煤礦變電站供電系統防誤操作技術

張瑞強

（山西焦煤西山煤電西銘礦，山西 太原 030052）

引言

煤礦變電站的供電系統是整個煤礦開采的動力源，其技術水平應該是相當高的，但是在實際運轉過程中，由于煤礦開采具有很多不確定因素，煤礦變電站的供電系統會出現諸多的問題，從而威脅到煤礦開采人員的生命安全以及煤礦開采成本。

1 煤礦變電運行安全管理

煤礦變電站擔負著整個礦井開采動力，是煤礦系統中的負荷中心，如果在運轉過程中出現停電，那么將會對礦井下的煤礦開采人員以及煤礦企業的經濟框架產生威脅，而由于失誤操作出現的停電現象時有發生，因此，必須采用有效的防護措施來加以應對［1］。要想做好誤操作的防范工作，就必須從電力行業領域電氣運行的實踐上出發，結合電力設備運轉的相關理論，將電氣閉鎖防誤系統和微機五防技術有效地結合起來，從而達到防止電氣設備因誤操作而出現的停電現象，有效規避煤礦開采危機［2］。電氣設備中的誤操作主要由三點組成，即變電站運行值班人員的誤操作、變電站檢修人員的誤操作、其余工作人員的誤操作。

1）變電站運行值班人員的誤操作。從相關的統計報告來看，變電站運行值班人員的誤操作主要會發生在誤拉、誤合斷路器開關、誤入間隔這三個方面，極容易導致惡性事故的發生，這三個由變電站運行值班人員造成的誤操作主要會出現在早期的煤礦變電站中［3］。微機防誤就是為了應對這些誤操作而誕生的有效措施，這種技術從根本上實現了變電站供電系統開關操作的防誤指標。但是這種防誤措施是虛擬的，只能夠在計算機上才能夠實現，從而導致這種防誤措施具有較大的局限性。微機防誤只能夠有效解決變電站運行值班人員的防誤操作，卻不能防止變電站檢修人員和其余工作人員的誤操作。

2）變電站檢修人員的誤操作。變電站檢修人員的誤操作主要會發生在變電站日常檢修、預防性措施以及供電系統故障處理中，在這些過程中變電站的運行人員并不會做出任何操作。由于微機防誤具有一定的局限性，并不能有效地進行變電站所有的倒閘工作，特別是變電站檢修人員因工作需要而進行的相關操作。因此，微機防誤的防誤能力是非常有限的，選擇其他的防誤措施就顯得非常有必要。當微機防誤的能力不能達到時，電氣回路閉鎖就成為了變電站檢修人員主要的防誤方式，同時也是最后一道防線［4］。

3）其余人員的誤操作。這里所指的其余人員，主要是指與變電站操作無關的工作人員。這類的誤操作出現的次數相對較少，但是也會出現在變電站當中。當無關人員出現在變電站操作間或變電機箱時，可能會出現誤碰等現象，從而導致誤操作事故的出現，這種類型的誤操作是不能夠從根本上得到解決的，也可以說是不可能完全杜絕的。只有增強變電站的門禁制度，降低無關人員出入變電站的次數和時間，可以在一定程度上降低這類事故發生的幾率。

2 現代微機五防技術和傳統防誤閉鎖技術

2.1 傳統電氣防誤閉鎖技術的應用

電氣防誤閉鎖技術主要是指電氣開關結構的五防功能，即防止斷路器因誤操作開啟和關閉；防止帶負荷分合相應的隔離開關；防止帶電掛接地線；防止帶接地線斷路器因誤操作出現開閉和現象；防止誤入帶電的間隔。

