＊康新挺

（山西三聚盛輸變電工程有限公司 山西 030024）

變電站在我國礦井生產(chǎn)活動中作為重要的設(shè)備設(shè)施，其運行的穩(wěn)定性對于煤礦生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率具有決定性的作用。在變電站的日常運行活動中，應(yīng)用到了多種類型的設(shè)備設(shè)施，現(xiàn)場要加強對此類設(shè)備的有效管理，防范變電站中的運行故障風險，結(jié)合煤礦變電站在運行活動中存在的多類型故障問題的原因，制定可行的防治策略，提高礦井安全生產(chǎn)的水平。

1.煤礦變電站運行的原理

煤礦變電站運行是一個復(fù)雜的過程，變電站工作系統(tǒng)具有一定的綜合性，運行過程中對于精細化的要求較高，在變電站的運行故障防范和維護中，要求工作人員明確變電站的運行原理，加強有效的故障預(yù)防和故障處理。變電站是改變電壓的場所，在電力系統(tǒng)中作為電力設(shè)施，具有接受電能、分配電能、變換電壓的功能，對電流的流向進行控制，具有調(diào)整電壓的作用。在發(fā)電廠的運行過程中，為了將其中的電能輸送到其他位置，必須要進行電壓轉(zhuǎn)換，將電壓升高，轉(zhuǎn)變成高壓電之后運輸?shù)接脩舾浇俳档碗妷?，利用升降電壓的原理完成變電目標?/p>

該運行過程中，變電站作為必要的設(shè)施，其中應(yīng)用到了開關(guān)變壓器等有關(guān)設(shè)備，變壓器是變電站當中的核心設(shè)備，其中包括雙繞組變壓器、三繞組變壓器，高低壓運行過程中共用一個繞組，抽出高壓繞組中間的一個頭作為變壓器，應(yīng)用到低壓繞組的出線中。電壓高低和繞組的匝數(shù)之間有著密切的關(guān)系，二者呈正比，電流和繞組匝數(shù)之間呈反比關(guān)系。按照作用的不同，對變壓器進行分類，劃分成升壓變壓器、降壓變壓器，升壓變壓器是在電力系統(tǒng)送端變電站中發(fā)揮出穩(wěn)定功能的一項設(shè)備，而降壓變壓器是在受端變電站中應(yīng)用的設(shè)備。變電站自動化系統(tǒng)見圖1。

圖1 變電站自動化系統(tǒng)圖

變壓器的電壓和電力系統(tǒng)的電壓之間應(yīng)具備較強的適應(yīng)性，結(jié)合不同的負荷情況與需求，要確保電壓合格，通過切換變壓器分接頭的形式，保證電壓的穩(wěn)定性。電壓互感器和電流互感器在運行過程中和變壓器的運行原理相似，互感器可以發(fā)揮出轉(zhuǎn)換的功能，將高電壓設(shè)備母線的運行電壓按照一定的規(guī)定比例，變成低電壓和小電流，適用于測量儀表、繼電保護和控制設(shè)備的運行。在額定運行情況下，電壓互感器的二次電壓值為100V，電流互感器的二次電流也要達到一定的標準值，以1A或5A為規(guī)范參考[1]。

2.煤礦變電站運行中的故障類型

（1）操作故障。煤礦變電站的運行過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的故障涵蓋了操作故障，在日常的地面變電站生產(chǎn)過程中，由于工作人員出現(xiàn)操作失誤問題，將會引起一系列的操作故障和安全事件風險。工作人員操作不當、對操作規(guī)程不熟悉，將會增加安全事故問題的發(fā)生幾率，例如操作人員在模擬操作的環(huán)節(jié)，輸入開關(guān)柜編號時出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致開關(guān)出現(xiàn)誤操作問題，在綜合保障裝置的應(yīng)用中，出現(xiàn)傳動功能的錯誤操作。

在變電站變壓器接線過程中，出現(xiàn)操作不規(guī)范、接線方式不合格的問題，增加了電路短路的幾率，短路后的線路溫度出現(xiàn)過度升高的情況，會導(dǎo)致地面變電站難以正常穩(wěn)定的運行，出現(xiàn)一系列故障風險。尤其是油箱壓力增加，會對煤礦變電站的安全運行造成威脅，增加現(xiàn)場安全事故問題的發(fā)生幾率。與此同時，現(xiàn)場的變電站運行工作中，工作人員需要接觸多種類型的設(shè)備，變電站的工作性質(zhì)較為特殊，在長期高負荷的運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生機械設(shè)備故障問題的幾率較高，對變電站甚至整個煤礦生產(chǎn)的安全造成了直接的影響。

