淺談35千伏煤礦變電站運維管理係統和故障處理

hth下载地址 陳聰

摘要：為(wei) 了減少35kV煤礦變電站運行中的安全隱患或事故，針對其運行特點提出了相應的管理措施。煤礦變電站存在運行人員素質低、管理製度不完善、設備老舊和防誤技術不完善等問題，本文從(cong) 人員管理、製度建設和設備檢修角度提出了相應的管理建議。

關(guan) 鍵詞：井下35kV變電站；安全管理；故障處理；製度建設

0、引言

煤礦井35kV變電站是煤礦井下、辦公區域和職工生活區的供電電源，礦區的各類負荷都依賴變電站的安全穩定運行。變電站如果出現誤操作、斷路器跳閘等事件將引起相應供電區域停電，嚴(yan) 重時還可能導致變電站操作人員和井下煤炭生產(chan) 人員的人身事故。本文總結了35kV變電站人員管理、製度建設、設備檢修和防誤操作管理等方麵的特點，並針對各類型的現狀給出了相應的管理建議，對減少電氣誤操作提高變電站的安全管理水平具有一定作用。

1、運行特點

由於(yu) 供煤礦35kV變電站是煤礦企業(ye) 供電電源，在運行過程中存在以下特點：人員方麵，變電站值守人員少，操作技能不足；製度方麵，變電站管理製度較落後，執行效率較低；運行環境方麵，變電站建設於(yu) 煤礦附近，存在煤塵汙染問題；防誤操作方麵，主要依賴電氣防誤。由於(yu) 上述特點的存在，變電站可能存在的隱患有：運行人員自身職業(ye) 素質或安全意識導致誤操作等事件；管理製度缺陷導致長期存在安全隱患；設備服役年限較長或檢修周期較長導致的設備故障；由於(yu) 電氣防誤操作技術不夠完善，在電氣元件損壞的情況下操作人員易發生誤操作。

1. 人員管理

煤礦井下煤礦變電站的工作環境較為(wei) 偏僻，長期在站內(nei) 封閉環境值守的人員，容易存在情緒麻痹、責任心下降等現象，在遇到操作或者事故處理時容易出現誤操作。因此在運維值班模式上要轉變管理方式，目前35kV變電站的值班模式分為(wei) 有人值班模式和無人值班模式。值班模式要考慮變電站的設備狀況、交通便捷程度等情況，對於(yu) 值班周期較長的變電站，要適當縮短輪換周期，保障值班人員的休息時間和情緒穩定。煤礦變電站值班人員的技能水平參差不齊，目前大部分在運行的煤礦變電站配置了綜合自動化係統，如圖1所示。綜合自動化係統能使值班人員通過後台監測站內(nei) 一二次設備的運行狀態和負荷情況。綜合自動化係統為(wei) 變電站值班人員提供了便利的同時，也對變電站的值班人員提出了新的工作內(nei) 容和要求。綜合自動化係統包括監控主機、MCU主控單元、現場總線以及各類測控和保護裝置等，在變電站巡視和檢查維護中要注意綜合自動化裝置的運行狀態，對指示燈、液晶顯示屏、網線和監控軟件等進行維護檢查。對於(yu) 不熟悉微機操作和保護裝置操作的值班人員要加強培訓，增加工作責任心。

