段母线充电再次发生短路 使川寺 i 回线路越级跳闸 造成全矿停电 3 3 1 主变受到过大的短路电流冲击 且开关拒动 短路电流的热效应使变压 器绕组绝缘击穿 变压器受到损毁 3 4 1 主变内部故障 是川寺 ii 回线路送电时瞬间失电的原因 4 事故暴露出的问题 4 1 运行方式存在的问题 矿井正常生产期间 供电系统运行方式为川寺 i 回电源经 35kvi ii 段母线分 别带 1 2 主变带 10kvi 段 ii 段母线为矿井供电 川寺 ii 回电源热备用状 态 形成 一个电源 两回线路 的工作模式 这种 一用一备 的运行方式 存在的主要问题是 当运行的电源线路突然停电时 需要操作开关切换电源 会出现短时停电现象 降低了矿井供电的可靠性 特别是当主通风机和局部通 风机停电时 如果由于切换备用电源不及时 就可能因主通风机和局部通风机 停止运行造成井下瓦斯积聚 导致发生事故 4 2 恢复送电过程中存在的问题 用 ii 回线路通过 35kvi ii 段母线向 1 2 主变送电 增加了不确定因素 一旦 35kvi 段母线及母联开关 10kvi 段母线或 1 主变有故障 将会导致恢复 送电不成功 扩大事故范围 甚至发生事故 4 3 该起事故发生了多次开关拒动 越级跳闸现象 说明矿井上下电气设备继 电保护装置选择性 可靠性差 动作灵敏度不高 4 3 1 事故发生后对地面变电站下井高压开关进行了继电保护试验 见表 1 整定值 a 试验电流 a 动作情况其他 0 1 不跳闸 0 27 0 2 跳闸微机保护后台报文显示为 0 53a 从表 1 可以看出 地面变电站下井开关在没有达到继电保护整定值时即跳闸 且跳闸电流和微机保护后台报文显示不一致 说明下井开关继电保护整定值不 准确且微机保护动作不可靠 4 3 2 事故发生后检查 1 主变微机保护后台报文 显示主变保护启动但是未出 口 故开关未跳闸 这也说明主变微机保护装置动作可靠性差 4 3 3 井下西区变电所 313 开关去 94310 工作面出线电缆连接器发生短路 313 开关未跳闸而是越级到西区变电所 i 段母线开关和井下中央变电所 i 段进 线开关跳闸 井下中央变电所 9 开关出线电缆连接器发生爆炸 在短路故障未消除的情况 强送井下 1 进线开关给 10kvi 段母线充电再次发生短路 地面变电站下井 1 号 进线开关未跳闸 且 1 主变高低压侧开关也未跳闸 最终越级到川寺 i 回线路 跳闸 造成全矿停电 4 3 4 事故发生当时 1 主变压器 10kv 侧 c 相短路电流为 3586a 而正常情况 下 1 主变压器 10kv 侧电流约为 350a 左右 在这近 10 倍的短路电流冲击下 1 主变保护装置未正常动作 短路电流的热效应使变压器绕组绝缘击穿 损毁 变压器 事故发生后对变压器进行试验 见表 2 项目标准值 l l 实测值 l l 其他 氢气 1501476 13 严重超标 总烃 1504708 23 严重超标油中溶解气体色谱分析 乙炔 51589 44 严重超标 绕组绝缘电阻二次绕组与铁芯金属性短接 绕组直流电阻 2 10 严重超标 4 4 井下机电管理人员对机电设备管理维护不到位 井下机电管理人员未能及时发现开关出线电缆连接器存在短路隐患 说明在机 电设备管理上存在漏洞 事故情况下的试送电加压 也加快了电缆连接器等设 备薄弱部位的绝缘老化速度 井下空气比较潮湿 湿度一般在 90 以上 且经 常有滴水和淋水 电气设备很容易受潮 因此要求电气设备具有良好的防潮 防水性能 井下机电管理人员还要定期对电气设备进行检查维护 及时消除电 气设备存在的隐患 5 防范措施 5 1 按照 煤矿安全规程 规定 矿井双回路电源采用分列运行方式 并且延 伸到井下采区变 配 电所和向局部通风机供电的井下变 配 电所 川寺 i ii 回线路分别带 35kvi ii 段母线经 1 2 主变带 10kvi ii 段母线向井 下供电 35kv 母联 400 开关 10kv 母联 500 开关 井下中央变电所 10kv 母联 开关全部断开 形成两回路独立电源 矿井一类负荷分别从每一回路电源引进 一趟供电线路 采用这种运行方式 即避免了故障情况下的全矿停电 又增强 了矿井供电的可靠性 5 2 针对现有的运行方式对川寺 i 回线路突然停电的事故应急预案进行修改 在恢复 ii 回线路送电时 断开 35kv 母联开关 通过 2 主变向井下送电 系统 采用分列运行方式供电后重新制定停电事故专项应急预案 5 3 针对矿井上下继电保护装置