管 珍

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

引言

為了適應(yīng)高容量、長(zhǎng)距離供電要求，采掘工作面移動(dòng)變壓器必須具有更高的技術(shù)性能，但是在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過(guò)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(duì)變壓器結(jié)構(gòu)不了解、檢修維護(hù)力度不足，導(dǎo)致移動(dòng)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(duì)此，為了進(jìn)一步提高移動(dòng)變壓器供電性能、降低故障率，本文對(duì)井下隔爆移動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分析，并對(duì)常見故障采取了相應(yīng)的維護(hù)措施。

1 移動(dòng)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(dòng)變壓器主要由金屬殼體、保護(hù)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(hù)箱等部分組成，在使用過(guò)程中變壓器主要將進(jìn)線一側(cè)高壓電（10 kV）通過(guò)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(jī)械設(shè)備穩(wěn)定供電。

2）礦用隔爆型移動(dòng)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(wú)淋水且底板傾斜度不低于15°的位置。

3）移動(dòng)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(dòng)變壓器在實(shí)際應(yīng)用中具有短路、過(guò)載、欠壓、斷相等閉鎖功能，以及遠(yuǎn)程通信功能。

1.2 工作原理

1）電氣回路工作原理：移動(dòng)變壓器電氣回路主要包括保護(hù)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(duì)低壓側(cè)保護(hù)器合閘，進(jìn)行供電工作，在供電期間通過(guò)對(duì)變壓器外圍檢測(cè)，若存在故障閉鎖時(shí)，高壓側(cè)無(wú)法合閘；若KO1K 觸點(diǎn)能夠閉合且KO1B 觸點(diǎn)能夠打開，高壓側(cè)真空斷路器才能合閘。

2）機(jī)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(guò)隔離開關(guān)控制作用，使斷路器分合閘線圈供電，通過(guò)斷路器分合閘作用實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)與高壓斷路器機(jī)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(yùn)行模式：在供電過(guò)程中高壓隔爆開關(guān)與變壓器低壓側(cè)保護(hù)箱共同形成斷路保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)對(duì)高壓側(cè)斷路器進(jìn)行分?jǐn)啵瑥亩鴮?shí)現(xiàn)漏電閉鎖、短路保護(hù)、斷相保護(hù)等作用。

2 移動(dòng)變壓器常見故障及處理

由于井下變壓器長(zhǎng)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(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高溫，從而導(dǎo)致變壓器故障；變壓器出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，會(huì)造成變壓器繞組絕緣老化，引起故障；變壓器在供電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諧波、操作、暫態(tài)等過(guò)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(diǎn)接地，鐵心有異響、振動(dòng)，鐵心發(fā)熱等，具體鐵心故障類型[2]如下頁(yè)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(shí)，首先檢測(cè)鐵心故障類型，當(dāng)鐵心出現(xiàn)聲響、振動(dòng)時(shí)，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(shí)，應(yīng)杜絕穿心螺桿與鐵心片之間產(chǎn)生兩點(diǎn)連接，同時(shí)及時(shí)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(fù)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(cuò)位現(xiàn)象，導(dǎo)致繞組產(chǎn)生過(guò)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(shí)及時(shí)進(jìn)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(shí)絕緣性能降低，檢查是否受潮、絕緣損壞等，必要時(shí)進(jìn)行更換；若繞組出現(xiàn)斷路時(shí)，檢查焊接部位是否焊接牢固，并進(jìn)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(dòng)無(wú)法合閘，但是手動(dòng)可合閘；另一種為斷路器電動(dòng)、手動(dòng)均無(wú)法合閘。

2.3.1 斷路器電動(dòng)不合閘

變壓器出現(xiàn)此類故障時(shí)，說(shuō)明合閘機(jī)構(gòu)無(wú)故障，電動(dòng)控制回路存在故障。首先通過(guò)按下合閘按鈕觀察是否存在合閘動(dòng)作，若發(fā)現(xiàn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)但是不存在合閘動(dòng)作時(shí)，確定為電機(jī)齒輪咬合存在問(wèn)題，及時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸進(jìn)行更換；同時(shí)合閘電機(jī)燒毀、保險(xiǎn)管損壞及按鈕彈簧失效等同樣會(huì)出現(xiàn)類似故障。

2.3.2 斷路器電動(dòng)、手動(dòng)均無(wú)法合閘

變壓器出現(xiàn)電動(dòng)、手動(dòng)均無(wú)法合閘時(shí)，首先進(jìn)行手動(dòng)合閘試驗(yàn)，若能合閘但又自動(dòng)跳閘時(shí)，說(shuō)明存在分閘保護(hù)動(dòng)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(shí)更換門鎖即可；保險(xiǎn)收回導(dǎo)致線圈無(wú)交流電，及時(shí)檢查保險(xiǎn)并更換[4]。

3 移動(dòng)變壓器安全維護(hù)

1）移動(dòng)變壓器在入井前必須進(jìn)行供電試驗(yàn)，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(yùn)輸，采用專用設(shè)備進(jìn)行拖運(yùn)。

2）移動(dòng)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(shí)，必須對(duì)硐室底板進(jìn)行硬化，保證底板平整，頂板支護(hù)牢固可靠，必要時(shí)對(duì)硐室內(nèi)采取支設(shè)，木柱、單體柱進(jìn)行加固。

3）根據(jù)采掘工作面機(jī)電設(shè)備數(shù)量、種類、供電負(fù)荷等合理確定移動(dòng)變壓器容量，變壓器進(jìn)入安裝地點(diǎn)后在供電前對(duì)變壓器及時(shí)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(jìn)行操作移動(dòng)變壓器時(shí)，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(shí)，嚴(yán)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(shí)必須進(jìn)行斷電，同時(shí)為了提高移動(dòng)變壓器中斷路器動(dòng)作靈敏度及使用壽命，在進(jìn)行斷路器操作時(shí)確保移動(dòng)變壓器處于無(wú)負(fù)荷狀態(tài)。

6）采掘工作面回采結(jié)束回撤移動(dòng)變壓器時(shí)，必須先斷電后拆卸，拆卸過(guò)程中對(duì)變壓器內(nèi)部配件必須保護(hù)完整，拆線后及時(shí)對(duì)接線側(cè)進(jìn)行清理，保證接線腔內(nèi)無(wú)浮煤、積水[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)變壓器穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)煤礦井下安全供電具有重要意義，為了降低移動(dòng)變壓器故障率，在日常生產(chǎn)過(guò)程中必須加大對(duì)移動(dòng)變壓器檢修維護(hù)力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器故障并進(jìn)行處理，對(duì)操作人員進(jìn)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(jìn)煤礦安全高效生產(chǎn)。