礦用隔爆型移動(dòng)變電站的維護(hù)與故障處理

呂耀民

(銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦，陜西 銅川 727100)

0 引言

隔爆移動(dòng)變電站(簡(jiǎn)稱(chēng)移動(dòng)變電站)是煤礦采掘工作面重要的供配電設(shè)備[1-3]。目前，隨著煤礦現(xiàn)代化高產(chǎn)高效的進(jìn)程加快，采、掘設(shè)備的大型化促使電氣設(shè)備需求的容量更大，用電負(fù)荷不斷提高。為了適應(yīng)更大容量，更遠(yuǎn)距離的供配電要求，對(duì)移動(dòng)式變電站的技術(shù)性能也提出了更高的要求，大容量、高可靠性、智能化成為技術(shù)發(fā)展方向[4-7]。為了保證井下供用電安全，不僅要掌握移動(dòng)變電站的操作方法和工作原理，更要具備快速排除常見(jiàn)故障的能力，才能適應(yīng)現(xiàn)代煤礦對(duì)生產(chǎn)的高產(chǎn)高效的節(jié)奏。

1 移動(dòng)變電站概述

1.1 基本特征

移動(dòng)變電站由礦用隔爆干式變壓器、高壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)箱和低壓饋線保護(hù)箱3大部分組成。移動(dòng)變電站主要是將一次電壓10 kV(6 kV)通過(guò)線圈降壓為二次額定電壓3 300 V、1 140 V、660 V的低壓電源，專(zhuān)供井下綜合機(jī)械化采掘設(shè)備使用。適合在海拔不超過(guò)2 000 m，工作環(huán)境溫度在-5～40 ℃之間，空氣相對(duì)濕度不低于95%，無(wú)淋水及水浸沒(méi)、無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)及垂直面安裝或傾斜不超過(guò)15°的環(huán)境中，有甲烷和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用[8-11]。移動(dòng)變電站高壓開(kāi)關(guān)箱通常使用高壓真空開(kāi)關(guān)與BXB系列礦用移動(dòng)變電站用保護(hù)箱配套使用，共同組成低壓側(cè)故障分?jǐn)喔邏簜?cè)電源的配電型移動(dòng)變電站系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)漏電閉鎖、短路、過(guò)載、過(guò)電壓、欠壓等保護(hù)功能，有的移動(dòng)變電站還具有遠(yuǎn)程通信功能。

1.2 工作原理

電氣回路：移動(dòng)變電站裝置的電氣回路主要包括主回路、控制回路和保護(hù)回路3部分。當(dāng)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)送電后，合低壓側(cè)保護(hù)器得電，合上HK1、保護(hù)器BXBD-10工作并開(kāi)始對(duì)外圍進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)完畢后，有故障閉鎖，高壓側(cè)配電開(kāi)關(guān)不能合閘，若正常KO1K觸點(diǎn)閉合，KO1B觸點(diǎn)打開(kāi)，高壓側(cè)配電開(kāi)關(guān)才能合閘斷路器機(jī)械保持。分閘時(shí)按下電分按鈕，PE1失電KO1B觸點(diǎn)閉合，高壓側(cè)真空斷路器分閘。

機(jī)電閉鎖：當(dāng)10 kV電源接入線腔后，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制高壓互感器(TV)使得斷路器分合閘線圈(電機(jī))得失電；使得隔離開(kāi)關(guān)與高壓斷路器有機(jī)電閉鎖，以防止斷路器未分?jǐn)鄷r(shí)帶電拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)箱門(mén)設(shè)有機(jī)電閉鎖，斷路器開(kāi)關(guān)必須處在分閘狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)檢修。

操作電源：電壓互感器(TV)二次輸出AC100 V電壓作為綜合保護(hù)器及斷路器分合驅(qū)動(dòng)的工作電源電壓。電源無(wú)時(shí)，斷路器交流電磁鐵處于釋放狀態(tài)，從而確保閉鎖斷路器始終處于分閘狀態(tài)。

