摘要：為了減少35kV煤礦變電站運行中的安全隱患或事故，針對其運行特點(diǎn)提出了相應的管理措施。煤礦變電站存在運行人員素質(zhì)低、管理制度不完善、設備老舊和防誤技術(shù)不完善等問(wèn)題，本文從人員管理、制度建設和設備檢修角度提出了相應的管理建議。

關(guān)鍵詞：井下35kV變電站；安全管理；故障處理；制度建設

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(lèi)負荷都依賴(lài)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，嚴重時(shí)還可能導致變電站操作人員和井下煤炭生產(chǎn)人員的人身事故。本文總結了35kV變電站人員管理、制度建設、設備檢修和防誤操作管理等方面的特點(diǎn)，并針對各類(lèi)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(diǎn)

由于供煤礦35kV變電站是煤礦企業(yè)供電電源，在運行過(guò)程中存在以下特點(diǎn)：人員方面，變電站值守人員少，操作技能不足；制度方面，變電站管理制度較落后，執行效率較低；運行環(huán)境方面，變電站建設于煤礦附近，存在煤塵污染問(wèn)題；防誤操作方面，主要依賴(lài)電氣防誤。由于上述特點(diǎn)的存在，變電站可能存在的隱患有：運行人員自身職業(yè)素質(zhì)或安全意識導致誤操作等事件；管理制度缺陷導致長(cháng)期存在安全隱患；設備服役年限較長(cháng)或檢修周期較長(cháng)導致的設備故障；由于電氣防誤操作技術(shù)不夠完善，在電氣元件損壞的情況下操作人員易發(fā)生誤操作。

1. 人員管理

煤礦井下煤礦變電站的工作環(huán)境較為偏僻，長(cháng)期在站內封閉環(huán)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(shí)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有人值班模式和無(wú)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，對于值班周期較長(cháng)的變電站，要適當縮短輪換周期，保障值班人員的休息時(shí)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(dòng)化系統，如圖1所示。綜合自動(dòng)化系統能使值班人員通過(guò)后臺監測站內一二次設備的運行狀態(tài)和負荷情況。綜合自動(dòng)化系統為變電站值班人員提供了便利的同時(shí)，也對變電站的值班人員提出了新的工作內容和要求。綜合自動(dòng)化系統包括監控主機、MCU主控單元、現場(chǎng)總線(xiàn)以及各類(lèi)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(dòng)化裝置的運行狀態(tài)，對指示燈、液晶顯示屏、網(wǎng)線(xiàn)和監控軟件等進(jìn)行維護檢查。對于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(dòng)化系統結構

1. 制度建設

通過(guò)對煤礦由于煤礦變電站的人員和設備等原因，在安全管理制度的建設和落實(shí)方面存在一些問(wèn)題。制度建設包括學(xué)習制度和考核制度。由于煤礦變電站值班人員的經(jīng)驗、學(xué)歷、身體素質(zhì)等方面的影響，值班人員對相關(guān)規程和操作設備的熟悉程度不同，因此要建立完善的學(xué)習制度。學(xué)習內容包括煤礦變電站相關(guān)的國家和行業(yè)標準、行業(yè)安全規程和現場(chǎng)運行規程、新投產(chǎn)設備的說(shuō)明書(shū)等。學(xué)習方式包括課程學(xué)習、現場(chǎng)操作和考試等?？己酥贫鹊慕ㄔO包括安全考核和學(xué)習考核。安全考核是指要將變電站安全運行情況與值班員績(jì)效評價(jià)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(fā)生。學(xué)習考核是指將值班員的業(yè)務(wù)水平考試成績(jì)與值班員績(jì)效評價(jià)掛鉤，以此提高值班員的學(xué)習熱情，保障學(xué)習質(zhì)量。為了提高變電站的安全性和可靠性，學(xué)習制度和考核制度的落實(shí)至關(guān)重要。制度的落實(shí)離不開(kāi)安全生產(chǎn)管理部門(mén)的監督和變電站管理部門(mén)的配合。在制度落實(shí)之初出現各類(lèi)問(wèn)題要及時(shí)反饋，建立有效的溝通渠道，可通過(guò)現場(chǎng)調研、座談會(huì )、事故分析會(huì )等方式進(jìn)行。

