小型礦業(yè)電氣設備狀態(tài)評估與事故預想

姬德亮

摘要：在現(xiàn)代化的礦業(yè)單位中，無論規(guī)模大小，其生產(chǎn)所依靠的最主要和最重要的能源就是電，電被人們重視，但電的保護同也被人們忽視，如何利用有效的統(tǒng)籌方法，使電能發(fā)揮最大最優(yōu)的功效，是保證生產(chǎn)單位安全、效益、可持續(xù)生產(chǎn)的重要手段之一。

關鍵詞：電保護;狀態(tài)評估;事故預想

電是現(xiàn)代礦業(yè)生產(chǎn)的基本能源，貫穿整個生產(chǎn)過程，因此，每個生產(chǎn)單位對電都是相當重視，但是，在重視的同時卻忽略了對電的保護，也就是說只會用電，而不能很好的使用電，這對企業(yè)節(jié)能減排和供電單位都是不利的。

電力系統(tǒng)的運行是非線性的，因此，可以先通過對電氣設備進行有效合理的狀態(tài)評估，對其運行中可能出現(xiàn)的情況進行準確（并不一定要做到精確）的事故預想，然后在以后的生產(chǎn)過程中有針對性的進行事故預防和處理，這樣既保證了電能的可靠、安全、經(jīng)濟使用，又可以降低。生產(chǎn)成本。

一、電氣設備的狀態(tài)評估

電氣設備可以分為一次、二次設備，下面主要以二次設備為例分析基本的評估辦法。

在進行狀態(tài)評估前，首先要選擇一個可靠的測控裝置來采集、判斷和快速處理快速變化的局域電力系統(tǒng)，技術已經(jīng)完全成熟的微機型繼電保護裝置可作為首選。

微機型繼電保護和安全自動裝置具有自我診斷功能，可以實時監(jiān)視裝置自身運行工況，為評估設備運行狀況提供了科學的依據(jù)，是設備狀態(tài)評價的重要手段。也就是說，我們所需要的參數(shù)大多都可以通過此設備收集。

在很多中小型選場中，由于考慮到投資成本，很多保護裝置任然采用傳統(tǒng)的組合繼電器組，其實這種投資理念是不太合理的，具體的分析可見隨后的案例分析。

1.分等分級

分等分級的主要目的就是將電氣設備的狀態(tài)缺陷采用量化指標進行表示。

首先，根據(jù)設備狀態(tài)量對繼電保護健康狀態(tài)的影響程度，從小到大分為不同的權重等級，可以用數(shù)字1，2，3，4代表，對應不同的權重系數(shù)。

根據(jù)各狀態(tài)量的劣化嚴重程度，從輕到重依次分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級，對應不同的扣分值，其基本扣分值為2、4、8、10分。

所謂的狀態(tài)量應扣分值由狀態(tài)量劣化程度和權重共同決定，即狀態(tài)量應扣分值等于該狀態(tài)量的實扣分值乘以權重系數(shù)（見表1）。狀態(tài)量正常時扣0分;未對某一狀態(tài)量進行評價，則不扣分。

這樣，就可以將不設備劃分為不同的狀態(tài)。如表二。

繼電保護及安全自動裝置整體評價應綜合其部件的評價結果。當所有部件評價為正常狀態(tài)時，整體評價為正常狀態(tài);當任一部件狀態(tài)為注意狀態(tài)、異常狀態(tài)或嚴重狀態(tài)時，整體評價應為其中最嚴重的狀態(tài)。根據(jù)繼電保護及安全自動裝置整體狀態(tài)評價結果，形成狀態(tài)量評價報告，作為指導繼電保護狀態(tài)檢修的支持性文件和制定檢修、維護計劃的重要依據(jù)，從而制定不同的檢修、維護策略。正常、注意狀態(tài)可以正常運行，注意狀態(tài)應加強運行監(jiān)視，異常狀態(tài)應適時安排檢查或試驗，嚴重狀態(tài)應盡快安排檢修。

