礦用隔爆型移動變電站的維護分析及故障處理研究

許曉輝

（山西晉煤集團陽城晉圣誠南煤業有限公司， 山西 晉城 048000）

引言

隨著煤礦經濟的不斷發展和現代化采煤中高產量、高效率進程的加快，隔爆移動變電站成為了采煤工作中重要的供電和配電保障設備。眾多大型的采礦和煤礦挖掘設備的使用增加了電氣設備需求的容量并加重了電力的負荷[1]。因此，為了能夠滿足供電和配電高容量及遠距離的需求，應進一步提高隔爆移動變電站的性能，使其具有容量更大、可靠性更強、智能化更先進的特點。

1 隔爆移動變電站的介紹

1.1 移動變電站的基本構成

隔爆移動變電站在煤礦井下作業過程起到降壓作用，為井下的煤礦采掘設備提供電源。一般而言是通過線圈把6 kV（10 kV）的一次電壓降至660 V1 140 V3 300 V的二次電壓。移動變電站主要包括壓饋線保護箱、高壓進線開關箱和隔爆干式變壓器。其中高壓開關箱由BXB礦用移動變電站用保護箱和高壓真空開關相搭配使用，構成配電型系統，以防止過載、漏電、短路、欠壓、過電壓等，甚至具備遠程通信作用。此類移動變電站的工作環境要求包括溫度（-5～40℃）、海拔（≤2 000 m）、空氣濕度（≥95%）等，并要求無水淋、浸泡，無振動、安裝無傾斜等[2]。

1.2 隔爆移動變電站工作原理

隔爆移動變電站各運行部分包括移動變電站的運行模式、操作電源和過電壓保護、機電閉鎖和電氣回路。其工作原理如下：

1）移動變電站的運行模式：運行模式為低壓側故障分斷高壓側的電源斷路器，其由BXBD型低壓保護箱和高壓真空開關構成，并且依靠使用驅動斷路器的脫扣器來達到過電壓、漏電閉鎖、欠壓、超溫以及低壓側傳送的故障自鎖功能的作用，并保護裝置以避免短路、過載和斷相的發生[3]。

2）移動變電站的操作電源和過電壓保護：移動變電站的綜合斷路器和保護器的分合驅動工作電源電壓是電壓互感器二次輸出AC100 V電壓。當無電源時，為保證閉鎖斷路器一直處于分閘，斷路器交流電磁鐵始終處在釋放狀態中。移動變電站的過電壓保護是通過壓敏電阻和真空斷路器配備使用以實現對觸頭分斷的電壓保護。

3）移動變電站的機電閉鎖：首先，開關箱門中已設置機電閉鎖，要開門檢修需在斷路器開關處于分閘狀態時進行。將10 kV的電源插入線腔，采用隔離開關開合調控高壓互感器，以使斷路器分合閘線圈（電機）得失電，并使高壓斷路器和隔離開關有機電閉鎖，來規避未分斷斷路器時帶電打開隔離開關[4]。

4）移動變電站的電氣回路：電氣回路構成分為主回路、保護回路與控制回路。其中，合低壓側保護器在高壓側開關通電之后得電，然后合上保護器BXBD-10和HK1，運行工作開始并對外圍檢測之后出現故障閉鎖，無法閉合高壓側配電開關，如果正常的KO1K觸點關閉而KO1B觸點斷開，則高壓側配電開關可以通過斷路器機械合閘保持。此外，分閘的時候若按電分按鈕，則會使PE1失電KO1B觸點關閉，且高壓側真空斷路器斷開。

1.3 隔爆移動變電站的操作使用

1.3.1 操作步驟

第一步，隔離開關閉合；第二步，把隔離開關手柄轉到合閘處并松開閉鎖按鈕，讓其到達限位凹槽；第三步，對綜合保護器的電壓值進行觀測；第四步，為了監測低壓顯示器正常與否，通過閉合變壓器低壓側來調控電源隔離開關，并按復位按鈕，使其顯示正常的電阻值比閉鎖值大；第五步，按下高壓側的復位按鈕，其高壓側電壓值正常，可以合閘；第六步，通過合閘按鈕起動合閘電機完成合閘；第七步，保護器會記錄任意高低壓保護范圍的故障，以便于解決這些故障問題；第八步，可以通過按下電動分閘進行人工分斷；第九步，可以通過手動分斷按鈕進行快速的機械分斷。

