礦用隔爆移動變電站的常見故障及處理措施

高兆青，張壽安，星躍明

山東裕隆礦業(yè)集團有限公司唐陽煤礦，山東曲阜 272508

0 引言

隨著采煤機械化水平的不斷提高，工作面及其附近的機電設備容量逐漸增大，要求供電負荷也越來越大，為了適應大容量、遠距離的供電要求，一方面提高電壓等級；另一方面千伏級高壓深入工作面附近，采用便于移動的隔爆型移動變電站供電方式是非常有利的。檢修移動變電站時，發(fā)現(xiàn)干式變壓器的鐵芯部分和防爆開關部分存在一些技術問題，通過技術人員的認真檢查，找到了故障產(chǎn)生的真正原因，并及時進行了處理，通過新技術的應用來消除故障，從而提高了設備的檢修質(zhì)量，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

1 移動變電站的結構特點

1.1 優(yōu)點

1）高壓深入工作面附近，使低壓供電距離短，電壓損失小，提高了供電質(zhì)量和設備起動、運轉(zhuǎn)性能，有利于加大設備容量，提高生產(chǎn)能力，又可減小低壓電纜的截面與長度，節(jié)約大量銅材；2）能在軌道上方便移動，無須建造變電所硐室；3）采用空氣自冷干式變壓器，既有利于防爆，又便于維護；4）高壓開關、變壓器、低壓開關三者組裝在一起，結構緊湊，接線少。

1.2 缺點

1）增加巷道斷面，使開拓量加大。

2）需要在順槽中鋪設專用軌道，初期投資高。

移動變電站就是由特制的高壓配電裝置、干式變壓器及低壓配電裝置所組成的整體。放在車子上，在平巷（順槽）的軌道上移動，距離工作面一般為50m～300m。其組裝方式有兩種：一種是三個隔爆箱連成一體，共同安裝在一個車架上，車架下有四個輪子，可以沿軌道移動，如英國、波蘭和我國生產(chǎn)的移動變電站都是這種組裝形式；另一種組裝形式是三個隔爆箱各自獨立裝在一個車架上，然后用電纜連接，德國、日本的移動變電站就是這種形式。移動變電站該、低壓開關的配備方式大致有一下三種：（1）高壓開關箱中裝有隔離開關和斷路器，低壓開關箱中不設開關，如英國；（2）高壓開關箱中裝有隔離開關和斷路器，低壓開關箱中采用空氣饋電開關，如德國；（3）高壓開關箱中僅裝有負荷開關，低壓箱中裝設空氣饋電開關，如波蘭和我國均按這種方式配備。我國目前在煤礦生產(chǎn)過程中最常用的是KSGZY型移動變電站，其型號意義為：K表示礦用隔爆；S表示三相；G表示干式；Z表示組合；Y表示移動。KSGZY型移動變電站是用來把煤礦井下中央變電所或采區(qū)變電所引來的6000V高壓變?yōu)?200V電壓向采區(qū)設備供電。由于這種移動變電站采用隔爆結構，故可用沼氣礦井的采區(qū)。KSGZY型移動變電站是由一臺壓氣式隔爆高壓負荷開關箱、一臺干式隔爆變壓器和一臺隔爆低壓饋電開關箱組成。三個部分之間用法蘭隔爆面連接成一個整體，安裝在托撬上，托撬下面可裝設直徑為220mm有變越滾輪，輪距1100mm，可在軌距為600mm或900mm的軌道上滾動，以隨采煤工作面的推進而不斷移動。目的是使高壓靠近負荷，減少電壓損失。

2 移動變電站的使用注意事項

1）移動變電站下井之前，必須嚴格檢查，試運行合格后方可安裝使用。如發(fā)現(xiàn)連接松動、絕緣損傷、繞組受潮、儀表及保護回路動作不正常時，必須進行處理，消除缺陷方可使用；2）移動變電站應安裝在通風良好的地方，要防止煤塵堆積而影響散熱，不應放在有淋水或底板有積水的地方，必要時加防水保護措施；3）自移動變電站引出的電纜，必須防止向外抽拔，以防止出現(xiàn)套處松動或內(nèi)部連接松脫，絕不可牽引電纜來拖動移動變電站；4）移動變電站的電纜連接器及各防爆箱蓋都嚴禁帶電打開，必須在上一級變電所停電后才能進行。高低壓電纜在接用前應嚴格檢查有無受潮或機械損傷，如有則不能接用；5）移動變電站必須與PBL-6型高壓配電箱和UGSP型6kV高壓電纜一起使用，不允許其他高壓開關盒電纜代替；6）當?shù)蛪簜却蜷_箱蓋檢查時，必須首先拉開高壓負荷開關；當打開高壓側箱蓋，拆下高壓開關，拆開變壓器箱蓋及拔開電纜連接器以前，必須切斷上段電源，并閉鎖和掛警告牌；7）應定期檢查移動變電站的緊固件接線端子有無松動，隔爆面有無銹痕，絕緣件有無煤塵堆積和損壞，箱內(nèi)有無煤塵堆積，觸頭及滅弧罩有無過度的燒損，并用搖表測量絕緣電阻；8）移動變電站附近應設有固定的防爆照明燈，以備經(jīng)常觀察和避免意外的碰撞；9）高低壓開關接地需要與變壓器外接地連接在一塊，作為主接地，檢漏繼電器輔助接地極應離主接地極在5m以上；10）移動變電站的程序為：第一步是停電，首先斷開和高壓開關連接在一起的電纜的連接器，然后再拆除外接地線。第二步是把移動變電站搬移到新的位置，搬運前應仔細檢查軌道，避免在運輸過程中掉道和碰撞。第三步是在新位置擺好，裝上高壓電纜連接器，接好外接地，經(jīng)檢查認為完好以后，再行送電；11）經(jīng)常注意低壓開關上的儀表、信號燈指示，監(jiān)視低壓電網(wǎng)電壓、負荷和絕緣水平。監(jiān)視儀表、信號燈等如有損壞，應及時更換或修復。