2、狀態(tài)量構成

2.1 原始資料

原始資料主要包括：銘牌參數(shù)、訂貨技術協(xié)議、出廠試驗報告、投產(chǎn)試驗報告等。

2.2 運行資料

運行資料主要包括：運行工況記錄信息、歷年缺陷及異常記錄、巡檢情況、不停電檢測記錄等。

2.3 檢修資料

檢修資料主要包括：試驗報告、有關反措執(zhí)行情況、部件更換情況、檢修記錄等。

2.4 其他資料

其他資料主要包括：同型（同類）設備的運行、試驗、缺陷和故障的情況、相關反措執(zhí)行情況、其他影響設備安全穩(wěn)定運行的因素等。

二、事故預想

事故預想即對設備在運行中可能出現(xiàn)的故障做出事前預想，可根據(jù)此預想對引起故障或事故發(fā)生的原因進行消除，防患未然。也可根據(jù)此預想在故障或者事故發(fā)生時，能快速進行判斷，及時解決，將事故影響降到最低，減少不必要的停電損失。僅舉一例說明。

在礦業(yè)單位中常見的變頻器故障或誤動作，一般由以下幾種原因引起。

1.電源異常：即缺相、停電、低電壓或者三者的隨意組合，那么就不應將變頻器與直接啟動電機或電磁爐共用一個電源，有條件可以使用不間斷電源。

2.震動、噪聲：振動通常是由于電機的脈動轉矩及機械系統(tǒng)的共振引起的，特別是當脈動轉矩與機械共振電恰好一致時更為嚴重。噪聲通常分為變頻裝置噪聲和電動機噪聲，對于不同的安裝場所應采取不同的處理措施：變頻器在調(diào)試過程中，在保證控制精度的前提下，應盡量減小脈沖轉矩成分;調(diào)試確認機械共振點，利用變頻器的頻率屏蔽功能，使這些共振點排除在運行范圍之外;由于變頻器噪聲主要有冷卻風扇機電抗器產(chǎn)生，因選用低噪聲器件;在電動機與變頻器之間合理設置交流電抗器，減小因PWM調(diào)制方式造成的高次諧波。

3.雷擊、感應雷電：為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件，保證輸入電壓不高于變頻器主回路期間所允許的最大電壓。當使用真空斷路器時，由于變壓器一次側真空斷路器斷開時，通過耦合在二次側形成很高的電壓沖擊尖峰，應盡量采用沖擊形成追加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器，因在控制時序上保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。

此外，還有如調(diào)頻器本身軟件、安裝環(huán)境等多方面原因，可以根據(jù)實際情況具體分析。

三、風景公司選場改造實例

風景公司選場4套球磨系統(tǒng)小時處理量設計為100噸，但在生產(chǎn)過程中，平均時處理量在70噸，最大處理量未超過80噸。在實地觀察分析后，發(fā)現(xiàn)4套球磨6kV開關柜的保護裝置僅為簡單的兩相各一只電流反時限繼電器，反時限繼電器雖然可以將過流兩段保護整合在一起，但是由于其機械構造的限制，其反應速度慢，經(jīng)常誤動作，不能采集和顯示急速變化的電力參數(shù)。

在2011年7月，對其進行了一個星期的改造，主要是將反時限繼電器更換為ASD-411電動機保護測控裝置，并增加一組電壓互感器，以便在裝置中加入經(jīng)常被人忽視的電壓保護。此測控裝置 精準度為0.2級，具有過流、過流反時限、堵轉保護、運行堵轉保護、低電壓保護，即所有的電機保護都可以進行，而且反應速度快，可以隨時顯示當時的主要電力參數(shù)，記錄主要事件內(nèi)容。在改造時，進行事故預想，將可能的故障產(chǎn)生原因消滅，并制定了事故預想定案。

改造后，經(jīng)過一定時間逐步加量的試運行，最后單臺日處理量可達到2300余噸，基本達到設計要求。

改造完成到現(xiàn)在兩年里，球磨用電力系統(tǒng)基本無任何故障發(fā)生，每年只需進行防雷試驗和繼電保護試驗即可（一次設備根據(jù)實際情況和國標建議，可以3-5年進行一次）。

整個改造各項費用總計22萬余元，以0.2品味，每套球磨每天均生產(chǎn)20小時計算，不足一月即可全部收回成本。經(jīng)濟效益是非常可觀的。

礦業(yè)單位電氣設備狀態(tài)評估和事故預想，起點高，落點底，項目大，投資小，因此是非常適合進行普及的。

（云南金沙礦業(yè)股份有限公司電力公司 654100）