煤礦變電站常見故障及預(yù)防措施

狄 鑫

（大同煤礦集團(tuán)電業(yè)有限責(zé)任公司, 山西 大同 037003）

引言

煤礦變電站是煤礦重要供電設(shè)施，變電站及其設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行是礦區(qū)及井下安全供電的重要保障，但是在實際變電站供電過程中，由于變電站供電設(shè)備管理維護(hù)不當(dāng)、設(shè)備操作不當(dāng)、設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重以及變電站自動化水平低等原因，變電站經(jīng)常出現(xiàn)故障，影響煤礦安穩(wěn)供電，不僅降低了煤礦生產(chǎn)效率，而且很容易發(fā)生煤礦重大安全事故。對此，為了進(jìn)一步提高煤礦供電穩(wěn)定性，降低供電事故，大同煤礦集團(tuán)電業(yè)有限責(zé)任公司對變電站常見故障進(jìn)行合理分析，并提出相應(yīng)預(yù)防措施[1]。

1 煤礦變電站常見故障及其原因

1.1 操作故障

地面變電站內(nèi)的值守人員對設(shè)備操作不當(dāng)是造成變電站事故發(fā)生的原因之一。值守人員沒有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，實際工作中對設(shè)備的相關(guān)操作規(guī)程不熟悉，導(dǎo)致在停送電過程中發(fā)生事故的概率較大。比如值守人員未按照停送電步驟停送電；設(shè)備停電后未及時掛停電牌；設(shè)備停電檢修時未進(jìn)行驗電、放電操作；變壓器的接線工藝達(dá)不到要求，接線頭在送電后由于接線頭不合格，電纜在通電后會產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致變壓器內(nèi)的油溫升高，而油溫升高又會導(dǎo)致變壓器內(nèi)壓力增大，給整個變電站的穩(wěn)定供電造成巨大的安全隱患。而且，變電站內(nèi)的工作人員由于工作時間較長，長時間的工作會導(dǎo)致值守人員安全意識下降，這些都是變電站的安全隱患[2-3]。

1.2 管理失誤

由于千萬噸現(xiàn)代化礦井的不斷建成，整個礦井對供電的需要也越來越大，變電站的各類安全事故會對不斷增加供電負(fù)荷造成巨大隱患，也會制約礦井的可持續(xù)發(fā)展。通過分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)以上事故的主要原因就是管理人員對員工的培訓(xùn)力度不夠，相關(guān)特種作業(yè)人員未能經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)取得特殊工種證，同時技術(shù)人員應(yīng)對變電站的兩段母線運(yùn)行方式進(jìn)行合理的規(guī)劃，防止兩段母線由于電流不平衡給變電站造成安全隱患，甚至發(fā)生人身傷害事故[4]。

2 變電站常見故障處理辦法

2.1 檢查線路

1）變電站的技術(shù)人員在日常的工作中要對線路進(jìn)行合理的規(guī)劃，這是確保變電站安全有效運(yùn)行的關(guān)鍵，也是礦井供電系統(tǒng)穩(wěn)定的核心。因此，變電站的設(shè)計人員要對變電站各負(fù)荷的運(yùn)行線路進(jìn)行合理的分配，確保變電站內(nèi)各設(shè)備及線路能夠處于最佳狀態(tài)。

2）變電站的操作人員應(yīng)當(dāng)按照巡檢制度，定期對變電站的設(shè)備及線路進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)有異?；虍愴憰r及時處理，防止設(shè)備出現(xiàn)事故。此外，技術(shù)人員還需根據(jù)實際情況編寫相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案及事故措施，確保在事故發(fā)生后工作人員能夠第一時間按照預(yù)案及措施的規(guī)定及時作出合理的相應(yīng)，縮短事故的處理時間及影響范圍[5]。

3）變電站的巡線人員還需加強(qiáng)對線路的檢查，定期對變電站及桿塔上的線路進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)設(shè)備有不接地或漏電時及時進(jìn)行處理，防止隱患擴(kuò)大造成供電事故。

2.2 處理故障

2.2.1 變壓器故障的處理

變電站的所有設(shè)備中，變壓器是一個主要的變壓設(shè)備，其能否穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響變電站內(nèi)其他供電分路的穩(wěn)定。為了確保變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，檢修人員應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定，每年對變電站進(jìn)行停電檢修，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。檢修人員可以通過以下幾個方面進(jìn)行檢查：