1.3.2 使用說明

第一，位于井下的移動變電站是礦井生產的安全保障，從專業角度，移動變電站和高低壓開關一體化，尤其是與低壓組合降低電纜連接情況的安全問題息息相關，其簡便的安裝拆遷能有效地提高效率；第二，移動變電站在設備事故或者突發自然災害造成的供電緊張情況中能有效替代常規供電站所起的作用；第三，移動變電站能為煤礦挖采中重型機械化采煤機組提供高電壓和高容量的供電，進一步排除斷路保護靈敏度低、供電壓降較大的故障問題，降低電纜經濟成本；第四，移動變電站能變為臨時變電站緩解供電緊張的問題，特別是在供電距離遠、重要負荷不集中、電力需求大的情形中；第五，移動變電站具有通用性，可在多種場合使用，在井下和地面均能使用，同時體積小、操作簡單、集成度高，使得投入小，土地占用小。

2 隔爆移動變電站故障分析

2.1 斷路器的拒分和拒合故障

1）電動分閘不分（手動分閘正常）。其原因可能包括分勵線圈無效、RD3保險、無電源、整流條或者分勵線圈燒損、分勵線圈吸合不貼合、13號12號控制回路接點不通等。

2）真空斷路器的手動合閘和電動合閘都發生拒動故障。解決該項故障的方法是第一步進行人工合閘，如果能合上又立馬跳閘說明齒輪嚙合有問題，亦或是控制回路中存在分閘動作信號；第二步，探究分閘動作存在的原因，確認是否合閘的必要條件是欠壓線圈吸合并于閉鎖的位置；第三步，探究失壓線圈無法吸合的原因，包括比如1號2號中沒有交流電源、沒有閉合保護器分閘的電源、門閉鎖有問題、線圈或者保險燒損。假設是欠壓線圈有問題則把鎖絲調整，如果還有其他問題即為斷路器合閘棘輪機構問題。

3）真空斷路器電動合閘的拒動故障（其中手動合閘正常）。首先，這類型故障經常在高壓真空接觸器5號6號常閉接點或者電合閘按鈕觸電不閉合的情況或者保險管、合閘電機燒損的情況下發生。因此，找出故障發生的原因可能是控制回路存在故障，在探究原因過程中第一步先按下合閘按鈕，看合閘電機有無反應，倘若電機不能合閘但是會轉動，說明是儲能彈簧、電機傳動連桿調整或者咬合棘輪的問題。

2.2 移動變電站的其他故障

1）保護箱燒損故障。出現這類故障的原因可能有：第一，在帶電進行檢修過程中沒有進行合理的維護；第二，高低壓保護沒有聯鎖、漏電保護無效等，無法處理漏電故障，導致三相電抗器長時間超溫工作短路燒損；第三，由于井下過大的濕度產生短路或者漏電的故障。

2）漏電后無法進行復位。該故障出現可能的原因是負荷漏電、輸出線路接地或者檢測板有問題。

3）按試驗鈕無法跳閘故障。出現該故障的原因可能是漏試按鈕不通或漏試中間繼電器無法吸合以及沒有檢測電源、沒有接地輔助、檢測板有問題等原因；假設開路或者試驗電阻的值為＞20 kΩ，則要換電容或者調整電阻的值。

3 結論

在煤礦生產過程中，有關電氣設備是否能安全地運作對煤礦安全生產有著至關重要的作用。而其中最為主要的是穩定安全地為電氣設備提供電源，隔爆型移動變電站在其中扮演著重要的角色。對隔爆型移動變電站的基本性能、故障處理等具有較深的了解，可以保證良好的維護檢修，提高供電效率。