主通風機高壓控制系統優化改進

王永紅++許桂云++黃裕川

摘 要：鑒于礦井主通風機高壓開關柜控制系統存在隔離開關和真空斷路器閉鎖功能不完善，可能因操作人員誤操作，引發停電事故問題。操作人員應該查找原因，采取改進措施，完善預警功能，增加防誤操作功能，有效避免帶負荷操作隔離開關時產生弧光，形成短路，造成事故。確保了主通風機在電源故障等情況下，強制操作人員按照既定的安全操作程序進行操作，不會出現帶負荷分、合隔離開關及誤拉（合）斷路器，保證了主通風機正常運轉。

關鍵詞：高壓開關柜 控制系統 改進 完善 預警功能

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0058-02

太平煤礦主通風機于2006年6月建成投入使用，型號為ZTDNO28/2×450，配套電動機功率2×450KW，控制方式為兩臺電動機用GG-1A（F2）型高壓開關柜控制分別直接啟動，利用電動機反轉反風。

1 主通風機高壓控制系統存在的問題及改進

1.1 《煤礦安全規程》對主通風機運轉的相關規定

《煤礦安全規程》第121條規定：礦井必須采用機械通風。主要通風機的安裝和使用應符合下列要求：（1）必須保證主要通風機連續運轉。（2）必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中一套備用，備用通風機必須能在10 min內開啟。

《煤礦安全規程》第122條規定：生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10 min改變巷道中風流方向。

《規程》的上述規定，對主通風機的開關設備和主通風機司機的操作要求必須隨時保證開關設備完好，操作人員技能嫻熟。否則，難以保證在10 min內開啟主通風機，確保礦井安全生產。

1.2 主通風機高壓開關柜控制系統存在的問題

太平煤礦主通風機安裝位于礦井副井工業廣場附近，主通風機旁安設有避雷針塔，雷雨季節期間，該地雷電活動非常頻繁。當太平煤礦35 kV變電所供電系統遭受雷電襲擊時，電網電壓不穩定，電壓時高時低，甚至導致停電，使主通風機的穩定運行受到一定影響。主通風機從2006年安裝運轉至2012年，每年雷雨季節期間，均發生因變電所供電系統遭受雷擊而停機事故2～3次。曾發生由于操作人員誤操作，帶負荷合隔離開關，致使主通風機未能在規定時間內開啟的事故。該次事故發生后，工程技術人員和操作人員認真分析了事故發生的原因。

經現場反復查看分析，發現主通風機控制開關GG-1A（F2）型高壓開關柜的隔離開關和真空斷路器閉鎖功能不完善，導致斷路器未分閘的情況下，閉鎖桿未插入閉鎖口，操作隔離開關帶負荷直接啟動電動機，引起弧光短路，上級電源開關保護動作，電源失電。在多次操作過程中，技術人員發現CS6-1操作機構旋轉閉鎖圓盤的閉鎖口小，真空斷路器的鎖桿不能插入，從而不能閉鎖（見圖1）。

1.3 主通風機高壓控制系統的優化改進

1.3.1 主通風機高壓開關柜控制系統機械閉鎖的改進

針對不能閉鎖的現象，對CS6-1操作機構旋轉閉鎖圓盤的閉鎖口，加寬5 mm（原來閉鎖口尺寸6 mm，加寬5 mm后閉鎖口為11 mm），真空斷路器的鎖桿能順利地插入CS6-1機構的閉鎖口（見圖2）。

經過反復試驗，GG-1A（F2）型高壓開關柜完全實現防誤操作功能，在斷路器合閘情況下，不允許操作隔離開關，既不能分隔離開關，也不能合隔離開關，更不允許正、反向同時合閘隔離開關。只有在斷路器斷開的情況下，才能操作隔離開關，這樣能避免帶負荷操作隔離開關時產生弧光，形成短路，造成事故。確保了主通風機在電源故障等情況下，強制操作人員按照既定的安全操作程序進行操作，不會出現帶負荷分、合隔離開關及誤拉（合）斷路器，導致主通風機不能正常運轉事故。

1.3.2 增設主通風機高壓開關柜控制電源電壓和斷路器分合閘狀態預警保護裝置

采用BJ-3閃光報警器和具有可編程、繼電器輸出功能的ELE-3AV33型三相電壓數字表組成欠壓、過壓報警裝置（見圖3）。當電源電壓低于設定的5.7 kV或者高于6.9 kV時，三相電壓數字表的欠過壓繼電器Jg點閉合，接通BJ-3報警器回路，報警器發出聲光警報；當電源電壓三相不平衡超過設定值或者缺相時，三相電壓數字表的缺相繼電器Jq點閉合，接通BJ-3報警器回路，報警器發出聲光警報。主通風機司機根據報警情況即可及時進行正確操作。

因外部影響停電時，必須將運轉主通風機兩臺電動機控制柜的斷路器分閘，否則電源來電后，兩臺風機同時啟動，電流過大，造成電網跳閘二次事故。利用UPS、交流AC200V閃光報警器與主通風機斷路器的輔助觸點組成斷路器未分閘報警裝置（見圖4）。

當電源失電后，一（或二）段互感器柜的電壓繼電器的J11、J12（或J21、J22）常閉觸點閉合，1#（或2#）主通風機控制柜的斷路器未斷開，其常開輔助觸點Jd11、Jd12（或Jd21、Jd22）不斷開，此時整個回路接通，UPS給回路供電，交流AC200 V閃光報警器發出聲光報警信號，提醒操作人員及時將斷路器分閘，否則將一直報警。當主通風機控制柜的斷路器分閘后，回路斷開，報警解除。

安裝的電源欠壓、過壓和斷路器未分閘狀態報警保護裝置，其發出的聲音和頻率不一致，能準確地讓主通風機司機識別，從而避免誤操作。

2 效果

通過對主通風機高壓開關柜控制系統存在問題進行改進，并增設預警裝置，從根本上杜絕了誤操作可能，在改進后兩年來，從未發生誤操作事故，確保了主通風機的安全運轉，為礦井安全生產打下了堅實的基礎。

參考文獻

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