1）檢查變壓器的耐受性，可以通過檢查變壓器的耐受性來判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。

2）對變壓器內(nèi)部的干燥度進(jìn)行檢查，可以通過定期更換變壓器內(nèi)部的干燥器來確保變壓器處于干燥環(huán)境，從而使變壓器處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，防止斷電事故的發(fā)生，確保變壓器出現(xiàn)短路及生銹現(xiàn)象，保證供電系統(tǒng)安全有效運(yùn)行。

3）在對變壓器的輔助設(shè)備檢查時，一定要留意變壓器的瓦斯繼電器。為了能夠防止瓦斯繼電器誤動作，可以在瓦斯繼電器周圍安裝防護(hù)罩，避免外部碰撞導(dǎo)致瓦斯繼電器動作，影響設(shè)備的運(yùn)行。

2.2.2 無功補(bǔ)償裝置故障的處理

1）無功補(bǔ)償是一種能夠保證供電電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的裝置，是變電站的主要設(shè)備。當(dāng)變電站內(nèi)出現(xiàn)電壓異常時，無功補(bǔ)償及時投入能夠確保變電站處于穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對變電站的穩(wěn)定供電具有重要意義。

2）檢修人員在日常檢修時，可以通過外部觀察及內(nèi)部進(jìn)入設(shè)置單元了解設(shè)備的投入狀態(tài)，確保無功補(bǔ)償?shù)耐度?。同時，檢修人員對無功補(bǔ)償系統(tǒng)的連接件進(jìn)行清潔處理，比如啟動柜及功率柜的輸入及輸出端。

3）無功補(bǔ)償投入后，值守人員還需定期使用溫度探測儀對設(shè)備內(nèi)部的各個連接線進(jìn)行溫度檢測，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的工作環(huán)境超過20 ℃時，要及時檢查，必要時可以斷電后對其內(nèi)部的連接點(diǎn)進(jìn)行緊固。此外還需控制室外的溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度超過38 ℃時要及時開窗通風(fēng)，有條件可以多安裝幾臺空調(diào)進(jìn)行降溫；當(dāng)室內(nèi)溫度低于2 ℃時，可以暫時停止功率柜風(fēng)機(jī)，當(dāng)溫度回升后方可開啟。

2.2.3 直流系統(tǒng)故障的處理

從目前變電站發(fā)生事故的概率可以看出，直流系統(tǒng)是每個變電站最容易出現(xiàn)事故的系統(tǒng)。因此，在日常維護(hù)時，檢修人員要特別重視直流系統(tǒng)的檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)有故障時，可以通過短時間斷電來檢查設(shè)備異常位置，此外還需對直流系統(tǒng)的合閘、分閘、備用電源、信號照明及保護(hù)回路進(jìn)行檢查，確保系統(tǒng)的每個回路均處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 安裝變電站自動監(jiān)控系統(tǒng)

為了實時監(jiān)測變電站供電狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行情況，可對變電站安裝基于ARM 嵌入式的煤礦變電站自動監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由主機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)、以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、PLC 主控制器、通信設(shè)備、110 kV/35 kV 微機(jī)保護(hù)裝置等部分組成。通過該系統(tǒng)可實時對變電站供電穩(wěn)定情況、設(shè)備運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)變電站出現(xiàn)故障時可及時查出故障源，并上傳至遠(yuǎn)程操控室內(nèi)，從而能夠及時有效的排除故障。

3 結(jié)語

通過對地面變電所日常出現(xiàn)故障及注意事項進(jìn)行分析，并對出現(xiàn)的問題采取有效的處理措施，能夠確保變電站在出現(xiàn)事故時能夠采取有效的處理措施，啟動應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理。2018 年7 月，大同煤礦集團(tuán)電業(yè)有限責(zé)任公司對礦區(qū)變電站采取了故障預(yù)防措施，截止2019 年1 月，通過6 個月實際應(yīng)用效果觀察發(fā)現(xiàn)，采取預(yù)防措施后變電站供電效率大大提升，使供電效率提升至98.4%，變電站設(shè)備故障率降低至4%以下，取得了顯著應(yīng)用成效，對維持礦井穩(wěn)定高效的供電具有重要意義。