3 移動變電站常見故障分析

3.1 防爆干式變壓器鐵芯部分存在的問題與解決方法

干式變壓器是由一個長方形的防爆箱組成，側面焊有瓦楞形散熱鋼板，同事也增加機械強度，箱體上蓋是圓弧形，箱內(nèi)裝有變壓器芯子。打開上面圓弧形防爆大蓋，可以把芯子吊出，打開上面的小蓋板有一個繞組抽頭接線板?？梢愿膿Q變壓器抽頭。變壓器鐵芯采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片交叉迭成，芯柱上纏有玻璃絲帶。變壓器的絕緣等級為C級，可以耐200℃的高溫，引線用硅橡膠繞包的銅線，必要的地方浸硅清漆提高耐潮性，以適應煤礦井下惡劣環(huán)境的要求。在檢修移動變電站時發(fā)現(xiàn)存在下列故障：一是由于井下的特殊環(huán)境，鐵芯剪口斷面受潮，表面銹蝕嚴重。二是干式變壓器的硅鋼片上存在較多的加工毛刺，疊裝硅鋼片容易壓破變壓器的絕緣漆膜，使絕緣漆膜脫落而造成片間短路故障。三是因絕緣墊片墊的位置不合適，而造成45°斜接縫不能很好的對接，造成鐵芯發(fā)熱。四是鐵芯內(nèi)存在多點接地的現(xiàn)象。

處理措施：

一是利用絕緣清漆、硬膜油、油基防銹劑等對變壓器硅鋼片切口進行防銹處理；二是及時檢查鐵芯，一旦發(fā)現(xiàn)鐵芯疊裝，認真檢查有損傷的硅鋼片，發(fā)現(xiàn)硅鋼片存在毛刺、彎曲和邊緣卷邊的情況時及時剔除；三是認真檢查上下鐵軛所墊絕緣墊片的情況，必須保證45°斜接縫對接整齊。四是認真檢查總裝殼體后的鐵芯的接地情況，當?shù)跹b壓緊件一旦松動，也容易引起鐵芯多點接地。

3.2 防爆開關的部分

3.2.1 存在的問題

1）高壓負荷開關盡管可以帶負荷進行運作，但是并不具有保護作用，不能真正起到隔離開關的作用；2）一旦發(fā)生漏電故障，干式變壓器的低壓繞組和饋電開關都不能進行自我保護；3）檢修防爆開關時，需要在移動變電站的高壓頭前增加一個高壓真空開關，來操作停送電，這樣不僅使供電系統(tǒng)變得更加復雜，也增加了礦井的投資成本；4）防爆開關的高壓電纜的連接器很容易發(fā)生故障，嚴重影響了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3.2.2 處理措施

引進先進的新型防爆開關就能解決以上問題。因為新型開關的高壓側是高壓配電裝置，而低壓側是保護箱，這是國內(nèi)目前最先進的配置形式，優(yōu)點表現(xiàn)為：

1）新型防爆開關采用先進的微機保護系統(tǒng)，低壓側保護與高壓側保護形成了雙重的保護，這就解決了變壓器低壓側繞組和饋電開關，在發(fā)生漏電故障時，不能分斷故障點的死區(qū)問題；2）檢修時不需要再增設高壓真空配電裝置，這樣就減少了巷道占用空間，簡化停送電操作程序，維修方便、運行安全；3）利用新型開關還可以省掉原有的高壓電纜連接器，提高了供電可靠性；4）具有低壓保障分斷高壓的控制和保護系統(tǒng)，突破了低壓饋電開關真空斷路器的電流瓶頸，可避免因低壓側分斷電流大造成的供電故障。

4 結論

總之，礦用隔爆型移動變壓器不僅適應大容量、遠距離的供電要求，而且還能提高電壓等級；做好礦用隔爆移動變電站的維護保養(yǎng)工作，提高故障診斷能力，從而縮短故障處理的時間，提高移動變電站的使用壽命，并能為移動變電站的井下安全運行提供保障。

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