矿用隔爆移动变电站的常见故障及处理措施

高兆青，张寿安，星跃明

山东裕隆矿业集团有限公司唐阳煤矿，山东曲阜 272508

0 引言

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，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。检修移动变电站时，发现干式变压器的铁芯部分和防爆开关部分存在一些技术问题，通过技术人员的认真检查，找到了故障产生的真正原因，并及时进行了处理，通过新技术的应用来消除故障，从而提高了设备的检修质量，保证了矿井的安全生产。

1 移动变电站的结构特点

1.1 优点

1）高压深入工作面附近，使低压供电距离短，电压损失小，提高了供电质量和设备起动、运转性能，有利于加大设备容量，提高生产能力，又可减小低压电缆的截面与长度，节约大量铜材；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、低压开关三者组装在一起，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，初期投资高。

移动变电站就是由特制的高压配电装置、干式变压器及低压配电装置所组成的整体。放在车子上，在平巷（顺槽）的轨道上移动，距离工作面一般为50m～300m。其组装方式有两种：一种是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，如英国、波兰和我国生产的移动变电站都是这种组装形式；另一种组装形式是三个隔爆箱各自独立装在一个车架上，然后用电缆连接，德国、日本的移动变电站就是这种形式。移动变电站该、低压开关的配备方式大致有一下三种：（1）高压开关箱中装有隔离开关和断路器，低压开关箱中不设开关，如英国；（2）高压开关箱中装有隔离开关和断路器，低压开关箱中采用空气馈电开关，如德国；（3）高压开关箱中仅装有负荷开关，低压箱中装设空气馈电开关，如波兰和我国均按这种方式配备。我国目前在煤矿生产过程中最常用的是KSGZY型移动变电站，其型号意义为：K表示矿用隔爆；S表示三相；G表示干式；Z表示组合；Y表示移动。KSGZY型移动变电站是用来把煤矿井下中央变电所或采区变电所引来的6000V高压变为1200V电压向采区设备供电。由于这种移动变电站采用隔爆结构，故可用沼气矿井的采区。KSGZY型移动变电站是由一台压气式隔爆高压负荷开关箱、一台干式隔爆变压器和一台隔爆低压馈电开关箱组成。三个部分之间用法兰隔爆面连接成一个整体，安装在托撬上，托撬下面可装设直径为220mm有变越滚轮，轮距1100mm，可在轨距为600mm或900mm的轨道上滚动，以随采煤工作面的推进而不断移动。目的是使高压靠近负荷，减少电压损失。

2 移动变电站的使用注意事项

1）移动变电站下井之前，必须严格检查，试运行合格后方可安装使用。如发现连接松动、绝缘损伤、绕组受潮、仪表及保护回路动作不正常时，必须进行处理，消除缺陷方可使用；2）移动变电站应安装在通风良好的地方，要防止煤尘堆积而影响散热，不应放在有淋水或底板有积水的地方，必要时加防水保护措施；3）自移动变电站引出的电缆，必须防止向外抽拔，以防止出现套处松动或内部连接松脱，绝不可牵引电缆来拖动移动变电站；4）移动变电站的电缆连接器及各防爆箱盖都严禁带电打开，必须在上一级变电所停电后才能进行。高低压电缆在接用前应严格检查有无受潮或机械损伤，如有则不能接用；5）移动变电站必须与PBL-6型高压配电箱和UGSP型6kV高压电缆一起使用，不允许其他高压开关盒电缆代替；6）当低压侧打开箱盖检查时，必须首先拉开高压负荷开关；当打开高压侧箱盖，拆下高压开关，拆开变压器箱盖及拔开电缆连接器以前，必须切断上段电源，并闭锁和挂警告牌；7）应定期检查移动变电站的紧固件接线端子有无松动，隔爆面有无锈痕，绝缘件有无煤尘堆积和损坏，箱内有无煤尘堆积，触头及灭弧罩有无过度的烧损，并用摇表测量绝缘电阻；8）移动变电站附近应设有固定的防爆照明灯，以备经常观察和避免意外的碰撞；9）高低压开关接地需要与变压器外接地连接在一块，作为主接地，检漏继电器辅助接地极应离主接地极在5m以上；10）移动变电站的程序为：第一步是停电，首先断开和高压开关连接在一起的电缆的连接器，然后再拆除外接地线。第二步是把移动变电站搬移到新的位置，搬运前应仔细检查轨道，避免在运输过程中掉道和碰撞。第三步是在新位置摆好，装上高压电缆连接器，接好外接地，经检查认为完好以后，再行送电；11）经常注意低压开关上的仪表、信号灯指示，监视低压电网电压、负荷和绝缘水平。监视仪表、信号灯等如有损坏，应及时更换或修复。

3 移动变电站常见故障分析

3.1 防爆干式变压器铁芯部分存在的问题与解决方法

干式变压器是由一个长方形的防爆箱组成，侧面焊有瓦楞形散热钢板，同事也增加机械强度，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。可以改换变压器抽头。变压器铁芯采用优质冷轧硅钢片交叉迭成，芯柱上缠有玻璃丝带。变压器的绝缘等级为C级，可以耐200℃的高温，引线用硅橡胶绕包的铜线，必要的地方浸硅清漆提高耐潮性，以适应煤矿井下恶劣环境的要求。在检修移动变电站时发现存在下列故障：一是由于井下的特殊环境，铁芯剪口断面受潮，表面锈蚀严重。二是干式变压器的硅钢片上存在较多的加工毛刺，叠装硅钢片容易压破变压器的绝缘漆膜，使绝缘漆膜脱落而造成片间短路故障。三是因绝缘垫片垫的位置不合适，而造成45°斜接缝不能很好的对接，造成铁芯发热。四是铁芯内存在多点接地的现象。

处理措施：

一是利用绝缘清漆、硬膜油、油基防锈剂等对变压器硅钢片切口进行防锈处理；二是及时检查铁芯，一旦发现铁芯叠装，认真检查有损伤的硅钢片，发现硅钢片存在毛刺、弯曲和边缘卷边的情况时及时剔除；三是认真检查上下铁轭所垫绝缘垫片的情况，必须保证45°斜接缝对接整齐。四是认真检查总装壳体后的铁芯的接地情况，当吊装压紧件一旦松动，也容易引起铁芯多点接地。

3.2 防爆开关的部分

3.2.1 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。

3.2.2 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。

4 结论

总之，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；做好矿用隔爆移动变电站的维护保养工作，提高故障诊断能力，从而缩短故障处理的时间，提高移动变电站的使用寿命，并能为移动变电站的井下安全运行提供保障。

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