论文部分内容阅读
[摘 要]本文首先介绍了移动变电站的结构与特点，然后介绍了移动变电站的优点和缺點，最后介绍了移动变电站常见故障分析。
[关键词]矿用，隔爆型，移动变电站，维修保养，故障处理
中图分类号：TD611.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0256-01
一、前言
随着采煤机械化水平的不断提高，工作面及其附近的机电设备容量逐渐增大，要求供电负荷也越来越大，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。
二、移动变电站的结构与特点
1、移动变压器的结构与特点
移动变电站的主体为KSGB型矿用隔爆三相干式变压器，其绕组的绝缘材料为H级，隔爆外壳有散热片。此外，主变压器内还设有保护绕组过热的温度继电器。
变压器有100千伏安、800千伏安、630千伏安、500千伏安、315千伏安五种容量，它们都可以接成Y/Y―12，这时付绕组可以得到1200伏额定电压，对于630千伏安以下容量的变压器不接成Y/A―11，这时副绕组可以得到690伏的额定电压，变压器的原绕组设有调压端钮，可以使副绕组的端电压在其额定的电压±5%范围内调节。
2、低压真空馈电开关的原理
（1）真空开关电子型脱机器工作原理：a、传感元件由套在开关出线端的三个电流互感器组成，互感器具有非饱和特性、二次侧电流的变化与电网电流的变化成正比。通过并联在互感器付边的负载电阻，将付边电流的变化转换成变化电压信号。付边输出电压信号的变化与电网、电流的变化成正比，这个电压作为电网电流变化传递给脱机器本体。b、由传感器送来的电压信号，经脱机器上的三个单相桥式整流器整流后，得到反映主回路电流大小的脉动直流电压信号，将它们分压后分别送到瞬时、短延时、长延时电路，各电路按瞬时值翻转，输出一动作信号到记忆电路，寄存并显示故障类别。记忆电路输出驱动信号一路使晶体管截止，断开关电源，使欠压线圈失电。另一路送往整型电路，再触发可控硅，关断开关电源，使欠压线圈失电，并使分配线圈加电，完成脱扣动作，断路器分断。c、电源的电压是由变压器输出50伏，经桥式整流后，一路经稳压得到17伏和9伏直流电压，供给控制回路，另一路通过开关电源，为欠压线圈提供直流电压。d、控制电路和采用运算放大器，由CMOS数字电路和外围元件组成，功耗低，工作可靠，抗干扰能力强，动作阀值电压准确、稳定。
（2）检漏继电器工作原理。安装在真空馈电开关的电源侧的隔离开关、熔断器、降压变压器将输入端的1140伏或660伏电源电压降为127伏，此电压送入由C与变压器构成磁稳压装置，保证电源电压在额定值的75～100%范围内变动时，该检漏继电器仍能可靠的工作。
三、移动变电站的优点和缺点
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。
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。
四、移动变电站常见故障分析
1、防爆干式变压器
（一）、线圈存在的问题和解决措施
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；
（二）、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、防爆开关的部分
（一）、存在的问题
1）高压负荷开关尽管可以带负荷进行运作，但是并不具有保护作用，不能真正起到隔离开关的作用；2）一旦发生漏电故障，干式变压器的低压绕组和馈电开关都不能进行自我保护；3）检修防爆开关时，需要在移动变电站的高压头前增加一个高压真空开关，来操作停送电，这样不仅使供电系统变得更加复杂，也增加了矿井的投资成本；4）防爆开关的高压电缆的连接器很容易发生故障，严重影响了供电系统的安全性和可靠性。
（二）、处理措施
引进先进的新型防爆开关就能解决以上问题。因为新型开关的高压侧是高压配电装置，而低压侧是保护箱，这是国内目前最先进的配置形式，优点表现为：
1）新型防爆开关采用先进的微机保护系统，低压侧保护与高压侧保护形成了双重的保护，这就解决了变压器低压侧绕组和馈电开关，在发生漏电故障时，不能分断故障点的死区问题；2）检修时不需要再增设高压真空配电装置，这样就减少了巷道占用空间，简化停送电操作程序，维修方便、运行安全；3）利用新型开关还可以省掉原有的高压电缆连接器，提高了供电可靠性；4）具有低压保障分断高压的控制和保护系统，突破了低压馈电开关真空断路器的电流瓶颈，可避免因低压侧分断电流大造成的供电故障。
五、结束语
矿用隔爆型移动变压器不仅适应大容量、远距离的供电要求，而且还能提高电压等级。移动变电站在煤矿生产中将发挥着重要的作用，移动变电站的发展将越加合理化，各种保护更为完善化。
参考文献
[1] 孙瑞彩.浅谈矿用隔爆型风机移动负荷装置的发展及应用[J].通用机械，2010（8）.