運(yùn)行模式：高壓真空開(kāi)關(guān)與BXBD型低壓保護(hù)箱共同組成低壓側(cè)故障分?jǐn)喔邏簜?cè)電源斷路器的運(yùn)行模式，可實(shí)現(xiàn)過(guò)載、短路、斷相保護(hù)及漏電閉鎖、過(guò)電壓、欠壓、急停及超溫等故障和低壓側(cè)反饋來(lái)的故障檢測(cè)自鎖，這些保護(hù)和自鎖功能通過(guò)驅(qū)動(dòng)斷路器上的脫扣器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

過(guò)電壓保護(hù)：真空斷路器配備壓敏電阻實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭分?jǐn)鄷r(shí)的操作過(guò)電壓保護(hù)。

1.3 移動(dòng)變電站的操作、維護(hù)、使用

移動(dòng)變電站的操作方法：①隔離開(kāi)關(guān)合閘；②操作隔離開(kāi)關(guān)手柄至“合閘”位置，松開(kāi)閉鎖按鈕使之進(jìn)入限位凹槽；③觀察綜合保護(hù)器電壓值；④合上變壓器低壓側(cè)控制電源隔離開(kāi)關(guān)，觀察低壓顯示器是否正常，按復(fù)位按鈕顯示正常電阻值大于閉鎖值；⑤按動(dòng)高壓側(cè)復(fù)位按鈕，高壓側(cè)電壓顯示正常，允許合閘；⑥按合閘按鈕，合閘電機(jī)起動(dòng)，使之完成合閘；⑦任何高低壓保護(hù)范圍內(nèi)故障均可以使斷路器自動(dòng)分閘，保護(hù)器將記錄故障原因，方便排除故障；⑧人為分?jǐn)嗫砂措妱?dòng)分閘，通過(guò)綜合保護(hù)器實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?；⑨按旋轉(zhuǎn)手動(dòng)分?jǐn)喟粹o可實(shí)現(xiàn)機(jī)械快速分?jǐn)唷?/p>

移動(dòng)變電站的使用：①井下移動(dòng)變電站與高、低壓開(kāi)關(guān)一體化的設(shè)計(jì)，特別是與低壓組合降低電纜連接方面的安全隱患有關(guān)，為礦井安全生產(chǎn)提供有力保障；除此之外，搬遷安裝簡(jiǎn)單方便，提高了工作效率；②在突發(fā)自然災(zāi)害或設(shè)備事故而需立即供電的緊急狀態(tài)下，可以快速部署，利用移動(dòng)變電站進(jìn)行全部或是部分代替常規(guī)供電站進(jìn)行供電；③在采、掘活動(dòng)中，采用移動(dòng)變電站，可以滿(mǎn)足重型機(jī)械化采煤機(jī)組容量大、電壓高供電要求，并能隨采、掘工作面一起推進(jìn)，能較好地解決供電壓降過(guò)大或短路保護(hù)靈敏度不足等問(wèn)題，同時(shí)也能減少低壓電纜的經(jīng)濟(jì)投入；④在電力需求快速增長(zhǎng)，供電距離相對(duì)較遠(yuǎn)，重要負(fù)荷分散情況下，移動(dòng)變電站可作為臨時(shí)變電站投入運(yùn)行，以緩解電力供應(yīng)緊張局面；⑤移動(dòng)變電站投入小，維護(hù)操作簡(jiǎn)單，供電安全有保障；⑥移動(dòng)變電站不僅僅局限于井下使用，在地面許多場(chǎng)所也可以使用，作為臨時(shí)性變電設(shè)施，對(duì)地面臨時(shí)工程用電帶來(lái)方便；同時(shí)，由于設(shè)備體積小、集成度高的優(yōu)勢(shì)，可以在占用土地、土建以及設(shè)備投入等方面降低不少的資金投入。

