煤礦變電站常見故障及預防措施

狄 鑫

（大同煤礦集團電業有限責任公司, 山西 大同 037003）

引言

煤礦變電站是煤礦重要供電設施，變電站及其設備穩定運行是礦區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，由于變電站供電設備管理維護不當、設備操作不當、設備老化現象嚴重以及變電站自動化水平低等原因，變電站經常出現故障，影響煤礦安穩供電，不僅降低了煤礦生產效率，而且很容易發生煤礦重大安全事故。對此，為了進一步提高煤礦供電穩定性，降低供電事故，大同煤礦集團電業有限責任公司對變電站常見故障進行合理分析，并提出相應預防措施[1]。

1 煤礦變電站常見故障及其原因

1.1 操作故障

地面變電站內的值守人員對設備操作不當是造成變電站事故發生的原因之一。值守人員沒有經過專業的培訓，實際工作中對設備的相關操作規程不熟悉，導致在停送電過程中發生事故的概率較大。比如值守人員未按照停送電步驟停送電；設備停電后未及時掛停電牌；設備停電檢修時未進行驗電、放電操作；變壓器的接線工藝達不到要求，接線頭在送電后由于接線頭不合格，電纜在通電后會產生高溫，導致變壓器內的油溫升高，而油溫升高又會導致變壓器內壓力增大，給整個變電站的穩定供電造成巨大的安全隱患。而且，變電站內的工作人員由于工作時間較長，長時間的工作會導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荷造成巨大隱患，也會制約礦井的可持續發展。通過分析發現，出現以上事故的主要原因就是管理人員對員工的培訓力度不夠，相關特種作業人員未能經過專業培訓取得特殊工種證，同時技術人員應對變電站的兩段母線運行方式進行合理的規劃，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）變電站的技術人員在日常的工作中要對線路進行合理的規劃，這是確保變電站安全有效運行的關鍵，也是礦井供電系統穩定的核心。因此，變電站的設計人員要對變電站各負荷的運行線路進行合理的分配，確保變電站內各設備及線路能夠處于最佳狀態。

2）變電站的操作人員應當按照巡檢制度，定期對變電站的設備及線路進行巡視，發現有異常或異響時及時處理，防止設備出現事故。此外，技術人員還需根據實際情況編寫相應的應急預案及事故措施，確保在事故發生后工作人員能夠第一時間按照預案及措施的規定及時作出合理的相應，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對線路的檢查，定期對變電站及桿塔上的線路進行巡視，發現設備有不接地或漏電時及時進行處理，防止隱患擴大造成供電事故。

2.2 處理故障

2.2.1 變壓器故障的處理

變電站的所有設備中，變壓器是一個主要的變壓設備，其能否穩定運轉直接影響變電站內其他供電分路的穩定。為了確保變電站的穩定運行，檢修人員應該按照相關規定，每年對變電站進行停電檢修，發現隱患及時處理。檢修人員可以通過以下幾個方面進行檢查：

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行狀態。

2）對變壓器內部的干燥度進行檢查，可以通過定期更換變壓器內部的干燥器來確保變壓器處于干燥環境，從而使變壓器處于最佳的運行狀態，防止斷電事故的發生，確保變壓器出現短路及生銹現象，保證供電系統安全有效運行。

3）在對變壓器的輔助設備檢查時，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罩，避免外部碰撞導致瓦斯繼電器動作，影響設備的運行。

2.2.2 無功補償裝置故障的處理

1）無功補償是一種能夠保證供電電網電壓穩定的裝置，是變電站的主要設備。當變電站內出現電壓異常時，無功補償及時投入能夠確保變電站處于穩定的運轉狀態，對變電站的穩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部進入設置單元了解設備的投入狀態，確保無功補償的投入。同時，檢修人員對無功補償系統的連接件進行清潔處理，比如啟動柜及功率柜的輸入及輸出端。

3）無功補償投入后，值守人員還需定期使用溫度探測儀對設備內部的各個連接線進行溫度檢測，發現內部的工作環境超過20 ℃時，要及時檢查，必要時可以斷電后對其內部的連接點進行緊固。此外還需控制室外的溫度，當室內溫度超過38 ℃時要及時開窗通風，有條件可以多安裝幾臺空調進行降溫；當室內溫度低于2 ℃時，可以暫時停止功率柜風機，當溫度回升后方可開啟。

2.2.3 直流系統故障的處理

從目前變電站發生事故的概率可以看出，直流系統是每個變電站最容易出現事故的系統。因此，在日常維護時，檢修人員要特別重視直流系統的檢查。當發現直流系統有故障時，可以通過短時間斷電來檢查設備異常位置，此外還需對直流系統的合閘、分閘、備用電源、信號照明及保護回路進行檢查，確保系統的每個回路均處于穩定的運行狀態。

2.3 安裝變電站自動監控系統

為了實時監測變電站供電狀態、設備運行情況，可對變電站安裝基于ARM 嵌入式的煤礦變電站自動監控系統。該系統主要由主機系統、工業以太網、以太環網交換機、PLC 主控制器、通信設備、110 kV/35 kV 微機保護裝置等部分組成。通過該系統可實時對變電站供電穩定情況、設備運行情況等進行監測，當變電站出現故障時可及時查出故障源，并上傳至遠程操控室內，從而能夠及時有效的排除故障。

3 結語

通過對地面變電所日常出現故障及注意事項進行分析，并對出現的問題采取有效的處理措施，能夠確保變電站在出現事故時能夠采取有效的處理措施，啟動應急預案進行處理。2018 年7 月，大同煤礦集團電業有限責任公司對礦區變電站采取了故障預防措施，截止2019 年1 月，通過6 個月實際應用效果觀察發現，采取預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%，變電站設備故障率降低至4%以下，取得了顯著應用成效，對維持礦井穩定高效的供電具有重要意義。