圖1變電站綜合自動化係統結構

1. 製度建設

通過對煤礦由於(yu) 煤礦變電站的人員和設備等原因，在安全管理製度的建設和落實方麵存在一些問題。製度建設包括學習(xi) 製度和考核製度。由於(yu) 煤礦變電站值班人員的經驗、學曆、身體(ti) 素質等方麵的影響，值班人員對相關(guan) 規程和操作設備的熟悉程度不同，因此要建立完善的學習(xi) 製度。學習(xi) 內(nei) 容包括煤礦變電站相關(guan) 的國家和行業(ye) 標準、行業(ye) 安全規程和現場運行規程、新投產(chan) 設備的說明書(shu) 等。學習(xi) 方式包括課程學習(xi) 、現場操作和考試等。考核製度的建設包括安全考核和學習(xi) 考核。安全考核是指要將變電站安全運行情況與(yu) 值班員績效評價(jia) 掛鉤，以此增強值班員的安全意識，減少電氣誤操作事件的發生。學習(xi) 考核是指將值班員的業(ye) 務水平考試成績與(yu) 值班員績效評價(jia) 掛鉤，以此提高值班員的學習(xi) 熱情，保障學習(xi) 質量。為(wei) 了提高變電站的安全性和可靠性，學習(xi) 製度和考核製度的落實至關(guan) 重要。製度的落實離不開安全生產(chan) 管理部門的監督和變電站管理部門的配合。在製度落實之初出現各類問題要及時反饋，建立有效的溝通渠道，可通過現場調研、座談會(hui) 、事故分析會(hui) 等方式進行。

1. 故障分析與(yu) 處理

煤礦由於(yu) 煤礦生產(chan) 運行年限長、開采範圍擴大和井下電氣設備新增、升級等因素的影響，煤礦35kV變電站的設備運行存在以下特點：一是電氣主接線形式上不斷變化，新間隔和老間隔並存，同時還存在退役設備；二是設備的維護和檢修周期不固定，檢修計劃執行效率不高；三是設備的運行環境周圍存在煤塵汙染問題，設備老化現象明顯。針對上述設備問題，對煤礦35kV變電站的線路、變壓器、電容器和直流裝置等提出下列設備檢修管理建議。

4.1電力電纜

線路是變電站與(yu) 煤礦用電設備聯係的橋梁，線路的安全穩定運行直接關(guan) 係到煤礦用電安全，特別是直通井下的線路，更是關(guan) 係到生產(chan) 和人身安全的重要環節。變電站運行人員應當熟悉站內(nei) 所有出線的接線方式、負荷情況和電纜走向等，對架空線路應當注意檢查是否存在異物懸掛，對電纜線路應當著重檢查電纜絕緣是否完好。針對電力線纜的常見故障種類等，其工作要點：一是對接地點電阻超過正常範圍的電纜接頭套上金屬屏蔽層；二是及時清理電纜溝道裏麵的異物，對排水通風等定期進行檢查，特別是在夏季避免因高溫引起的電纜故障；三是對新建的電纜隱蔽工程要進行嚴(yan) 格驗收，避免出現安全隱患；四是嚴(yan) 格執行電纜的采購標準，對電纜的容量和長度等關(guan) 鍵參數要反複確認。

4.2主變壓器

主變壓器是變電站的核心設備，一旦發生故障停用則可能直接導致煤礦大麵積失去電源。變壓器的運行中應著重檢查油位、繞組溫度和絕緣封包等問題。夏季變壓器可能由於(yu) 溫度高導致油位增高，冬季可能由於(yu) 溫度低或者漏油等原因導致油位降低，發現這些問題應當及時放油或補油。夏季或者生產(chan) 旺季，主變壓器可能運行於(yu) 溫度高、過負荷等狀態下，要加強主變油位、油溫的巡視。主變壓器可能因重瓦斯動作或差動保護動作而發生跳閘，針對各種情況的跳閘要熟悉故障特征，提前製定事故處理流程和送電操作步驟。

4.3電容器

電容器是為(wei) 係統提供無功功率的器件，起到穩定電壓和提高功率因數的作用。電容器在運行中容易出現接頭發熱、外殼變形和漏油等現象，因此要在巡視中注意觀察電容器的外觀，並配合進行紅外測溫，及時發現隱患，對於(yu) 出現上述現象的電容器應當立即停用更換。對於(yu) 室內(nei) 布置的電容器組，要定期檢查照明、通風等設施，對於(yu) 室外布置的電容器組，特別注意檢查電容器網門是否完好，防止小動物進入。

