2000KVA矿用隔爆型移动变电站的大修工艺

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  [摘 要]在煤矿生产过程中,变电站的作用是显而易见的,一旦其出现问题,将会直接影响正常的生产。文章结合工程实际,介绍了变压器的基本结构,探讨了2000KVA矿用隔爆型移动变电站的大修工艺,希望能够为相关工作人员提供一些参考。
  [关键词]变电站;配电装置;大修
  中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)21-0270-02
  一、变压器的基本结构
  要知道变压器的工作原理,首先要知道它的功能,其实也不外乎就是电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等,变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途)变压器的绕制工艺会有所不同的要求。电源变压器应用非常广泛。
  变压器按用途可以分为:
  配电变压器、电力变压器、 全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、 单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗用变压器、防雷变压器、箱式变压器、箱式变电器。
  变压器的最基本型式,包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。
  一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压,是由一次线圈与二次线圈问的「匝数比」所决定的。因此,变压器区分为升压与降压变压器两种。
  大部份的变压器均有固定的铁芯,其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性,大部份磁通量局限在铁芯里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中,線圈与铁芯二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此,变压器之匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能,使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物,提升输电电压使得长途输送电力更为经济,至于降压变压器,它使得电力运用方面更加多元化,吾人可以如是说,倘无变压器,则现代工业实无法达到目前发展的现况。
  电子变压器除了体积较小外,在电力变压器与电子变压器二者之间,并没有明确的分界线。一般提供60Hz电力网络之电源均非常庞大,它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。电子装置的电力限制,通常受限于整流、放大,与系统其它组件的能力,其中有些部份属放大电力者,但如与电力系统发电能力相比较,它仍然归属于小电力之范围。
  各种电子装备常用到变压器,理由是:提供各种电压阶层确保系统正常操作;提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗,但对直流则提供低的阻抗;在不同的电位下,维持或修饰波形与频率响应。「阻抗」其中之一项重要概念,亦即电子学特性之一,其乃预设一种设备,即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时,其间即使用到一种设备-变压器。
  变压器---利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件
  1.变压器 ---- 静止的电磁装置
  变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能
  电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
  变压器原理
  与电源相连的线圈,接收交流电能,称为一次绕组
  与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组
