煤矿电气设备检修预警系统研究与应用

康志华

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县 033299）

随着智慧矿山的建设步伐加快，矿井的各个系统都在进行信息化和智能化的升级，利用先进技术解决煤矿生产过程中的困难、弥补工作中的不足是智慧矿山建设的根本目的。在斜沟煤矿电气设备的检修工作和机电日常管理工作中就存在设备检修不到位和制度规范执行难的情况，直接影响到矿井生产供电的安全稳定，因此引入了电气设备检修预警系统，目的是提高电气设备检修质量，优化作业流程，完善机电管理制度。该系统在应用了一段时间后取得了一定效果，对矿井安全生产具有积极作用。

1 斜沟煤矿电气设备检修概况及存在的问题

1.1 斜沟煤矿电气设备检修工作概况

斜沟煤矿10kV 供电系统共计外出线34 回以双回路供电形式向井下供电，在高压开关柜上通过“T”接、直供和外传供等方式共形成了20 个井下中央变电所，地面以双回路或单回路形式形成了16个地面配电室。各个井下中央变电所和地面配电室又分别向外供出10kV 电源至各个配电变压器或大型设备。经统计共有高低压开关 386 台、移动和变压器 68 台及其他无功补偿、直流电源设备，电气设备整体呈现出数量多、规模大、分布广、线路长的特点。经过多年运行，斜沟煤矿电气设备的绝缘状态和机械特性已经有一定的下降，在日常运行过程中还会受到短路大电流和瞬时过电压的冲击等不确定因素影响，为矿区电气设备的日常维护带来众多难题。

按照《煤矿安全工作规程》的要求，矿井电气设备的检修往往采用按月或按季度的定期检修方式，定期检修的缺点是在两次检修间隔期间设备状态是难以确定的。如何能实现设备状态的预警提示，在即将出现故障时消除故障隐患、避免事故发生是矿井电气设备检修工作的重要提升方向。因此斜沟煤矿在电气设备检修工作中引入了设备检修预警系统，用于实现设备故障的提前预知、标准化检修流程、故障记录完整等功能。

1.2 斜沟煤矿井下电气设备检修存在的问题

（1）电气设备检修管理制度还有待完善。电气设备检修工作只是按照规程要求进行定期检修，或者电气设备出线短路跳闸、装置故障报警后才进行处理，处于一种被动检修状态，无法对设备故障进行预防。

（2）井下电气设备在每次检修完后只是将问题简单地记录在登记表格上，由于人员保存不当，时常发生记录丢失现象。同时多年的记录保存、整理和查找工作也较为困难，也不便于事故的统计分析，为设备的安全运行留下隐患。

（3）井下电气设备的检修记录有时受环境所限，职工存在不记录、应付工作随意填写的情况，对日后的检修情况跟进造成困难。

（4）电气设备的维护检修质量没有有效保证，责任人主体意识不强，维护检修责任划分不到位，存在拖延检修的情况。

2 斜沟煤矿电气设备预警系统的应用

为了更加科学、高效地完成矿井电气设备的检修工作，斜沟煤矿引入了电气设备检修预警系统。此套电气设备预警系统整合录入了斜沟煤矿井下和地面各级变电所的全部电气设备信息，同时配备了项目进度查询、备品配件查询、班组人员查询、各类报表、检修档案查询、设备图纸技术资料查询等功能，形成了一套完整的综合信息发布查询系统，重点建设了电气设备检修预警系统和电气设备安全等级评价系统。其各自功能如图1 所示。

从图1 可以看出，进入设备检修预警系统首先需要进行用户身份验证，系统可以按实际工作人员类别设置各自的使用权限，避免各类人员误填写记录、误操作损坏系统、误领取他人工作任务，做到人员分类管理。登录用户名后，可以进入主界面进行相应权限的操作，例如能够进行新增检修项目、填写检修记录、显示当前设备检修进度、查看设备检修预警信息、撰写检修总结等工作。

电气设备检修预警功能是整个系统的关键核心，其工作界面如图2 所示，该功能界面包含了下次需要检修的时间、工作内容、工作地点等。矿机电队领导将每月全部的工作计划输入到电气设备预警系统后，系统检索到检修当天无工作任务的队组人员进行任务分配，根据职工数据库内录入的职业技能等级不同和职务的不同分配好检修员、负责人、验收员。根据检修日期的安排，预警系统会在检修前5d 提醒被分配任务的职工当天的检修工作内容，预警天数也可以根据现场实际需要进行合理设置。如果到期未进行检修工作的，系统也记录逾期天数，每天会对分配人员进行一次提醒，直到确认工作已经完结。

图1 电气设备检修预警系统程序逻辑和系统界面

图2 电气设备检修预警功能工作界面

每次完成检修后只有检修负责人具有填写检修工作总结的权限，每次检修的负责人根据电气设备的故障填写事故原因、处理过程、改进措施。负责人填写完检修总结后能永久保存在系统内，领导和其他职工都能通过煤矿内部的局域网系统浏览所有检修总结，确认工作完成和学习借鉴处理方法。

每次检修完了，系统又会设定下一次的检修预警。技术员通过该系统还能够随时调取各个班组的检修记录和设备问题，方便统计煤矿电气事故，极大方便了写月度总结、半年总结、全年报告以及上级的调研报告。队组的所有人员可以利用矿内的4G 网络通过移动终端随时随地查询系统存储的全矿电气设备的技术参数和相应图纸，极大地方便了工作人员使用技术资料。

3 斜沟煤矿电气设备检修预警系统应用效果

斜沟煤矿在使用了电气设备检修预警系统后，机电队的各项电气设备检修工作变得条理清晰，主要表现在以下几个方面。

（1）做到了电气设备的预防性检修。根据斜沟煤矿井下各个工作面的负荷、对应电气设备的使用年限以及设备以往故障的频率，对每个设备进行定级，制定合理的检修周期。例如井下11 采区的设备承担着8 号煤生产负荷，而且设备已经运行十几年，多次受过大的短路电流冲击，因此斜沟煤矿增加了对该变电所的巡检次数，还在系统中列出了手车机构、动静触头、二次接线等重点检修位置，做到不遗漏、勤保养，把故障做到可预防。

（2）做到了信息共享和技术资料数字化。斜沟煤矿整个电气设备检修预警系统结合当前该矿已建成的智慧矿山4G 无线网络系统，能够把所有的预警检修项目在全矿发布，既有专业队组人员去完成检修，又有调度人员确认落实。所有人员都能利用系统得到自己所需信息，特别是技术资料的网络查询功能，职工可以利用井下防爆智能手机通过网络查询需要的资料，确保人员在井下工作时不因为忘带技术资料而影响检修进度。

（3）设备检修责任落实到位，降低了设备故障的发生率。每一次的检修任务都明确了负责人、检修员、验收员，当维护完设备，在下一次预警检修前，如果所维护的设备发生问题，就能利用系统找到谁是责任人。有据可循避免了推诿扯皮，检修人员的责任心提高了，故障率也降低了。

4 结束语

斜沟煤矿电气设备检修预警系统投入使用后，电气设备没有出现超期维护、漏维护现象，在机电管理工作方面成效显著，检修维护工作落实到位，责任到位。通过该系统有效减少了井下工作面因为设备故障导致的无计划停电情况，保障了工作面生产的连续性和全矿井供电安全。