（2）管理不當。在煤礦變電站運行的現(xiàn)代化、規(guī)范化建設(shè)和發(fā)展過程中，煤礦變電站運行時發(fā)生安全事故問題的概率顯著增長，這對煤礦活動的安全生產(chǎn)、高效運行產(chǎn)生了嚴重的影響，對我國的經(jīng)濟建設(shè)也形成了一定程度的限制。煤礦變電站發(fā)生事故問題受到了人們的高度重視。但是在具體的生產(chǎn)實踐中，管理人員工作落實不到位，缺少對煤礦變電站安全事故問題防范和治理的觀念，管理力度不足，缺少科學、合理的變電站管理措施，現(xiàn)場的管理方案可操作性有限。

3.煤礦變電站運行安全管理及故障防治的要點

（1）檢查線路。在煤礦變電站的日常運行活動中，加強對變電站的安全管理和維護，針對故障進行有效的處理，需要在線路檢查的過程中，合理保證接線方式連接的科學性，確保整個礦井變電站運行的穩(wěn)定性。在整個礦井供電系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中，檢查線路工作是關(guān)鍵的工序，操作人員需要結(jié)合變電站的線路運行情況，合理的做好科學檢查、全面檢查，提高變電站通電線路運行的綜合水平、綜合效果，保證其處于安全良好的狀態(tài)下運行。在日常檢查變電站的線路過程中，操作人員需要明確線路合理配置的重要意義，根據(jù)有關(guān)的操作規(guī)程要求來檢查線路，了解線路的運行方式，降低低級錯誤的風險，對管理不當問題引起的失誤進行有效防范。

結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，工作人員需要制定應(yīng)急預(yù)案和可行的故障處理措施，防范故障問題的進一步蔓延，對于可能發(fā)生的突發(fā)狀況，進行預(yù)測和分析，制定快速故障搶修的方案，在短時間內(nèi)維修故障，加強對設(shè)備設(shè)施的管理，降低危害程度，確保整個礦井運行的安全性和高效性。工作人員檢查線路時，要將關(guān)注的重點放在變電站日常運行過程中，檢查線路是否完好，對于線路中出現(xiàn)的未接地現(xiàn)象要進行及時的改進和處理，加強對線路短路問題的防治，確保整個電路系統(tǒng)運行的安全性，實現(xiàn)高效運轉(zhuǎn)，保持變電站的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益不受影響，數(shù)字式互感器采樣值傳輸流程見圖2[3]。

圖2 數(shù)字式互感器采樣值傳輸流程

（2）變壓器故障處理。在變電站日常運行活動中，變壓器作為關(guān)鍵的部件之一，決定了變電站的運行安全性和運行穩(wěn)定性，為了保證變電站能夠長期處于良好的狀態(tài)下運行，工作人員需要及時處理變壓器的有關(guān)故障問題，預(yù)防變壓器故障風險的進一步蔓延。在處理變壓器故障問題時，需要從多個層面制定變壓器故障防治的方案，首先要檢查變壓器的耐受性，因為變壓器是否具有良好的耐受性，在一定程度上直接決定了變壓器的運行狀態(tài)、運行效益。

檢查變壓器時，要保持變壓器的工作環(huán)境穩(wěn)定，具有良好的干燥性、通風性效果，要將一定數(shù)量的干燥劑放置在內(nèi)部，定期更換干燥劑，保證煤礦變電站運行的安全性和穩(wěn)定性，防范安全事故問題的發(fā)生，降低事故問題的發(fā)生幾率，強化礦井生產(chǎn)活動的安全性。還需要定期制定檢查制度，每年檢修變壓器，了解變壓器的運行情況，對故障風險進行防治，監(jiān)察瓦斯繼電器。在必要的情況下，可以通過加裝防護罩的方式，保護瓦斯繼電器的運行安全性，防止出現(xiàn)外部因素下瓦斯繼電器動作的風險問題，確保變壓器在運行活動中不受影響，強化其安全功能，降低安全事故問題的發(fā)生幾率。

（3）變電站電容器故障處理。在變電站的運行活動中，電容器作為容納電荷的器件，有利于保證變電站供電質(zhì)量的可靠性，發(fā)生電容器故障問題時，針對其中出現(xiàn)的管道破裂、電火花問題等要進行防治，分析其原因，防范電容器故障問題的進一步蔓延。例如當出現(xiàn)電容器套管爆炸、著火等問題時，需要立即斷開電源，使用干式滅火器，緊急進行滅火處理。如果出現(xiàn)了電容器保險熔斷的現(xiàn)象，需要將電源切斷后，用放電處理的方式，檢查電容器的內(nèi)外部情況。發(fā)生短路和跳閘的現(xiàn)象，要放電3min以上，再進行電容器外部檢查，了解斷路器電流互感器的電力電纜情況。

