Причины аварий и отказов

Важнейшей обязанностью работников эксплуатации подстанций является обеспечение надежной работы электрического оборудования и бесперебойного электроснабжения потребителей. Все случаи нарушений нормальных режимов работы подстанций (автоматические отключения оборудования при КЗ, ошибочные действия персонала, перерывы в электроснабжении потребителей и др. ) рассматриваются как аварии или отказы в работе в зависимости от их характера, степени повреждения оборудования и тех последствий, к которым они привели.

Дня рассмотрения практических методов ликвидации нарушений в книге используется один термин ''авария", так как устранение нарушений (являются ли они авариями или отказами) в конечном счете, сводится к действиям с коммутационными аппаратами, устройствами релейной защиты, переводам оборудования из одного оперативного состояния в другое и т.д.

Аварии на подстанциях могут произойти в результате неожиданных повреждений оборудования, нарушений в работе оборудования от возможных перенапряжений и воздействий электрической дуги, отказов в работе устройств релейной защиты, автоматики, аппаратов вторичной коммутации, ошибочных действий персонала (оперативного, ремонтного, производственных служб).

Причинами неожиданных повреждений оборудования, как правило, являются некачественный монтаж и ремонт оборудования (например, отказы выключателей из-за плохой регулировки передаточных механизмов и приводов), неудовлетворительная эксплуатация оборудования, неудовлетворительный уход, например, за контактными соединениями, что приводит к их перегреву с последующим разрывом цепи рабочего тока и возникновению КЗ, дефекты конструкций и технологии изготовления оборудования (заводские дефекты), естественное старение и форсированные износы изоляции. Например, систематическое превышение температуры обмоток трансформатора сверх допустимой на 6°С сокращает срок возможного использования его изоляции вдвое.

Причинами нарушений в работе электроустановок могут быть грозовые и коммутационные перенапряжения, при этом повреждается изоляция трансформаторов, выключателей, разъединителей и другого оборудования. Чрезмерное загрязнение и увлажнение изоляции способствуют ее перекрытию и пробою.

Однофазные замыкания на землю в сетях 6-35 кВ, сопровождающиеся горением заземляющих дуг (вследствие недостаточной компенсации емкостных токов), приводят к перенапряжениям, пробоям изоляции электрических машин и аппаратов, а непосредственное воздействие заземляющих дуг - к разрушению изоляторов, расплавлению шин, выгоранию цепей вторичной коммутации в ячейках КРУ и др.

Причины отказов в работе устройств релейной защиты, автоматики и аппаратуры вторичной коммутации следующие:

- неисправности электрических и механических частей реле, нарушения контактных соединений, обрывы жил контрольных кабелей, цепей управления и т.д.;

- неправильный выбор или несвоевременное изменение уставок и характеристик реле;

- ошибки монтажа и дефекты в схемах релейной защиты и автоматики;

- неправильные действия персонала при обслуживании устройств релейной защиты и автоматики.

Каждая причина может привести к отказу в отключении или неселективному отключению оборудования во время КЗ и иметь тяжелые последствия вплоть до развития местных аварий в системные.

Причинами ошибочных действий персонала при выполнении переключений в большинстве случаев являются нарушения оперативной дисциплины, пренебрежительное отношение к требованиям ПТЭ, недостаточное знание инструкций, невнимательность, отсутствие контроля за собственными действиями и др.

Выше названы лишь основные, наиболее часто повторяющиеся причины аварий и не указаны многие другие, имевшие место в эксплуатации. И хотя причины аварий кажутся порой случайными, вероятность повторения их все же достаточно велика. Поэтому все случаи аварий самым тщательным образом расследуются, изучаются, и принимаются меры к тому, чтобы исключить их повторение.

Аварии на подстанциях - события сравнительно редкие, но чрезвычайно значительные по своим последствиям. Они устраняются в основном действием специальных автоматических устройств, в иных же случаях ликвидируются действиями оперативного персонала.

Ликвидация аварий оперативным персоналом заключается:

- в выполнении переключений, необходимых для отделения поврежденного оборудования и предупреждения развития аварий;

- в устранении опасности для персонала;

- в локализации и ликвидации очагов возгораний в случае их возникновения;

- в восстановлении в кратчайший срок электроснабжения потребителей;

- в выяснении состояния отключившегося от сети оборудования и принятии мер по включению его в работу или выводу в ремонт.

