管 珍

（晉能控股裝備制造集團大同機電裝備有限公司中央機廠， 山西 大同 037000）

引言

為了適應(yīng)高容量、長距離供電要求，采掘工作面移動變壓器必須具有更高的技術(shù)性能，但是在實際煤礦生產(chǎn)過程中，由于井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣，如陰暗潮濕、存在腐蝕性氣體及液體等，以及對變壓器結(jié)構(gòu)不了解、檢修維護力度不足，導(dǎo)致移動變壓器出現(xiàn)設(shè)備老化、故障頻發(fā)等現(xiàn)象，制約著井下安全、穩(wěn)定供電[1]。對此，為了進一步提高移動變壓器供電性能、降低故障率，本文對井下隔爆移動變壓器結(jié)構(gòu)原理進行分析，并對常見故障采取了相應(yīng)的維護措施。

1 移動變壓器結(jié)構(gòu)原理

1.1 結(jié)構(gòu)特征

1）礦用隔爆型移動變壓器主要由金屬殼體、保護隔離開關(guān)、互感器、斷路器、接線腔、降壓線圈、高壓開關(guān)箱、降壓線圈、低壓保護箱等部分組成，在使用過程中變壓器主要將進線一側(cè)高壓電（10 kV）通過降壓線圈降壓作用轉(zhuǎn)化為低壓電源（3 300 V/1 140 V/660 V），從而為采掘工作面各類機械設(shè)備穩(wěn)定供電。

2）礦用隔爆型移動變壓器適用于海拔低于2000 m、工作環(huán)境溫度在-8～45 ℃范圍內(nèi)、空氣潮濕度不得高于90%，變壓器必須安裝在頂板穩(wěn)定、無淋水且底板傾斜度不低于15°的位置。

3）移動變壓器低壓側(cè)通常與隔爆型真空高低壓開關(guān)配套使用，從而組成低壓側(cè)供電系統(tǒng)。移動變壓器在實際應(yīng)用中具有短路、過載、欠壓、斷相等閉鎖功能，以及遠程通信功能。

1.2 工作原理

1）電氣回路工作原理：移動變壓器電氣回路主要包括保護回路、主回路及控制回路三部分；當(dāng)變壓器高壓側(cè)輸電后對低壓側(cè)保護器合閘，進行供電工作，在供電期間通過對變壓器外圍檢測，若存在故障閉鎖時，高壓側(cè)無法合閘；若KO1K 觸點能夠閉合且KO1B 觸點能夠打開，高壓側(cè)真空斷路器才能合閘。

2）機電閉鎖原理：當(dāng)高壓電源接入變壓器高壓側(cè)后，高壓互感器通過隔離開關(guān)控制作用，使斷路器分合閘線圈供電，通過斷路器分合閘作用實現(xiàn)隔離開關(guān)與高壓斷路器機電閉鎖作用，從而有效防止隔離開關(guān)在斷路器帶電作用下被打開。

3）變壓器運行模式：在供電過程中高壓隔爆開關(guān)與變壓器低壓側(cè)保護箱共同形成斷路保護系統(tǒng)，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出現(xiàn)故障時及時對高壓側(cè)斷路器進行分斷，從而實現(xiàn)漏電閉鎖、短路保護、斷相保護等作用。

2 移動變壓器常見故障及處理

由于井下變壓器長期處于高溫、潮濕、高次諧波等環(huán)境中，使得變壓器受影響較大，常見的影響因素主要包括以下幾方面：變壓器在長期運行過程中會產(chǎn)生高溫，從而導(dǎo)致變壓器故障；變壓器出現(xiàn)過電流時，會造成變壓器繞組絕緣老化，引起故障；變壓器在供電過程中會產(chǎn)生諧波、操作、暫態(tài)等過電壓現(xiàn)象，從而降低了變壓器絕緣水平。常見故障如下：

2.1 變壓器鐵心故障

變壓器鐵心故障是最常見故障之一，鐵心故障類型主要包括相鄰鐵芯片之間產(chǎn)生短路、鐵心接地不良及鐵心多點接地，鐵心有異響、振動，鐵心發(fā)熱等，具體鐵心故障類型[2]如下頁圖1 所示。

圖1 變壓器鐵心故障分類圖

當(dāng)變壓器鐵心出現(xiàn)故障時，首先檢測鐵心故障類型，當(dāng)鐵心出現(xiàn)聲響、振動時，可增加選片、加固自由端及重新固定鐵心；若鐵心局部發(fā)熱時，應(yīng)杜絕穿心螺桿與鐵心片之間產(chǎn)生兩點連接，同時及時更換絕緣老化、局部損壞、短路的鐵心。