1. 故障分析與處理

煤礦由于煤礦生產(chǎn)運行年限長(cháng)、開(kāi)采范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(diǎn)：一是電氣主接線(xiàn)形式上不斷變化，新間隔和老間隔并存，同時(shí)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(huán)境周?chē)嬖诿簤m污染問(wèn)題，設備老化現象明顯。針對上述設備問(wèn)題，對煤礦35kV變電站的線(xiàn)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(xiàn)路是變電站與煤礦用電設備聯(lián)系的橋梁，線(xiàn)路的安全穩定運行直接關(guān)系到煤礦用電安全，特別是直通井下的線(xiàn)路，更是關(guān)系到生產(chǎn)和人身安全的重要環(huán)節。變電站運行人員應當熟悉站內所有出線(xiàn)的接線(xiàn)方式、負荷情況和電纜走向等，對架空線(xiàn)路應當注意檢查是否存在異物懸掛，對電纜線(xiàn)路應當著(zhù)重檢查電纜絕緣是否完好。針對電力線(xiàn)纜的常見(jiàn)故障種類(lèi)等，其工作要點(diǎn)：一是對接地點(diǎn)電阻超過(guò)正常范圍的電纜接頭套上金屬屏蔽層；二是及時(shí)清理電纜溝道里面的異物，對排水通風(fēng)等定期進(jìn)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(jìn)行嚴格驗收，避免出現安全隱患；四是嚴格執行電纜的采購標準，對電纜的容量和長(cháng)度等關(guān)鍵參數要反復確認。

4.2主變壓器

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

4.3電容器

電容器是為系統提供無(wú)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(fā)熱、外殼變形和漏油等現象，因此要在巡視中注意觀(guān)察電容器的外觀(guān)，并配合進(jìn)行紅外測溫，及時(shí)發(fā)現隱患，對于出現上述現象的電容器應當立即停用更換。對于室內布置的電容器組，要定期檢查照明、通風(fēng)等設施，對于室外布置的電容器組，特別注意檢查電容器網(wǎng)門(mén)是否完好，防止小動(dòng)物進(jìn)入。

4.4直流裝置

變電站直流裝置是為保護裝置、控制裝置和照明等供電的電源，其安全穩定運行關(guān)系到整個(gè)變電站其他設備的運行安全。直流系統一點(diǎn)接地的影響不大，但是當系統出現兩點(diǎn)接地時(shí)就容易出現保護裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)，引起甩負荷或者故障范圍擴大等后果。直流裝置在運行中容易發(fā)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并及時(shí)處理，避免造成更大事故。

4.5真空斷路器

變電站內的高壓開(kāi)關(guān)柜內普遍裝設的斷路器為真空斷路器，它將工作電流置于真空泡中進(jìn)行滅弧，具有免維護、壽命長(cháng)、適用于頻繁操作、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。真空斷路器經(jīng)常發(fā)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，由于真空泡的真空度不受外部檢測手段約束，因此在產(chǎn)生缺陷時(shí)無(wú)法及時(shí)發(fā)現，等到下次斷路器動(dòng)作時(shí)才能表現出故障。真空泡的真空度降低以后，會(huì )導致滅弧性能下降，嚴重時(shí)可能導致斷路器爆炸。真空泡真空度下降的原因有兩方面，一是本身出廠(chǎng)時(shí)波形管存在漏點(diǎn)；二是安裝操作連桿的距離過(guò)遠，導致斷路器操作中出現彈跳和超行程等問(wèn)題。分閘回路故障會(huì )導致保護裝置無(wú)法分斷故障電流，造成現場(chǎng)設備燒毀和越級跳閘。常見(jiàn)的原因有分閘線(xiàn)圈燒毀、操作電源電壓低、分閘桿變形等。真空斷路器的分合閘不同期需要專(zhuān)業(yè)測試工具，一般煤礦變電站少有此類(lèi)檢測手段，因此較難在早期發(fā)現。

4.6電壓互感器

電壓互感器經(jīng)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。在正常運行的電力系統中，電壓互感器只承受工作電壓，不經(jīng)過(guò)工作電流，并且設計上避免了諧振影響，因此較少存在發(fā)熱等缺陷。在某些特殊情況下，電壓互感器的鐵心會(huì )飽和，導致鐵心感抗發(fā)生變化，當電壓互感器感抗和線(xiàn)路對的容抗相等或接近時(shí)會(huì )發(fā)生諧振，此時(shí)相當于電壓互感器的感抗和線(xiàn)路容抗并聯(lián)在母線(xiàn)上，并聯(lián)諧振導致電壓互感器承受很大過(guò)電壓，嚴重時(shí)會(huì )導致繞組發(fā)熱甚至爆炸。電壓互感器二次反送電就是當一條母線(xiàn)檢修時(shí)，該條母線(xiàn)的電壓互感器在停電操作時(shí)二次沒(méi)有斷開(kāi)，在其它電壓互感器與之形成串聯(lián)回路時(shí)，電壓互感器會(huì )向母線(xiàn)反送電，導致在母線(xiàn)上或者電壓互感器上工作的檢修人員電擊危險。為了防止出現這種情況，一是在停電操作時(shí)做好安全措施，拉開(kāi)二次空開(kāi)，在檢修未完成時(shí)嚴禁合閘送電；二是在檢修刀閘特別是母線(xiàn)刀閘時(shí)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(xiàn)正確。