傳統的防誤措施一般都是建立在二次操作回路之上，主要作用就是防止二次操作出現誤操作，通常會通過開關的輔助節點來實現防誤效果［4］。

2.2 微機五防技術的原理與應用

微機五防技術是建立在計算機技術上的一種電氣防誤措施，主要用于高壓電氣設備開關當中，防止電氣設備出現人為或非人為的誤操作。微機五防技術主要由計算機主機、顯示屏、電腦鑰匙以及機械編碼等軟硬件所組成［5］。目前的微機防誤閉鎖裝置當中的閉鎖設備主要有斷路器、斷路器開關、地線、遮攔網門，上述的所有設備都是由微機鎖具來實現的，主要對上述設備進行軟件編碼從而實現防誤閉鎖效果。煤礦變電站微機五防技術見圖1。

2.3 微機五防技術與電氣閉鎖防誤技術的比較

電氣防誤閉鎖這種傳統的防誤技術可以現場進行電氣聯鎖技術，主要是通過相關設備的輔助節點實現閉鎖過程。這也是電氣閉鎖最為基礎的狀態，閉鎖效果較為可靠。但是這種電氣閉鎖防誤措施需要接入大量的二次電纜，接入的環節較多，方式極為復雜，電氣設備連接的數量較多，接觸點增多會導致事故發生的幾率，并且后期的維護也比較繁瑣。在早期的煤礦變電站當中由于后期檢修或檢修工作不到位，導致接觸點在運行時出現問題，排除故障時非常困難，從而延誤供電系統的正常供電［6］。

圖1 微機五防技術示意圖

微機五防技術一般情況下不會進行現場設備的連接工作，連接方式較為簡單，則可以很好避免上述問題的發生，可以通過五防系統中計算機數據庫和現場設備閉鎖進行防誤閉鎖保護措施。

電氣閉鎖回路一般只能夠防止斷路器、隔離、接地開關的閉合操作，對于帶電間隔和接地線掛接等開關的操作則無法有效實施，因此，難以實現整體的五防理念。

3 優化煤礦變電站防誤解決的方案

電氣閉鎖回路技術是電力技術不斷發展后的技術成果，但是對于一些回路復雜，開采間距較大的大型煤礦變電站連接起來則需要多種不同類型的電纜，并且在變電站運行的過程中會出現輔助接點不可靠、戶外電纜損壞等問題，再加上防誤功能會隨著二次接線而出現不穩定的現象，不容易進行修正作業，從而無法實現真正意義上的五防保護。

4 現代微機五防技術對煤礦開采的重要性

隨著我國煤礦發展速度的加快，傳統的防誤技術早已不能進行有效的防誤，煤礦變電站需要更加優秀的防誤措施來保證變電站運行的問題。微機五防技術無論是從理論上還是實際上來看，其技術水平均高于傳統的電器閉鎖防誤措施，傳統防誤措施中所不能做到的防誤點，現代化的微機防誤技術都可輕松得做好，從而形成完整的微機五防技術，全面提升煤礦變電站供電的安全、穩定和高效，保證了煤礦開采人員的生命安全和煤礦開采的成本。

5 結語

隨著我國計算機技術的不斷上升，煤礦變電站自動化程度對電氣五防技術的質量要求也越來越高，傳統的電氣防誤技術難以滿足現有的需求，微機五防技術作為現代較為成功的五防技術，雖然在變電站中取得了良好的效果，但是技術性能和操作難易程度都應該進行進一步改進。

［1］ 王海波.煤礦變電站供電系統防誤操作技術淺析［J］.黑龍江科技信息，2011（24）：30.

［2］ 傅文鋒.全過程防誤閉鎖系統的研究與應用［D］.廣東：華南理工大學，2012.

［3］ 李功新.基于可拓推演方法的調控一體防誤操作系統研究與應用［D］.武漢：武漢大學，2014.

［4］ 陳步威.煤礦無人值守變電站自動化系統的研究與設計［D］.河南：河南理工大學，2012.

［5］ 黃健洪.變電站在線式五防系統研究［D］.廣東：華南理工大學，2014.

［6］ 馮新民.南通檢修分部變電站綜合自動化改造工程研究［D］.江蘇：南京理工大學，2012.