2.2 繞組故障

繞組出現(xiàn)故障的常見原因主要有以下幾方面：繞組安裝不牢固，造成出現(xiàn)繞組絕緣受阻現(xiàn)象；繞組受潮，導(dǎo)致繞組絕緣性能下降；外部負荷頻繁變化，導(dǎo)致繞組產(chǎn)生峰值電壓、電流；繞組中導(dǎo)線產(chǎn)生錯位現(xiàn)象，導(dǎo)致繞組產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象。

變壓器繞組一旦出現(xiàn)故障后，分別從繞組是否變形、是否短路、是否斷路三方面著手解決；當(dāng)繞組出現(xiàn)變形時及時進行更換，防止因抗短路能力降低，導(dǎo)致外部短路；繞組出現(xiàn)短路時絕緣性能降低，檢查是否受潮、絕緣損壞等，必要時進行更換；若繞組出現(xiàn)斷路時，檢查焊接部位是否焊接牢固，并進行加固[3]。

2.3 斷路器拒分合故障

斷路器拒分合故障主要有兩種類型，一種為斷路器電動無法合閘，但是手動可合閘；另一種為斷路器電動、手動均無法合閘。

2.3.1 斷路器電動不合閘

變壓器出現(xiàn)此類故障時，說明合閘機構(gòu)無故障，電動控制回路存在故障。首先通過按下合閘按鈕觀察是否存在合閘動作，若發(fā)現(xiàn)電機正常運轉(zhuǎn)但是不存在合閘動作時，確定為電機齒輪咬合存在問題，及時對電動機傳動軸進行更換；同時合閘電機燒毀、保險管損壞及按鈕彈簧失效等同樣會出現(xiàn)類似故障。

2.3.2 斷路器電動、手動均無法合閘

變壓器出現(xiàn)電動、手動均無法合閘時，首先進行手動合閘試驗，若能合閘但又自動跳閘時，說明存在分閘保護動作，出現(xiàn)此種現(xiàn)象的主要原因如下：門鎖未到位，導(dǎo)致失壓線圈不吸合，及時更換門鎖即可；保險收回導(dǎo)致線圈無交流電，及時檢查保險并更換[4]。

3 移動變壓器安全維護

1）移動變壓器在入井前必須進行供電試驗，保證變壓器安全穩(wěn)定供電，以及變壓器內(nèi)部零部件完好，變壓器采用整體一次性運輸，采用專用設(shè)備進行拖運。

2）移動變壓器在合閘供電前應(yīng)檢查供電情況及變壓器安裝穩(wěn)固情況，在采掘工作面移變硐室內(nèi)安裝時，必須對硐室底板進行硬化，保證底板平整，頂板支護牢固可靠，必要時對硐室內(nèi)采取支設(shè)，木柱、單體柱進行加固。

3）根據(jù)采掘工作面機電設(shè)備數(shù)量、種類、供電負荷等合理確定移動變壓器容量，變壓器進入安裝地點后在供電前對變壓器及時施工專用接地，接地電纜橫截面積必須符合煤礦安全規(guī)程要求。

4）在進行操作移動變壓器時，操作人員必須佩戴絕緣手套及絕緣鞋，若變壓器出現(xiàn)故障時，嚴禁操作人員帶電打開變壓器高低壓側(cè)各類蓋板。

5）在搬遷變壓器時必須進行斷電，同時為了提高移動變壓器中斷路器動作靈敏度及使用壽命，在進行斷路器操作時確保移動變壓器處于無負荷狀態(tài)。

6）采掘工作面回采結(jié)束回撤移動變壓器時，必須先斷電后拆卸，拆卸過程中對變壓器內(nèi)部配件必須保護完整，拆線后及時對接線側(cè)進行清理，保證接線腔內(nèi)無浮煤、積水[5]。

4 結(jié)語

移動變壓器穩(wěn)定運行對煤礦井下安全供電具有重要意義，為了降低移動變壓器故障率，在日常生產(chǎn)過程中必須加大對移動變壓器檢修維護力度，及時發(fā)現(xiàn)變壓器故障并進行處理，對操作人員進行專崗培訓(xùn)熟練掌握變壓器結(jié)構(gòu)特性，從而有效減少因供電故障影響采掘生產(chǎn)現(xiàn)象，促進煤礦安全高效生產(chǎn)。