Для оперативного персонала ликвидация аварий является трудной задачей, решение которой связано с мобилизацией в короткий период времени всех его знаний, навыков и опыта. Трудность решения усугубляется сознанием личной ответственности за правильность принимаемых решений в неожиданно возникшей и подчас сложной аварийной ситуации, когда персонал, испытывая эмоциональное напряжение, должен действовать безошибочно, четко и быстро. В этих условиях выдержка персонала, самообладание, сосредоточенность и концентрация внимания на главном являются залогом успешной ликвидации аварии.

Источники информации и план действий персонала

Выше были рассмотрены причины аварий в схемах подстанций. Причина непосредственно или при стечении некоторых обстоятельств порождает аварию, следствием которой может быть нарушение нормального режима работы подстанции часто с выходом из строя оборудования и прекращением электроснабжения потребителей. Возникновение и развитие аварии в большинстве случаев происходят не на глазах оперативного персонала. О случившемся он узнает по срабатыванию устройств автоматической сигнализации, показаниям измерительных приборов, совокупности сигналов о действии релейной защиты и автоматики.

Устройства автоматической сигнализации по их назначению делят на три группы: сигнализацию положения, предупредительную и аварийную сигнализацию.

Сигнализация положения дает информацию о действительных положениях коммутационных аппаратов и регулирующей аппаратуры. Ее размешают, как правило, на щитах и пультах на мнемонических схемах присоединений.

Предупредительная сигнализация извещает об отклонениях от заданного режима работы оборудования, появлении различного рода неисправностей, требующих незамедлительного принятия мер по их устранению.

Аварийная сигнализация извещает персонал звуковыми и световыми сигналами об автоматических отключениях оборудования. Она выполняется на принципе несоответствия положения коммутационного аппарата и его ключа управления, которое появляется при автоматическом отключении аппарата.

По объему и характеру передаваемой информации устройства автоматической сигнализации относят к индивидуальной, участковой и центральной.

Индивидуальная сигнализация указывает тот конкретный элемент схемы, который автоматически отключился при аварии, а также те устройства защиты, действием которых произошло отключение.

Участковая сигнализация указывает участок главной схемы, где произошло аварийное отключение оборудования. Ее действие помогает персоналу быстрее ориентироваться в аварийной обстановке.

Центральная сигнализация представляет собой совокупность сигнальных ламп, световых табло, реле, кнопок, с помощью которых включается и отключается звуковой сигнал, устройство мигающего света, световые табло на панели центральной сигнализации и т.д.

Указанные выше источники информации, а также сигнальные реле защит и автоматики, измерительные приборы находятся на щитах управления и релейных щитах подстанций. Авария же может застать персонал находящимся не только на щите управления, но и в любом другом месте на территории подстанции. Поэтому во всех без исключения случаях срабатывания аварийной сигнализации персонал обязан являться на щит управления, так как только там он может получить необходимую информацию и оценить сложившуюся аварийную ситуацию.

Действия оперативного персонала в аварийной ситуации сводятся к следующим:

1) сбору и систематизации поступившей информации;

2) анализу собранной информации, т.е. установлению связи с теми или иными событиями, опознанию того, что произошло;

3) составлению плана ответных действий (принятию оперативного решения) на основе имеющейся информации;

4) реализации плана ответных действий и его корректировке в зависимости от наблюдений, накопления новой информации и реального хода ликвидации аварии.

Итак, в момент возникновения аварийной ситуации оперативному персоналу следует:

1) прекратить воздействие звукового сигнала и записать время начала аварии;

2) установить место аварии (РУ, помещение, ячейку) по участковой сигнализации, сигнализации положения выключателей, показаниям измерительных приборов;

3) осмотреть световые табло на панелях щита управления;

4) привести в положение соответствия ключи управления коммутационных аппаратов, сигнальные лампы которых указывают на несоответствие положений аппарата и его ключа управления;

5) сообщить диспетчеру, в оперативном управлении (или ведении) которого находится оборудование, о возникновении аварийной ситуации на подстанции, получить разрешение и осмотреть реле на панелях релейной защиты и автоматики. Сработавшие указательные реле пометить мелом или другим способом, записать наименования сработавших выходных реле защиты и автоматики, после чего поднять флажки указательных реле.