[关键词]矿用，隔爆型，移动变电站，维修保养，故障处理
中图分类号：TD611.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0256-01
一、前言
随着采煤机械化水平的不断提高，工作面及其附近的机电设备容量逐渐增大，要求供电负荷也越来越大，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。
二、移动变电站的结构与特点
1、移动变压器的结构与特点
移动变电站的主体为KSGB型矿用隔爆三相干式变压器，其绕组的绝缘材料为H级，隔爆外壳有散热片。此外，主变压器内还设有保护绕组过热的温度继电器。
变压器有100千伏安、800千伏安、630千伏安、500千伏安、315千伏安五种容量，它们都可以接成Y/Y―12，这时付绕组可以得到1200伏额定电压，对于630千伏安以下容量的变压器不接成Y/A―11，这时副绕组可以得到690伏的额定电压，变压器的原绕组设有调压端钮，可以使副绕组的端电压在其额定的电压±5%范围内调节。
2、低压真空馈电开关的原理
（1）真空开关电子型脱机器工作原理：a、传感元件由套在开关出线端的三个电流互感器组成，互感器具有非饱和特性、二次侧电流的变化与电网电流的变化成正比。通过并联在互感器付边的负载电阻，将付边电流的变化转换成变化电压信号。付边输出电压信号的变化与电网、电流的变化成正比，这个电压作为电网电流变化传递给脱机器本体。b、由传感器送来的电压信号，经脱机器上的三个单相桥式整流器整流后，得到反映主回路电流大小的脉动直流电压信号，将它们分压后分别送到瞬时、短延时、长延时电路，各电路按瞬时值翻转，输出一动作信号到记忆电路，寄存并显示故障类别。记忆电路输出驱动信号一路使晶体管截止，断开关电源，使欠压线圈失电。另一路送往整型电路，再触发可控硅，关断开关电源，使欠压线圈失电，并使分配线圈加电，完成脱扣动作，断路器分断。c、电源的电压是由变压器输出50伏，经桥式整流后，一路经稳压得到17伏和9伏直流电压，供给控制回路，另一路通过开关电源，为欠压线圈提供直流电压。d、控制电路和采用运算放大器，由CMOS数字电路和外围元件组成，功耗低，工作可靠，抗干扰能力强，动作阀值电压准确、稳定。
（2）检漏继电器工作原理。安装在真空馈电开关的电源侧的隔离开关、熔断器、降压变压器将输入端的1140伏或660伏电源电压降为127伏，此电压送入由C与变压器构成磁稳压装置，保证电源电压在额定值的75～100%范围内变动时，该检漏继电器仍能可靠的工作。
三、移动变电站的优点和缺点
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。
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。
四、移动变电站常见故障分析
1、防爆干式变压器
（一）、线圈存在的问题和解决措施
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；
（二）、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、防爆开关的部分
（一）、存在的问题
1）高压负荷开关尽管可以带负荷进行运作，但是并不具有保护作用，不能真正起到隔离开关的作用；2）一旦发生漏电故障，干式变压器的低压绕组和馈电开关都不能进行自我保护；3）检修防爆开关时，需要在移动变电站的高压头前增加一个高压真空开关，来操作停送电，这样不仅使供电系统变得更加复杂，也增加了矿井的投资成本；4）防爆开关的高压电缆的连接器很容易发生故障，严重影响了供电系统的安全性和可靠性。
（二）、处理措施
引进先进的新型防爆开关就能解决以上问题。因为新型开关的高压侧是高压配电装置，而低压侧是保护箱，这是国内目前最先进的配置形式，优点表现为：
1）新型防爆开关采用先进的微机保护系统，低压侧保护与高压侧保护形成了双重的保护，这就解决了变压器低压侧绕组和馈电开关，在发生漏电故障时，不能分断故障点的死区问题；2）检修时不需要再增设高压真空配电装置，这样就减少了巷道占用空间，简化停送电操作程序，维修方便、运行安全；3）利用新型开关还可以省掉原有的高压电缆连接器，提高了供电可靠性；4）具有低压保障分断高压的控制和保护系统，突破了低压馈电开关真空断路器的电流瓶颈，可避免因低压侧分断电流大造成的供电故障。
五、结束语
矿用隔爆型移动变压器不仅适应大容量、远距离的供电要求，而且还能提高电压等级。移动变电站在煤矿生产中将发挥着重要的作用，移动变电站的发展将越加合理化，各种保护更为完善化。
参考文献
[1] 孙瑞彩.浅谈矿用隔爆型风机移动负荷装置的发展及应用[J].通用机械，2010（8）.