2 常見(jiàn)故障及解決方法

2.1 斷路器拒合與拒分

真空斷路器電動(dòng)合閘拒動(dòng)但手動(dòng)合閘正常：①這種現(xiàn)象首先說(shuō)明合閘機(jī)構(gòu)正常，是控制回路有問(wèn)題，應(yīng)從分析斷路器控制原理查找原因；然后進(jìn)一步觀察，按合閘按鈕后觀察合閘電機(jī)是否動(dòng)作，如果電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)但合不上閘，則是電機(jī)傳動(dòng)咬合棘輪有問(wèn)題、電機(jī)傳動(dòng)連桿調(diào)整不當(dāng)或儲(chǔ)能彈簧有問(wèn)題；②這種故障常出現(xiàn)的位置有電合閘按鈕觸電不閉合；高壓真空接觸器5#、6#常閉接點(diǎn)未閉合；保險(xiǎn)管燒損；合閘電機(jī)燒損；電源中間斷線；欠壓線圈未吸合或吸合不到位。

真空斷路器電動(dòng)合閘及手動(dòng)合閘均拒動(dòng)：出現(xiàn)這種故障首先用手動(dòng)合一下閘，看能否合上，如能合上隨即又跳閘，則是控制回路存在有分閘動(dòng)作信號(hào)，或者齒輪嚙合不好；然后再分析存在分閘動(dòng)作原因，注意欠壓線圈吸合并在閉鎖位置是確認(rèn)合閘的必要條件。失壓線圈不吸合的原因有門(mén)閉鎖未到位；保護(hù)器分閘接點(diǎn)未閉合；線圈1#、2#線無(wú)交流電源，保險(xiǎn)是否燒損；線圈燒損；機(jī)構(gòu)故障，欠壓線圈吸合未到位，調(diào)整鎖絲。如還有問(wèn)題則是斷路器合閘棘輪機(jī)構(gòu)。

手動(dòng)分閘正常但電動(dòng)分閘不分：電動(dòng)分閘不動(dòng)作，首先考慮可能原因是分勵(lì)線圈燒損或整流條燒損；或者是分勵(lì)線圈不動(dòng)作，無(wú)電源或RD3保險(xiǎn)燒損；12#、13#控制回路接點(diǎn)不通；機(jī)械原因可能是分勵(lì)線圈吸合不到位。

2.2 其他故障分析

按試驗(yàn)鈕不跳閘：①無(wú)輔助接地；②無(wú)檢測(cè)電源、漏試按鈕不通或漏試中間繼電器不吸合；③試驗(yàn)電阻值大于20 kΩ或開(kāi)路，需調(diào)整電阻值或更換電容；④甩保護(hù)線；⑤檢測(cè)板故障。

漏電后不能復(fù)位：①檢測(cè)板壞；②輸出線路接地或負(fù)荷漏電。

保護(hù)箱燒損故障分析：①帶電檢修，維護(hù)不當(dāng)；②井下濕度過(guò)大，設(shè)備腔體水珠多，造成漏電、短路等故障；③漏電保護(hù)解除，或高低壓保護(hù)未聯(lián)鎖，不能及時(shí)處理漏電故障甩保護(hù)運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間三相電抗器超溫工作燒損短路。

3 結(jié)語(yǔ)

電氣設(shè)備的安全性、可靠性對(duì)煤礦安全供電十分重要，要保證礦用隔爆型移動(dòng)變電站平穩(wěn)運(yùn)行，就應(yīng)切實(shí)做好移動(dòng)變電站的日常維護(hù)和定期檢修工作。熟悉設(shè)備基本性能，提高快速排除各種故障的技能，可以減少供電故障影響機(jī)械設(shè)備效能發(fā)揮時(shí)間，使其在安全生產(chǎn)中充分發(fā)揮積極作用，促進(jìn)煤礦安全高效生產(chǎn)。