（4）無功補償裝置故障。在變電站中，無功補償是關(guān)鍵的構(gòu)件之一，其運行狀態(tài)和變電站的工作質(zhì)量、運行效益息息相關(guān)，檢察無功補償裝置過程中，操作人員需要注意加強對故障問題的分析，定期檢查無功補償裝置的運行情況。注意對無功補償裝置的外部情況和內(nèi)部運行情況加強了解和掌握，對裝置各個部位的連接件進行檢查，定期做好清潔工作。在啟動柜輸入連接、輸出連接、功率柜全部電源輸出連接和輸入連接的檢測中，需要進行詳細的檢查分析。在無功補償投入運行之后，要用先進的設(shè)備設(shè)施，對內(nèi)部溫度進行檢測和分析，例如使用非接觸式溫度測量儀器，對裝置內(nèi)部的溫度進行檢查。

測量涵蓋全部的導(dǎo)電連接處的溫度參數(shù)指標，要在采集數(shù)據(jù)信息的過程中，對照規(guī)范的溫度要求和標準，合理調(diào)整無功補償裝置的運行情況。當相對環(huán)境溫度升高值超過20℃的情況下，需要采取停機檢測的方法處理，緊固導(dǎo)電連接的位置和接地線等位置的連接點，在緊固處理中，保證系統(tǒng)運行的可靠性，達到一定的接觸可靠要求。值得一提的是，對于室內(nèi)的溫度要加強關(guān)注，室內(nèi)溫度如果超過了38℃，需要及時采取降溫處理措施，開啟空調(diào)或加強內(nèi)外通風，將功率柜柜門打開，利用多種方法降低室內(nèi)溫度。室內(nèi)溫度不超過20℃時，需要將功率柜風機停止，當室內(nèi)溫度超過20℃時，再重新開啟功率柜風機，從而確保整個變電站運行具有較高的工作效率和良好的工作質(zhì)量。

（5）直流系統(tǒng)故障處理。在我國的煤礦生產(chǎn)活動中，煤礦變電站的運行故障問題可以分為多種不同的類型，其中直流系統(tǒng)故障是常見的故障之一，應(yīng)加強對此類故障的維護，在礦井日常的變電站事故防治中，工作人員需要重視直流系統(tǒng)的運行狀況，了解直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對直流系統(tǒng)中存在的故障問題進行早期的防治。在檢查設(shè)備的過程中，操作人員需要制定詳細的檢查方案，定期展開直流系統(tǒng)的檢測工作，查看其是否處于穩(wěn)定的狀態(tài)下運行。

發(fā)生異常情況時，操作人員需要以最快的速度將電流切斷，同時檢查電路回路，明確檢測內(nèi)容，包括充電回路、信號回路、備用電源回路、合閘回路、高壓控制回路、照明系統(tǒng)和戶外回路。對不同回路系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行分析，確保整個礦井狀態(tài)運行的穩(wěn)定性、高效性，降低安全事故問題的發(fā)生風險，增強礦井生產(chǎn)活動的質(zhì)量和效率。

（6）故障診斷技術(shù)。對變電站運行設(shè)備要進行定期的檢測，了解設(shè)備的運行狀態(tài)，制定定期的維護計劃，利用故障診斷技術(shù)，提高對變電站運行設(shè)備的診斷水平、診斷效果，對設(shè)備中存在的潛在隱患問題進行有效的防治處理。采取有效措施，提高變電站運行設(shè)備的故障診斷效率和檢查水平，這對技術(shù)人員有著較高的要求。技術(shù)人員和工程師需要熟練的運用設(shè)備原理知識，了解設(shè)備構(gòu)成，利用已有經(jīng)驗和專業(yè)的理論知識基礎(chǔ)，對維修方案進行策劃，提高對變電運行設(shè)備的故障診斷準確性。該方式有著較高的維修成本，因此在使用頻率不高的設(shè)備中使用。

利用預(yù)知維修的技術(shù)方法，密切的監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，也是診斷變電運行設(shè)備故障的一種有效方式，預(yù)知維修可以較早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障問題，明確故障原因，采取有效的處理措施，降低突發(fā)性故障問題的風險。該方式是一種具有主動性的維修方法，對于工程師的專業(yè)技術(shù)水平同樣具有較高的要求，在設(shè)備的安全性、時效性方面，要達到一定的維修技術(shù)水平，才能夠使用預(yù)知維修的措施。在變電站運行設(shè)備的故障診斷中，要求技術(shù)人員明確變電站運行安全、運行穩(wěn)定性的重要作用，合理利用故障診斷技術(shù)，制定故障診斷的計劃和方案，提高故障診斷的效率。

4.結(jié)論

綜上所述，在我國的煤礦生產(chǎn)中，煤礦變電站要求管理人員加強對煤礦變電站安全運行、穩(wěn)定性的嚴格管控，強化對變電站運行風險的防范和治理。最大限度的優(yōu)化礦井的生產(chǎn)模式，提高變電站的運行質(zhì)量，確保礦井生產(chǎn)活動向著安全、高效的方向探索，提高我國的工業(yè)建設(shè)水平。