  一次绕组的 二次绕组的
  电压相量 U1 电压相量 U2
  电流相量 I1 电流相量 I2
  电动势相量 E1 电动势相量 E2
  匝数 N1 匝数 N2
  同时交链一次,二次绕组的磁通量的相量为φm,该磁通量称为主磁通
  补充变压器工作原理:
  变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
  变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
  铁心由铁心柱和铁轭两部分组成。变压器的主磁路,为了提高导磁性能和减少铁损,用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠成铁芯在变压器中构成一个闭合的磁路,又是安装绕组的骨架,对变压器电磁性能和机械强度是极为重要的部件。变压器的铁心中,每片硅钢片为拼接片。在叠片时,采用叠接式,即将上下两层叠片的接缝错开,可缩小接缝间隙,以减小励磁电流。
  供变压器制造用的硅钢片,几乎全是冷轧晶粒取向硅钢片,而且以卷料供货。这种硅钢片导磁性强,损耗较低,允许采用较高的磁通密度,为改善变压器性能创造了条件。
  对材质的要求:
  (1)厚度要均匀,厚度公差要小
  (2)卷料应平整,不允许有波浪
  (3)表面绝缘涂层应牢固,不允许剥落
  (4)应有高的磁导率,損耗应尽量小
  绕组变压器套组构成变压器设备的内部电路,它与外界的电网直接相联,是变压器中最重要的部件,常把绕组比作变压器的“心脏”。
  绕组匝数的改变可以改变电压。当绕组与铁心套装在一起时,即组成变压器本身,又构成电磁感应系统,可以得到所需的各种电压和电流。变压器绕组是由导线绕制而成的。导线有铜导线和铝导线,每层导线之间覆盖不同类型的绝缘层,即导线直接与各种绝缘层组合成一个整体,这些绝缘层的作用是构成绕组的匝绝缘。绕组的基本结构是采用包有绝缘层的导线缠绕在有心模的绝缘骨架上,构成圆柱形或方形绕组,并包括:出现端、调压分接头、绝缘筒、撑条、垫块、端圈和层间绝缘纸等。用于高压上的绕组还包括电容环等。   1.绕组结构类型
  根据绕组结构和绕制特点,绕组大体上可分为圆筒式(或层式)绕组和饼式绕组两大类,其中饼式绕组又分为连续式绕组、纠结式绕组和螺旋式绕组。⑵制造绕组应遵守的基本原则
  变压器运行的可靠性往往直接决定于绕组的结构设计和制造质量。一般根据电压等级的不同、容量大小和使用条件的差异,而采用不同结构形式的绕组,但不论何种类型的绕组,在制造过程中都要遵循以下几点要求:
  (1)绕组的绕制应紧密无间隙
  (2)严格保证绕组压装后的径向和轴向的几何尺寸
  (3)必须严格控制导线的截面尺寸、表面粗糙度和匝绝缘厚度
  (4)尽量减少导线接头数量,并确保导线的焊接质量
  (5)严格控制绕组S弯处导线在垫块中的位置,并加强该处绝缘,对导线的跨度、升层及引出线端等处应按规定加强绝缘
  二、大修流程
  1.部件拆解
  高压配电装置、低压保护箱用电动扳手打开主腔室的防爆门,用活动扳手、改锥等工具拆解损坏、锈蚀的部件,归类摆放。用扳手拆解接线腔的盖板,检测接线柱是否损坏,拆解损坏的接线柱。用天车、电动扳手等工具打开移变腔体防爆盖,将防爆盖放在枕木上或有保护的地方,防止损坏防爆面。拆解主变线圈高低压侧与腔体的连接线,松开底部紧固螺栓,用天车、叉车等取出绕组、铁芯。
  2.部件检测
  检测隔爆面先检测高压配电装置、低压保护箱的隔爆面的光洁度及有无伤痕、锈蚀情况,伤痕是否在规定范围内,将检测结果填写在检测报告单上。对主变上的隔爆面进行检查,并将检测结果填写在检测报告单上。检测进出线装置检查高压配电装置及低压保护箱上的引线装置有无裂痕、变形、开裂损坏的情况;接着检查接线腔绝缘台有无裂痕、变形、开裂损坏的情况。检测高压配电装置、低压保护箱。检查控制变压器的连接螺栓有无松动,绝缘有无过热损坏现象,并用相应电压等级的兆欧表测其绝缘是否符合规定,并将检测和测试结果填写在检测报告单上。所有绝缘台、联接母线及氧化锌避雷器用2500V的兆欧表进行绝缘检测,将检测所有结果填写在检测报告单上。检查隔离开关的导电触头是否有烧灼现象,并检查隔离开关的操作机构是否灵活可靠。用2500V的兆歐表测隔离开关绝缘是否符合规定,并将检测和测试结果填写在检测报告单上。用2500V的兆欧表检测断路器/接触器是否有击穿现象,绝缘是否符合规定,并将检测和测试结果填写在检测报告单上。检查接触器/断路器辅助触点是否完好,通入额定电压测试断路器/接触器吸合是否正常。检测主变用2500V的兆欧表对高压侧绕组进行检测,用1000V的兆欧表对低压侧绕组进行绝缘检测,对高低压侧进行耐压试验。用直流电阻测试仪对高低侧绕组进行直流电阻测试。用变比测试仪对移变进行变比测试,将所有测试结果填写在检测报告单上。