4.7防誤操作管理

防誤操作主要指的是變電站內設備的五防功能，即防止誤入帶電間隔，防止誤拉合斷路器，防止帶地線(xiàn)合隔離開(kāi)關(guān)，防止帶負荷拉合隔離開(kāi)關(guān)，防止帶電掛接地線(xiàn)。傳統的變電站采用電氣防誤閉鎖措施，一般通過(guò)電氣二次回路中繼電器輔助接點(diǎn)位置變化實(shí)現。煤礦變電站內的開(kāi)關(guān)柜具有基本的機械或電氣閉鎖邏輯，例如斷路器小車(chē)位置和接地刀閘之間存在機械閉鎖，斷路器小車(chē)在運行位置時(shí)不允許拉合接地刀閘，接地刀閘和開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)之間存在電磁閉鎖，接地刀閘在分位時(shí)無(wú)法打開(kāi)后柜門(mén)，只有接地刀閘在合位時(shí)電磁鎖才能打開(kāi)，從而打開(kāi)后柜門(mén)。以上的防誤手段均為設備自帶，存在機械裝置和電磁裝置元件損壞的風(fēng)險?，F代變電站普遍配置了微機防誤系統，如圖2所示。通過(guò)電腦鑰匙、電子編碼鎖等方式對站內開(kāi)關(guān)、電容器網(wǎng)門(mén)、地線(xiàn)等元件進(jìn)行防誤閉鎖，可有效降低誤操作風(fēng)險。在防誤閉鎖裝置管理上要健全管理制度，在確實(shí)需要解鎖操作時(shí)需要通過(guò)安全管理部門(mén)履行相應的解鎖手續，避免隨意解鎖。

防誤主機

打印機

后臺機

機械編電編鎖銷(xiāo)地線(xiàn)樁地線(xiàn)頭閉鎖盒驗電器狀態(tài)監視器碼鎖碼鎖

圖2微機防誤閉鎖系統組成

5、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

5.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺，滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境視屏場(chǎng)景等需求，實(shí)現數據一個(gè)中星，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警報，并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

5.2應用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

5.3系統結構

系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)交換機把數據上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。

展示層：用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。

5.4系統功能

5.4.1用能月報

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

5.4.2站點(diǎn)監測

站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

5.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)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(hù)管理的有關(guān)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢(xún)。

5.4.6視屏監控

視屏監控展示了當前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視屏直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內視屏信息。

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采集間隔運行參數和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。

5.4.8警報信息

對平臺所有警報信息進(jìn)行分析。

5.4.9任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

5.4.10用戶(hù)報告

用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)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(jìn)行統計分析，并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺失及處理情況。

5.4.11APP監測

電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報查詢(xún)，設備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報告、文檔管理等。

6、結語(yǔ)

35kV煤礦變電站是煤礦生產(chǎn)、辦公和生活區域的電力來(lái)源，其安全穩定運行是煤炭生產(chǎn)、辦公和職工生活的基本保障。本文從人員、制度、設備和防誤操作等方面總結了煤礦變電站的特點(diǎn)，針對各類(lèi)型特點(diǎn)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。

參考文獻

[1]閆曉霞.煤礦35kV變電站運行問(wèn)題及其應對策略[J].北京：當代化工研究，2020(17):165-166.

[2]王麗琴.煤礦35kV變電站運行管理研究[J].北京：當代化工研究，2020(17):171-172.

[3]段向煒.煤礦公司35kV變電站運行技術(shù)的應用與管理[J].北京：化工管理，2018(36):207.

[4]雷崔蓉.煤礦35kV變電站運行管理的幾點(diǎn)探討[J].成都：技術(shù)與市場(chǎng)，2018,25(10):195-196.

[5]趙鑫.35千伏煤礦變電站運維管理和故障處理

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022.05版。