吕耀民

(铜川市耀州区秀房沟煤矿，陕西 铜川 727100)

0 引言

隔爆移动变电站(简称移动变电站)是煤矿采掘工作面重要的供配电设备[1-3]。目前，随着煤矿现代化高产高效的进程加快，采、掘设备的大型化促使电气设备需求的容量更大，用电负荷不断提高。为了适应更大容量，更远距离的供配电要求，对移动式变电站的技术性能也提出了更高的要求，大容量、高可靠性、智能化成为技术发展方向[4-7]。为了保证井下供用电安全，不仅要掌握移动变电站的操作方法和工作原理，更要具备快速排除常见故障的能力，才能适应现代煤矿对生产的高产高效的节奏。

1 移动变电站概述

1.1 基本特征

移动变电站由矿用隔爆干式变压器、高压进线开关箱和低压馈线保护箱3大部分组成。移动变电站主要是将一次电压10 kV(6 kV)通过线圈降压为二次额定电压3 300 V、1 140 V、660 V的低压电源，专供井下综合机械化采掘设备使用。适合在海拔不超过2 000 m，工作环境温度在-5～40 ℃之间，空气相对湿度不低于95%，无淋水及水浸没、无强烈震动及垂直面安装或倾斜不超过15°的环境中，有甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中使用[8-11]。移动变电站高压开关箱通常使用高压真空开关与BXB系列矿用移动变电站用保护箱配套使用，共同组成低压侧故障分断高压侧电源的配电型移动变电站系统，可实现漏电闭锁、短路、过载、过电压、欠压等保护功能，有的移动变电站还具有远程通信功能。

1.2 工作原理

电气回路：移动变电站装置的电气回路主要包括主回路、控制回路和保护回路3部分。当高压侧开关送电后，合低压侧保护器得电，合上HK1、保护器BXBD-10工作并开始对外围进行检测，检测完毕后，有故障闭锁，高压侧配电开关不能合闸，若正常KO1K触点闭合，KO1B触点打开，高压侧配电开关才能合闸断路器机械保持。分闸时按下电分按钮，PE1失电KO1B触点闭合，高压侧真空断路器分闸。

机电闭锁：当10 kV电源接入线腔后，通过隔离开关开合控制高压互感器(TV)使得断路器分合闸线圈(电机)得失电；使得隔离开关与高压断路器有机电闭锁，以防止断路器未分断时带电拉开隔离开关；开关箱门设有机电闭锁，断路器开关必须处在分闸状态下才能实现开门检修。

操作电源：电压互感器(TV)二次输出AC100 V电压作为综合保护器及断路器分合驱动的工作电源电压。电源无时，断路器交流电磁铁处于释放状态，从而确保闭锁断路器始终处于分闸状态。

运行模式：高压真空开关与BXBD型低压保护箱共同组成低压侧故障分断高压侧电源断路器的运行模式，可实现过载、短路、断相保护及漏电闭锁、过电压、欠压、急停及超温等故障和低压侧反馈来的故障检测自锁，这些保护和自锁功能通过驱动断路器上的脱扣器动作来实现。

过电压保护：真空断路器配备压敏电阻实现对触头分断时的操作过电压保护。

1.3 移动变电站的操作、维护、使用

移动变电站的操作方法：①隔离开关合闸；②操作隔离开关手柄至“合闸”位置，松开闭锁按钮使之进入限位凹槽；③观察综合保护器电压值；④合上变压器低压侧控制电源隔离开关，观察低压显示器是否正常，按复位按钮显示正常电阻值大于闭锁值；⑤按动高压侧复位按钮，高压侧电压显示正常，允许合闸；⑥按合闸按钮，合闸电机起动，使之完成合闸；⑦任何高低压保护范围内故障均可以使断路器自动分闸，保护器将记录故障原因，方便排除故障；⑧人为分断可按电动分闸，通过综合保护器实现分断；⑨按旋转手动分断按钮可实现机械快速分断。

移动变电站的使用：①井下移动变电站与高、低压开关一体化的设计，特别是与低压组合降低电缆连接方面的安全隐患有关，为矿井安全生产提供有力保障；除此之外，搬迁安装简单方便，提高了工作效率；②在突发自然灾害或设备事故而需立即供电的紧急状态下，可以快速部署，利用移动变电站进行全部或是部分代替常规供电站进行供电；③在采、掘活动中，采用移动变电站，可以满足重型机械化采煤机组容量大、电压高供电要求，并能随采、掘工作面一起推进，能较好地解决供电压降过大或短路保护灵敏度不足等问题，同时也能减少低压电缆的经济投入；④在电力需求快速增长，供电距离相对较远，重要负荷分散情况下，移动变电站可作为临时变电站投入运行，以缓解电力供应紧张局面；⑤移动变电站投入小，维护操作简单，供电安全有保障；⑥移动变电站不仅仅局限于井下使用，在地面许多场所也可以使用，作为临时性变电设施，对地面临时工程用电带来方便；同时，由于设备体积小、集成度高的优势，可以在占用土地、土建以及设备投入等方面降低不少的资金投入。

2 常见故障及解决方法

2.1 断路器拒合与拒分

真空断路器电动合闸拒动但手动合闸正常：①这种现象首先说明合闸机构正常，是控制回路有问题，应从分析断路器控制原理查找原因；然后进一步观察，按合闸按钮后观察合闸电机是否动作，如果电机转动但合不上闸，则是电机传动咬合棘轮有问题、电机传动连杆调整不当或储能弹簧有问题；②这种故障常出现的位置有电合闸按钮触电不闭合；高压真空接触器5#、6#常闭接点未闭合；保险管烧损；合闸电机烧损；电源中间断线；欠压线圈未吸合或吸合不到位。

真空断路器电动合闸及手动合闸均拒动：出现这种故障首先用手动合一下闸，看能否合上，如能合上随即又跳闸，则是控制回路存在有分闸动作信号，或者齿轮啮合不好；然后再分析存在分闸动作原因，注意欠压线圈吸合并在闭锁位置是确认合闸的必要条件。失压线圈不吸合的原因有门闭锁未到位；保护器分闸接点未闭合；线圈1#、2#线无交流电源，保险是否烧损；线圈烧损；机构故障，欠压线圈吸合未到位，调整锁丝。如还有问题则是断路器合闸棘轮机构。

手动分闸正常但电动分闸不分：电动分闸不动作，首先考虑可能原因是分励线圈烧损或整流条烧损；或者是分励线圈不动作，无电源或RD3保险烧损；12#、13#控制回路接点不通；机械原因可能是分励线圈吸合不到位。

2.2 其他故障分析

按试验钮不跳闸：①无辅助接地；②无检测电源、漏试按钮不通或漏试中间继电器不吸合；③试验电阻值大于20 kΩ或开路，需调整电阻值或更换电容；④甩保护线；⑤检测板故障。

漏电后不能复位：①检测板坏；②输出线路接地或负荷漏电。

保护箱烧损故障分析：①带电检修，维护不当；②井下湿度过大，设备腔体水珠多，造成漏电、短路等故障；③漏电保护解除，或高低压保护未联锁，不能及时处理漏电故障甩保护运行，长时间三相电抗器超温工作烧损短路。

3 结语

电气设备的安全性、可靠性对煤矿安全供电十分重要，要保证矿用隔爆型移动变电站平稳运行，就应切实做好移动变电站的日常维护和定期检修工作。熟悉设备基本性能，提高快速排除各种故障的技能，可以减少供电故障影响机械设备效能发挥时间，使其在安全生产中充分发挥积极作用，促进煤矿安全高效生产。