  3.部件维修
  3.1 维修高低压配电装置
  维修调整隔离开关,确认隔离开关分断/闭合可靠同步。维修高压电网综合保护器性能及各部按钮,对损坏的予以更换。维修高压真空断路器分断/闭合正常。处理高压开关隔爆面,检测符合隔爆要求后涂凡士林,并更换开关箱内的干燥剂。检测插座2件。对锈蚀的地方除锈,并喷刷防锈漆。维修低压保护箱,检修低压开关闭锁机构,检修低压漏电采样单元,检修低压电网综合保护器,若损坏予以更换,检修输出4回路,喇叭嘴2件、插座2件有损坏件给予更换。处理隔爆面,检测符合隔爆要求后涂凡士林,并更换开关箱内的干燥剂。
  3.2 维修移变主体
  绕组的拆卸对绕组进行更换时,首先要记录绕组的接线方式。拆解原移变损坏绕组联接部,取出移变主体上部硅钢片,用天车将损坏绕组吊出,并记录好绕组的形状,方式,线规,匝数。铁芯清理绕组拆除后,清除铁芯上残存的绝缘物、漆瘤、锈斑,检查和清除铁芯上的毛刺,修理散张的硅钢片等,然后用压缩空气吹净。绕组的绕制线圈的绕制是第一步也是最为重要的一步,线圈的大小形状决定了其是否可以与原铁芯进行配合安装,以及线圈整体的美观度和平整度。选取与该变压器绕组线规相同的铜线,将铜线放到放线架上,通过拉紧装置,对铜线施加适当的制动力,铜线的另一端,固定在绕线模具的夹紧装置上,把铜线端部固定,夹紧后,通过加紧装置将铜线线拉到绕线模上,开始对铜线进行绕制。通过放线架,可调节铜线拉伸的力度,要求夹紧力度要适中,不可过大或过小。力度大小取决于导线线径和并绕根数,导线越粗,并绕根数越多,则要求夹紧力度越大。
  3.3 脱模
  线圈绕制成型后要进行脱模,在脱模操作前首先要对线圈检查,处理其表面的毛刺,然后根据要求对线圈绑扎绝缘带。线圈脱模后将线圈放置专用夹紧工装内,将锁紧螺栓紧固。
  3.4 绕组试验
  绕组绕制成型后,必须进行质量检查和试验,以便及时发现并消除加工过程中的缺陷,确保绕组质量。检查绕组表面绝缘绑扎是否良好、有无破损及绝缘层间是否有无异物,同时检查线圈形状,以保证安装顺利、配合紧密和绝缘良好;为了保证移变成品的质量,绕组需经匝间绝缘试验、直流电阻测试,目地是为了检查其绝缘是否符合要求,有无对地击穿或匝间放电现像的产生。
  3.5 浸漆
  浸漆其主要工艺流程:1) 预烘;2)真空预烘;3)真空浸漆;4)加压浸漆;5)排漆排气;6)滴漆;7)干燥;8)检查出炉;9)涂覆盖漆;10)最后干燥。通过高压真空浸漆可简化绕组制造工艺,提高绕组的整体绝缘性能,可消除绕组绝缘磨损;提高绕组的导热性,从而可降低运行温度;增强绕组适应环境条件的能力,可消除潮气、化学气体和其他污物侵入绝缘内部而造成的绝缘损坏。
  3.6 绕组安装与焊接
  将成品合格线圈用天车吊至安装位,按工艺要求将线圈安装在原吊出位置,用绝缘材料将铁芯外部与线圈内部间隙处撑起,将原引接线按联接组别焊接完好,安装上部硅钢片,紧固所有联接螺栓。
  4.组装、通电测试
  移变主体安装,用天车将移变铁芯吊入壳体内、用扳手等工具紧固移变铁芯上部联接固定板。
  安装主变线圈高低压侧与腔体的连接线。用天车、电动扳手等工具安装移变腔体防爆盖,将防爆盖紧固螺栓拧紧。
  高压配电装置、低压保护箱组装,用天车将高压配电装置、低压保护箱吊至安装位置,用套筒扳手将高压配电装置、低壓保护箱的母线分别接到接线柱/板上,并紧固螺栓。安装并紧固高压配电装置、低压保护箱与移变主体联接螺栓。整体检查接线腔的接线和连线,确认无误后将绝缘隔离板盖上,并在防爆面上涂抹凡士林,用螺栓紧固好。通电测试,供电处对其进行绝缘、耐压、直阻、变比、等项目进行试验并出检测报告。通入额定试验电源后观察显示情况。按其额定容量进行整定、调整。
  5.整体喷漆
  所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。喷漆过程中必须佩戴无尘衣、帽、口罩、手套等劳动保护用品。
  参考文献
  [1] CB 8286-2005.矿用隔爆型移动变电站.
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