煤矿变电站常见故障及预防措施

狄 鑫

（大同煤矿集团电业有限责任公司, 山西 大同 037003）

引言

煤矿变电站是煤矿重要供电设施，变电站及其设备稳定运行是矿区及井下安全供电的重要保障，但是在实际变电站供电过程中，由于变电站供电设备管理维护不当、设备操作不当、设备老化现象严重以及变电站自动化水平低等原因，变电站经常出现故障，影响煤矿安稳供电，不仅降低了煤矿生产效率，而且很容易发生煤矿重大安全事故。对此，为了进一步提高煤矿供电稳定性，降低供电事故，大同煤矿集团电业有限责任公司对变电站常见故障进行合理分析，并提出相应预防措施[1]。

1 煤矿变电站常见故障及其原因

1.1 操作故障

地面变电站内的值守人员对设备操作不当是造成变电站事故发生的原因之一。值守人员没有经过专业的培训，实际工作中对设备的相关操作规程不熟悉，导致在停送电过程中发生事故的概率较大。比如值守人员未按照停送电步骤停送电；设备停电后未及时挂停电牌；设备停电检修时未进行验电、放电操作；变压器的接线工艺达不到要求，接线头在送电后由于接线头不合格，电缆在通电后会产生高温，导致变压器内的油温升高，而油温升高又会导致变压器内压力增大，给整个变电站的稳定供电造成巨大的安全隐患。而且，变电站内的工作人员由于工作时间较长，长时间的工作会导致值守人员安全意识下降，这些都是变电站的安全隐患[2-3]。

1.2 管理失误

由于千万吨现代化矿井的不断建成，整个矿井对供电的需要也越来越大，变电站的各类安全事故会对不断增加供电负荷造成巨大隐患，也会制约矿井的可持续发展。通过分析发现，出现以上事故的主要原因就是管理人员对员工的培训力度不够，相关特种作业人员未能经过专业培训取得特殊工种证，同时技术人员应对变电站的两段母线运行方式进行合理的规划，防止两段母线由于电流不平衡给变电站造成安全隐患，甚至发生人身伤害事故[4]。

2 变电站常见故障处理办法

2.1 检查线路

1）变电站的技术人员在日常的工作中要对线路进行合理的规划，这是确保变电站安全有效运行的关键，也是矿井供电系统稳定的核心。因此，变电站的设计人员要对变电站各负荷的运行线路进行合理的分配，确保变电站内各设备及线路能够处于最佳状态。

2）变电站的操作人员应当按照巡检制度，定期对变电站的设备及线路进行巡视，发现有异常或异响时及时处理，防止设备出现事故。此外，技术人员还需根据实际情况编写相应的应急预案及事故措施，确保在事故发生后工作人员能够第一时间按照预案及措施的规定及时作出合理的相应，缩短事故的处理时间及影响范围[5]。

3）变电站的巡线人员还需加强对线路的检查，定期对变电站及杆塔上的线路进行巡视，发现设备有不接地或漏电时及时进行处理，防止隐患扩大造成供电事故。

2.2 处理故障

2.2.1 变压器故障的处理

变电站的所有设备中，变压器是一个主要的变压设备，其能否稳定运转直接影响变电站内其他供电分路的稳定。为了确保变电站的稳定运行，检修人员应该按照相关规定，每年对变电站进行停电检修，发现隐患及时处理。检修人员可以通过以下几个方面进行检查：

1）检查变压器的耐受性，可以通过检查变压器的耐受性来判断变压器的运行状态。

2）对变压器内部的干燥度进行检查，可以通过定期更换变压器内部的干燥器来确保变压器处于干燥环境，从而使变压器处于最佳的运行状态，防止断电事故的发生，确保变压器出现短路及生锈现象，保证供电系统安全有效运行。

3）在对变压器的辅助设备检查时，一定要留意变压器的瓦斯继电器。为了能够防止瓦斯继电器误动作，可以在瓦斯继电器周围安装防护罩，避免外部碰撞导致瓦斯继电器动作，影响设备的运行。

2.2.2 无功补偿装置故障的处理

1）无功补偿是一种能够保证供电电网电压稳定的装置，是变电站的主要设备。当变电站内出现电压异常时，无功补偿及时投入能够确保变电站处于稳定的运转状态，对变电站的稳定供电具有重要意义。

2）检修人员在日常检修时，可以通过外部观察及内部进入设置单元了解设备的投入状态，确保无功补偿的投入。同时，检修人员对无功补偿系统的连接件进行清洁处理，比如启动柜及功率柜的输入及输出端。

3）无功补偿投入后，值守人员还需定期使用温度探测仪对设备内部的各个连接线进行温度检测，发现内部的工作环境超过20 ℃时，要及时检查，必要时可以断电后对其内部的连接点进行紧固。此外还需控制室外的温度，当室内温度超过38 ℃时要及时开窗通风，有条件可以多安装几台空调进行降温；当室内温度低于2 ℃时，可以暂时停止功率柜风机，当温度回升后方可开启。

2.2.3 直流系统故障的处理

从目前变电站发生事故的概率可以看出，直流系统是每个变电站最容易出现事故的系统。因此，在日常维护时，检修人员要特别重视直流系统的检查。当发现直流系统有故障时，可以通过短时间断电来检查设备异常位置，此外还需对直流系统的合闸、分闸、备用电源、信号照明及保护回路进行检查，确保系统的每个回路均处于稳定的运行状态。

2.3 安装变电站自动监控系统

为了实时监测变电站供电状态、设备运行情况，可对变电站安装基于ARM 嵌入式的煤矿变电站自动监控系统。该系统主要由主机系统、工业以太网、以太环网交换机、PLC 主控制器、通信设备、110 kV/35 kV 微机保护装置等部分组成。通过该系统可实时对变电站供电稳定情况、设备运行情况等进行监测，当变电站出现故障时可及时查出故障源，并上传至远程操控室内，从而能够及时有效的排除故障。

3 结语

通过对地面变电所日常出现故障及注意事项进行分析，并对出现的问题采取有效的处理措施，能够确保变电站在出现事故时能够采取有效的处理措施，启动应急预案进行处理。2018 年7 月，大同煤矿集团电业有限责任公司对矿区变电站采取了故障预防措施，截止2019 年1 月，通过6 个月实际应用效果观察发现，采取预防措施后变电站供电效率大大提升，使供电效率提升至98.4%，变电站设备故障率降低至4%以下，取得了显著应用成效，对维持矿井稳定高效的供电具有重要意义。