4.4直流裝置

變電站直流裝置是為(wei) 保護裝置、控製裝置和照明等供電的電源，其安全穩定運行關(guan) 係到整個(ge) 變電站其他設備的運行安全。直流係統一點接地的影響不大，但是當係統出現兩(liang) 點接地時就容易出現保護裝置誤動或者拒動，引起甩負荷或者故障範圍擴大等後果。直流裝置在運行中容易發生直流接地故障，特別是在雨季空氣潮濕，如果出現絕緣下降的情況，變電站運行人員應當檢查各回路並及時處理，避免造成更大事故。

4.5真空斷路器

變電站內(nei) 的高壓開關(guan) 櫃內(nei) 普遍裝設的斷路器為(wei) 真空斷路器，它將工作電流置於(yu) 真空泡中進行滅弧，具有免維護、壽命長、適用於(yu) 頻繁操作、體(ti) 積小、重量輕的優(you) 點。真空斷路器經常發生的故障主要有真空泡滅弧性能下降、分閘回路短路或斷路，以及分合閘不同期等。在運行中，由於(yu) 真空泡的真空度不受外部檢測手段約束，因此在產(chan) 生缺陷時無法及時發現，等到下次斷路器動作時才能表現出故障。真空泡的真空度降低以後，會(hui) 導致滅弧性能下降，嚴(yan) 重時可能導致斷路器爆炸。真空泡真空度下降的原因有兩(liang) 方麵，一是本身出廠時波形管存在漏點；二是安裝操作連杆的距離過遠，導致斷路器操作中出現彈跳和超行程等問題。分閘回路故障會(hui) 導致保護裝置無法分斷故障電流，造成現場設備燒毀和越級跳閘。常見的原因有分閘線圈燒毀、操作電源電壓低、分閘杆變形等。真空斷路器的分合閘不同期需要專(zhuan) 業(ye) 測試工具，一般煤礦變電站少有此類檢測手段，因此較難在早期發現。

4.6電壓互感器

電壓互感器經常出現的故障有鐵磁諧振導致繞組燒毀、操作不當引起的二次反送電等。在正常運行的電力係統中，電壓互感器隻承受工作電壓，不經過工作電流，並且設計上避免了諧振影響，因此較少存在發熱等缺陷。在某些特殊情況下，電壓互感器的鐵心會(hui) 飽和，導致鐵心感抗發生變化，當電壓互感器感抗和線路對的容抗相等或接近時會(hui) 發生諧振，此時相當於(yu) 電壓互感器的感抗和線路容抗並聯在母線上，並聯諧振導致電壓互感器承受很大過電壓，嚴(yan) 重時會(hui) 導致繞組發熱甚至爆炸。電壓互感器二次反送電就是當一條母線檢修時，該條母線的電壓互感器在停電操作時二次沒有斷開，在其它電壓互感器與(yu) 之形成串聯回路時，電壓互感器會(hui) 向母線反送電，導致在母線上或者電壓互感器上工作的檢修人員電擊危險。為(wei) 了防止出現這種情況，一是在停電操作時做好安全措施，拉開二次空開，在檢修未完成時嚴(yan) 禁合閘送電；二是在檢修刀閘特別是母線刀閘時繼電保護人員應和一次檢修人員一起工作，確保二次回路接線正確。