Когда информация об аварии будет получена, необходимо произвести ее анализ, т.е. мысленно установить характер аварии и составить о ней общее представление: какое оборудование отключилось и какие участки остались без напряжения, какую опасность это представляет для персонала и оборудования, в какой мере нарушилось электроснабжение потребителей, как отражается авария на работе энергосистемы или участков сети и т.д.

При анализе информации персонал имеет дело с активным мышлением, связанным с реальной ситуацией. Здесь очень важно не столько максимальное использование всей собранной информации, сколько умение отобрать нужную информацию, дать оценку ее значимости в данной ситуации. При оценке аварийной ситуации по указателям сработавших устройств релейной зоны и автоматики должны учитываться принципы и зоны действия защит, на какие виды повреждений они реагируют. Нужно учитывать возможность ложных отключений неповрежденного оборудования, отказов в отключении повредившегося оборудования, а также отказов в работе автоматических устройств.

Если поступившая информация противоречива или объем ее настолько велик, что персоналу трудно за короткий период времени провести анализ и увязать его с конкретными действиями, необходимо сосредоточить внимание на главном (устранении опасности для персонала, тушении пожара, обеспечении питания потребителей, локализации аварии) и действовать целенаправленно. Концентрация внимания на главных, решающих признаках сложившейся обстановки помогает быстро находить нужное решение и сразу осуществлять его практически.

Практика показывает, что без логического анализа информации истинное понимание аварии и поиск путей быстрой и рациональной ликвидации ее невозможны. Анализ ценен также тем, что в процессе его не только опознается происшедшее, но и зарождается идея решения проблемы, вырабатывается план ответных действий, основой которого является представление аварийной ситуации в целом с учетом возможных причин ее возникновения. От того, насколько удалось персоналу охватить мыслью результаты анализа аварии, зависит успех ее ликвидации.

Составление плана ответных действий - один из важнейших навыков персонала. Хорошо составленный план действий должен отвечать трем основным требованиям: обеспечению безопасности персонала, сохранности оборудования, скорейшему восстановлению электроснабжения потребителей.

План не должен также противоречить требованиям энергосистемы: его осуществление не должно препятствовать выпуску мощности станциями, ограничению перетоков мощности по линиям и через шины узловых подстанций.

При реализации плана действий все операции должны выполняться персоналом осознанно, без нарушений установленного порядка переключений и правил безопасности; в то же время персонал должен проявлять быстроту ориентировки, расторопность. Существенным в реализации плана действий является прослеживание за восстановлением схемы подстанции, недопущение ошибок, которые могли бы привести к развитию аварии.

В рассмотренных выше действиях персонала при ликвидации аварий не было упомянуто о так называемых "самостоятельных действиях", выполнение которых поручено персоналу подстанций. Под самостоятельными действиями понимаются такие оперативные действия с оборудованием, которые выполняются персоналом в соответствии с требованиями инструкций на основе анализа поступившей информации и без предварительного получения распоряжения или разрешения диспетчера. В самом деле, в случае нависшей угрозы для жизни людей или стихийных бедствий (например, при пожаре) нет необходимости тратить время на установление связи и переговоры с диспетчером - нужно действовать в зависимости от обстоятельств, проявляя при этом максимум инициативы и находчивости. Однако следует помнить, что сообщения диспетчеру о выполненных операциях и действиях должны передаваться при первой же возможности.

Особое значение при ликвидации аварий имеет достоверность и своевременность передаваемой диспетчеру информации, так как на ее основе принимаются оперативные решения. В связи с этим информация должна быть объективной и не носить характера догадок и предположений.

Несомненную пользу приносят сообщения о самом факте аварии, передаваемые диспетчеру в начальный момент ее возникновения. Такие сообщения передаются кратко, например: "На шинах 110 кВ пропало напряжение, обстановка уточняется", а затем уже персонал выбирает ту или иную форму действий: по распоряжению диспетчера или самостоятельно. Диапазон самостоятельных действий персонала не безграничен: он установлен инструкциями по ликвидации аварий. Далее указаны те действия, которые разрешается выполнять персоналу самостоятельно.