矿用移动变电站在使用中存在的问题和对策

摘要:本文首先阐述了矿用移动变电站的优点和缺点,重点分析矿用隔爆型移动变电站的防爆干式变压器、高压防爆开关等存在的问题,针对这些问题提出相应的解决措施,从而保证了矿用移动变电站的安全可靠运行,为煤矿的安全健康发展提供保障。

关键词:煤矿 矿用移动变电站 问题 对策

随着采煤机械化水平的不断提高,工作面及其附近机电设备电容量逐渐增加,要求供电负荷越来越大,为了适应大容量、远距离的供电要求,一方面提高电压等级,另一方面千伏级高压深入工作面附近,采用便于移动的隔爆型移动变电站供电方式是非常有利的,它能大大缩短供电距离,也是对大功率机组供电必不可少的设备。

1、移动变电站的优点和缺点

1.1 优点

(1)高压深入工作面附近,使低压供电距离短,电压损失少,提高了供电质量和设备的起动、运转性能,有利于加大设备容量,提高生产能力,又可减少低压电缆的界面与长度,节约大量的铜材。

(2)能在轨道上方便移动,无须建造变电所硐室。

(3)采用空气自冷式干式变压器,既有利于防爆,又便于维护。

(4)高压开关、变压器、低压开关组装在一起,结构紧凑,接线少。

1.2 缺点

(1)增加巷道断面,使开拓量加大。

(2)需要在顺槽中铺设专用轨道,初期的投资高。

移动变电站是由高压隔爆开关箱、隔爆干式变压器和隔爆低压馈电开关箱三部分组成。其组装方式有两种:一种三个隔爆箱连成一体,共同安装在一个车架上,车架下有四个轮子,可以沿轨道移动,比如英国、波兰和我国生产的移动变电站都是这种组装形式;另一种形式是三个隔爆箱各自独立安装在一个车架上,然后用电缆相连,德国、日本的移动变电站就是这种形式。

2、移动变电站存在的问题与解决措施

2.1 防爆干式变压器

防爆干式变压器是一个长方形的防爆箱,侧面焊有瓦楞形散热钢板,同时也增加机械强度,箱体上盖是圆弧形,箱内装有变压器芯子。打开上面圆弧形防爆大盖,可以把芯子吊出,打开上面的小盖板有一个绕组抽头接线板。防爆干式变压器常出现的问题是线圈问题和铁芯问题。

2.1.1 线圈存在的问题和解决措施

变压器线圈型式基本上分同芯式线圈和交错式线圈。同芯式线圈一般又分为圆筒式、分段式、连续式、双饼式、螺旋式、纠结式及铝箔筒式等七种;在煤矿用变压器中常见的是圆筒式、连续式、双饼式、螺旋式、纠结式等五种。绕组一般采用圆筒式结构,较大型电站线圈高压侧采用连续纠结式,绕组采用H级绝缘,具有良好的电气强度、机械强度及耐热性能。移动变电站线圈经常出现的故障为:

(1)线圈首匝受冲击电压的影响,造成匝间短路;

(2)线圈在紧固、浸漆时不好,造成线圈使用中长期微振动,产生磨损,线圈匝间绝缘损坏短路;

(3)由于铁芯及线圈自身发热,聚集的热量难以释放使热积累较大,造成线圈绝缘老化;

(4)纠结线段引线及分接点处引线与线圈距离近,造成放电;

(5)在线圈制造时因敲打、弯头、压紧等工艺过程造成绝缘的机械损伤,或某些铜刺、铁刺刺伤使绝缘损坏。

针对上述问题解决的措施为:

(1)加强移动变电站首匝绝缘,尤其是首匝弯折处绝缘,应用聚酰亚胺薄膜加强绝缘,同时用拉紧带进行很好的同定,在焊接引线时用玻璃丝绳将焊接周围绝缘包好,以免损伤绝缘;

(2)仔细检查线圈的上下夹紧件,上下夹紧点一定要对齐,线圈浸漆时必须采用真空压力浸漆,干燥完应检查线匝之间的固定情况;

(3)由于干式变压器采用的是空气自冷,器身安装在隔爆外壳内,壳内的热量仅靠空气对流和辐射传递到壳外,因此造成散热条件较差。因此检修时要仔细检查移动变电站的绝缘有无老化现象。及时对线圈进行大修理;

(4)纠结线段与距离引线要在25mm左右,分接点处引线与线圈距离在20mm左右;

(5)应根据线圈的损坏程度,制作重绕线圈模具及局部线圈进行修理模具。

2.1.2 铁芯存在的问题及解决措施

铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠成的。由于外力损伤或绝缘老化等原因使硅钢片间漆皮绝缘损坏,会增大涡流,造成局部过热,严重时还会熔伤,这就是所谓的“铁芯起火”。另外,穿心螺杆绝缘损坏也是造成环流的原因。穿心螺杆一般有绝缘套筒使其与硅钢片绝缘,两端还有绝缘垫圈使其与夹件绝缘。可能由于拧紧螺帽时损伤绝缘或因螺杆本身中涡流发热使绝缘经常处于高温下变脆等原因,使绝缘损坏。变压器铁芯钢片的接地装得正确,也可能发生短路。

铁芯局部发热在运行中所出现的现象,根据运行经验,轻微的局部发热,甚至观察不出变压器油温的上升,保护不会动作。因为此时由油分解而生成的气体,已溶解于其他未分解的油里。较严重的铁芯局部过热,就会使油温上升,轻瓦斯频繁动作,析出可燃性气体,油的闪光点下降,油色变深,并可能闻到焦糊气味。更严重时,重瓦斯动作。高热、油的裂化,是铁芯故障的主要特点,其反映出来的气体继电器动作或油温上升也是共同现象。因此,对于运行人员来说,直接判断是哪个故障是比较困难的,只要根据该变压器的历史及当时的运行状况,综合分析。同时也要经常监视变压器油温、听变压器声音、轻瓦斯动作后引起及时注意。

2.2 防爆开关

2.2.1 存在的问题

(1)高压负荷开关虽能带负荷操作,但本身没有保护,只能起到近似隔离开关作用。

(2)变压器低压绕组至低压馈电开关回路漏电时无法进行保护。

(3)高压电缆连接器容易出现故障,影响供电可靠性。

2.2.2 解决的措施

(1)新开关具有完善的微机保护系统,低压侧保护与高压侧保护形式形成双重保护。解决了变压器低压侧绕组至馈电开关回路漏电不能分断故障点的死区问题,并可根据电缆长短进行分布电容补偿。

(2)不必在移动变电站前增设高压真空配电装置。减少了巷道的占用空间。简化了停送电操作程序,维修方便、安全。

(3)可省掉原有的高压电缆连接器,提高了供电可靠性。

3、结语

总之,随着矿井开拓的不断延伸矿用移动变电站在煤矿中的应用会更加广泛,探讨其存在的问题和解决措施,能为今后移动变电站在井下安全使用,提供更可靠的保证。

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