矿用隔爆型移动变电站的维护分析及故障处理研究

许晓辉

（山西晋煤集团阳城晋圣诚南煤业有限公司， 山西 晋城 048000）

引言

随着煤矿经济的不断发展和现代化采煤中高产量、高效率进程的加快，隔爆移动变电站成为了采煤工作中重要的供电和配电保障设备。众多大型的采矿和煤矿挖掘设备的使用增加了电气设备需求的容量并加重了电力的负荷[1]。因此，为了能够满足供电和配电高容量及远距离的需求，应进一步提高隔爆移动变电站的性能，使其具有容量更大、可靠性更强、智能化更先进的特点。

1 隔爆移动变电站的介绍

1.1 移动变电站的基本构成

隔爆移动变电站在煤矿井下作业过程起到降压作用，为井下的煤矿采掘设备提供电源。一般而言是通过线圈把6 kV（10 kV）的一次电压降至660 V1 140 V3 300 V的二次电压。移动变电站主要包括压馈线保护箱、高压进线开关箱和隔爆干式变压器。其中高压开关箱由BXB矿用移动变电站用保护箱和高压真空开关相搭配使用，构成配电型系统，以防止过载、漏电、短路、欠压、过电压等，甚至具备远程通信作用。此类移动变电站的工作环境要求包括温度（-5～40℃）、海拔（≤2 000 m）、空气湿度（≥95%）等，并要求无水淋、浸泡，无振动、安装无倾斜等[2]。

1.2 隔爆移动变电站工作原理

隔爆移动变电站各运行部分包括移动变电站的运行模式、操作电源和过电压保护、机电闭锁和电气回路。其工作原理如下：

1）移动变电站的运行模式：运行模式为低压侧故障分断高压侧的电源断路器，其由BXBD型低压保护箱和高压真空开关构成，并且依靠使用驱动断路器的脱扣器来达到过电压、漏电闭锁、欠压、超温以及低压侧传送的故障自锁功能的作用，并保护装置以避免短路、过载和断相的发生[3]。

2）移动变电站的操作电源和过电压保护：移动变电站的综合断路器和保护器的分合驱动工作电源电压是电压互感器二次输出AC100 V电压。当无电源时，为保证闭锁断路器一直处于分闸，断路器交流电磁铁始终处在释放状态中。移动变电站的过电压保护是通过压敏电阻和真空断路器配备使用以实现对触头分断的电压保护。

3）移动变电站的机电闭锁：首先，开关箱门中已设置机电闭锁，要开门检修需在断路器开关处于分闸状态时进行。将10 kV的电源插入线腔，采用隔离开关开合调控高压互感器，以使断路器分合闸线圈（电机）得失电，并使高压断路器和隔离开关有机电闭锁，来规避未分断断路器时带电打开隔离开关[4]。

4）移动变电站的电气回路：电气回路构成分为主回路、保护回路与控制回路。其中，合低压侧保护器在高压侧开关通电之后得电，然后合上保护器BXBD-10和HK1，运行工作开始并对外围检测之后出现故障闭锁，无法闭合高压侧配电开关，如果正常的KO1K触点关闭而KO1B触点断开，则高压侧配电开关可以通过断路器机械合闸保持。此外，分闸的时候若按电分按钮，则会使PE1失电KO1B触点关闭，且高压侧真空断路器断开。

1.3 隔爆移动变电站的操作使用

1.3.1 操作步骤

第一步，隔离开关闭合；第二步，把隔离开关手柄转到合闸处并松开闭锁按钮，让其到达限位凹槽；第三步，对综合保护器的电压值进行观测；第四步，为了监测低压显示器正常与否，通过闭合变压器低压侧来调控电源隔离开关，并按复位按钮，使其显示正常的电阻值比闭锁值大；第五步，按下高压侧的复位按钮，其高压侧电压值正常，可以合闸；第六步，通过合闸按钮起动合闸电机完成合闸；第七步，保护器会记录任意高低压保护范围的故障，以便于解决这些故障问题；第八步，可以通过按下电动分闸进行人工分断；第九步，可以通过手动分断按钮进行快速的机械分断。

1.3.2 使用说明

第一，位于井下的移动变电站是矿井生产的安全保障，从专业角度，移动变电站和高低压开关一体化，尤其是与低压组合降低电缆连接情况的安全问题息息相关，其简便的安装拆迁能有效地提高效率；第二，移动变电站在设备事故或者突发自然灾害造成的供电紧张情况中能有效替代常规供电站所起的作用；第三，移动变电站能为煤矿挖采中重型机械化采煤机组提供高电压和高容量的供电，进一步排除断路保护灵敏度低、供电压降较大的故障问题，降低电缆经济成本；第四，移动变电站能变为临时变电站缓解供电紧张的问题，特别是在供电距离远、重要负荷不集中、电力需求大的情形中；第五，移动变电站具有通用性，可在多种场合使用，在井下和地面均能使用，同时体积小、操作简单、集成度高，使得投入小，土地占用小。

2 隔爆移动变电站故障分析

2.1 断路器的拒分和拒合故障

1）电动分闸不分（手动分闸正常）。其原因可能包括分励线圈无效、RD3保险、无电源、整流条或者分励线圈烧损、分励线圈吸合不贴合、13号12号控制回路接点不通等。

2）真空断路器的手动合闸和电动合闸都发生拒动故障。解决该项故障的方法是第一步进行人工合闸，如果能合上又立马跳闸说明齿轮啮合有问题，亦或是控制回路中存在分闸动作信号；第二步，探究分闸动作存在的原因，确认是否合闸的必要条件是欠压线圈吸合并于闭锁的位置；第三步，探究失压线圈无法吸合的原因，包括比如1号2号中没有交流电源、没有闭合保护器分闸的电源、门闭锁有问题、线圈或者保险烧损。假设是欠压线圈有问题则把锁丝调整，如果还有其他问题即为断路器合闸棘轮机构问题。

3）真空断路器电动合闸的拒动故障（其中手动合闸正常）。首先，这类型故障经常在高压真空接触器5号6号常闭接点或者电合闸按钮触电不闭合的情况或者保险管、合闸电机烧损的情况下发生。因此，找出故障发生的原因可能是控制回路存在故障，在探究原因过程中第一步先按下合闸按钮，看合闸电机有无反应，倘若电机不能合闸但是会转动，说明是储能弹簧、电机传动连杆调整或者咬合棘轮的问题。

2.2 移动变电站的其他故障

1）保护箱烧损故障。出现这类故障的原因可能有：第一，在带电进行检修过程中没有进行合理的维护；第二，高低压保护没有联锁、漏电保护无效等，无法处理漏电故障，导致三相电抗器长时间超温工作短路烧损；第三，由于井下过大的湿度产生短路或者漏电的故障。

2）漏电后无法进行复位。该故障出现可能的原因是负荷漏电、输出线路接地或者检测板有问题。

3）按试验钮无法跳闸故障。出现该故障的原因可能是漏试按钮不通或漏试中间继电器无法吸合以及没有检测电源、没有接地辅助、检测板有问题等原因；假设开路或者试验电阻的值为＞20 kΩ，则要换电容或者调整电阻的值。

3 结论

在煤矿生产过程中，有关电气设备是否能安全地运作对煤矿安全生产有着至关重要的作用。而其中最为主要的是稳定安全地为电气设备提供电源，隔爆型移动变电站在其中扮演着重要的角色。对隔爆型移动变电站的基本性能、故障处理等具有较深的了解，可以保证良好的维护检修，提高供电效率。