4.7防誤操作管理

防誤操作主要指的是變電站內(nei) 設備的五防功能，即防止誤入帶電間隔，防止誤拉合斷路器，防止帶地線合隔離開關(guan) ，防止帶負荷拉合隔離開關(guan) ，防止帶電掛接地線。傳(chuan) 統的變電站采用電氣防誤閉鎖措施，一般通過電氣二次回路中繼電器輔助接點位置變化實現。煤礦變電站內(nei) 的開關(guan) 櫃具有基本的機械或電氣閉鎖邏輯，例如斷路器小車位置和接地刀閘之間存在機械閉鎖，斷路器小車在運行位置時不允許拉合接地刀閘，接地刀閘和開關(guan) 櫃後櫃門之間存在電磁閉鎖，接地刀閘在分位時無法打開後櫃門，隻有接地刀閘在合位時電磁鎖才能打開，從(cong) 而打開後櫃門。以上的防誤手段均為(wei) 設備自帶，存在機械裝置和電磁裝置元件損壞的風險。現代變電站普遍配置了微機防誤係統，如圖2所示。通過電腦鑰匙、電子編碼鎖等方式對站內(nei) 開關(guan) 、電容器網門、地線等元件進行防誤閉鎖，可有效降低誤操作風險。在防誤閉鎖裝置管理上要健全管理製度，在確實需要解鎖操作時需要通過安全管理部門履行相應的解鎖手續，避免隨意解鎖。

防誤主機

打印機

後台機

機械編電編鎖銷地線樁地線頭閉鎖盒驗電器狀態監視器碼鎖碼鎖

圖2微機防誤閉鎖係統組成

5、hth下载地址AcrelCloud-1000變電所運維雲(yun) 平台

5.1概述

基於(yu) 互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的雲(yun) 端管理平台，滿足用戶或運維公司監測眾(zhong) 多變電所回路運行狀態和參數、室內(nei) 環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視屏場景等需求，實現數據一個(ge) 中星，集中存儲(chu) 、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，並完成有關(guan) 設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

5.2應用場所

適用於(yu) 電信、金融、交通、能源、醫用衛生、文體(ti) 、教育科研、農(nong) 林水利、商業(ye) 服務、公用事業(ye) 等行業(ye) 變配電運行維護係統的新建、擴建和改建。

5.3係統結構

係統可分為(wei) 四層：即感知層、傳(chuan) 輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀(yi) 表、溫濕度監測裝置、攝影頭、開關(guan) 量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關(guan) RS485端口。

傳(chuan) 輸層：包含現場智能網關(guan) 和交換機等設備。智能網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，並通過交換機把數據上傳(chuan) 至對應的服務器端口，網絡故障時數據可存儲(chu) 在本地，待網絡恢複時從(cong) 中斷的位置繼續上傳(chuan) 數據，保證服務器端數據不丟(diu) 失。

應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小於(yu) 30個(ge) 則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關(guan) 主動傳(chuan) 送過來的數據。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平台信息。

5.4係統功能

5.4.1用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為(wei) 月。

5.4.2站點監測

站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

5.4.3變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個(ge) 站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

5.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關(guan) 變電所在地圖上位置及總量信息。

5.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關(guan) 狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。

5.4.6視屏監控

視屏監控展示了當前實時畫麵（視屏直播），選中某一個(ge) 變配電站，即可查看該變配電站內(nei) 視屏信息。

5.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路相應采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統計。

5.4.8警報信息

對平台所有警報信息進行分析。

5.4.9任務管理

任務管理頁麵可以發布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，可以點擊查看任務查看具體(ti) 的巡檢信息。

5.4.10用戶報告

用戶報告頁麵主要用於(yu) 對選定的變配電站自動匯總一個(ge) 月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、警報事件等進行統計分析，並列出在該周期內(nei) 巡檢時發現的各類缺失及處理情況。

5.4.11APP監測

電力運維手機支持“監控係統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺失記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件警報查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

5.5係統硬件配置

6、結語

35kV煤礦變電站是煤礦生產(chan) 、辦公和生活區域的電力來源，其安全穩定運行是煤炭生產(chan) 、辦公和職工生活的基本保障。本文從(cong) 人員、製度、設備和防誤操作等方麵總結了煤礦變電站的特點，針對各類型特點給出了相應的管理建議，對煤礦變電站的安全穩定運行具有一定意義(yi) 。

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