同煤集團(tuán)挖金灣煤業(yè)移變繞組頻繁燒損原因分析

徐 靜

（大同煤礦集團(tuán)公司機(jī)電管理處，山西 大同037003）

引言

在煤炭生產(chǎn)過程中，工作面位置發(fā)生階段性轉(zhuǎn)換，配套的供電設(shè)備相應(yīng)漸進(jìn)，倘若采掘工作面采用不可移動的升降壓設(shè)備，那么會造成負(fù)載側(cè)載流設(shè)備的成本增加，耗損加劇。機(jī)電設(shè)備在煤礦開采過程中的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。所以采用移動供電設(shè)備，給井下用電設(shè)備變配電。在變電站運(yùn)行過程中，由于變電設(shè)備的加工過程、用電企業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)、生產(chǎn)環(huán)境條件惡劣等原因，導(dǎo)致設(shè)備故障經(jīng)常發(fā)生。在這種前提下，變壓器運(yùn)行故障的分析、故障的解決、經(jīng)驗(yàn)的匯總，對于保障煤礦高效安全供電十分重要。

1 基本情況

1）201 9年11月25日損壞一臺，廠家江蘇中聯(lián)，損毀位置鐵芯嚴(yán)重生銹，B相燒損情況如圖1、圖2所示。

圖1 鐵芯銹蝕情況

圖2 變壓器換線圈情況

2）2020年1月8日損壞一臺，廠家江蘇中聯(lián)，損毀位置A、B相嚴(yán)重?zé)龘p，如圖3所示。

圖3 A、B相燒損圖

3）2020年2月16日損壞一臺，廠家撫順特變，損毀位置B、C相嚴(yán)重?zé)龘p，如圖4所示。

圖4 B、C相燒損圖

4）2020年3月20日損壞一臺（二次修復(fù)），廠家撫順特變，損毀位置A相嚴(yán)重?zé)龘p，如圖5所示。

圖5 A相燒損圖

5）2020年3月25日損壞一臺（二次修復(fù)），廠家中聯(lián)，損毀位置B、C相嚴(yán)重?zé)龘p，如圖6所示。

圖6 B、C相嚴(yán)重?zé)龘p圖

6）2020年4月27日損壞一臺，廠家江蘇中聯(lián)，損毀位置C相電流大嚴(yán)重?zé)龘p，如圖7所示。

圖7 C相電流大嚴(yán)重?zé)龘p

2 移動變壓器故障事故原因分析

1）第一臺移變，由于井下潮濕，移變運(yùn)行后器身與外界溫差大，冷熱空氣交替使潮濕空氣進(jìn)入，此時如移變停止運(yùn)行、放置時間較長，鐵芯就會發(fā)生銹蝕，使其線圈絕緣降低。當(dāng)再次投入使用時鐵芯渦流增大，空載損耗增大，鐵芯發(fā)熱促使硅鋼片絕緣破壞，進(jìn)一步增大渦流損耗，最終使其失去應(yīng)有的性能。

2）其余5臺KBSGZY-2500/10/3.45礦用隔爆型移動變電站損毀有一個共同特征，都是由低壓引線和低壓線圈端部放電拉弧引起的變壓器燒毀，低壓線圈端部匝間、層間發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。

損毀特征類似于單相接地過電壓沖擊引線絕緣破壞的特點(diǎn)，即線圈端部絕緣受到破壞，造成低壓銅排爬電、低壓線圈端部匝間、層間擊穿[1-2]。

3 潛在隱患

通過對多套移變損毀特征進(jìn)行歸納總結(jié)，故障原因大致如下：

1）井下感性用電負(fù)荷的無功功率較大。而且無功量大小與系統(tǒng)內(nèi)所有感性設(shè)備同時率的大小、啟停頻率有直接關(guān)系。移變二次側(cè)非線性負(fù)荷導(dǎo)致電源波形畸變，產(chǎn)生高次諧波，高次諧波形成諧振，導(dǎo)致瞬時過電壓。

2）從移變二次側(cè)到采煤機(jī)間的線路或配電裝置有隱形故障點(diǎn)（移變空載運(yùn)行正常，在80%負(fù)荷運(yùn)行正常），而進(jìn)入額定甚至超負(fù)荷狀態(tài)后，故障點(diǎn)開始發(fā)熱，形成瞬時過電壓。

3）移變所帶負(fù)荷為800 kW電機(jī)，電機(jī)可能存在軟故障。

4）在變壓器帶負(fù)荷的狀態(tài)下移動，會使繞組被電磁沖擊，繞組也會發(fā)生隆起現(xiàn)象，繞組絕緣性下降。絕緣體由于受到外部撞擊，內(nèi)部絕緣成形件破損漏電，導(dǎo)致絕緣性下降；同時絕緣材料選擇參差不齊、標(biāo)準(zhǔn)不一，內(nèi)部放電導(dǎo)致絕緣性也會下降。

4 故障預(yù)防與措施

1）采用井下無功補(bǔ)償裝置，其作用有兩點(diǎn)：一是限制涌流，二是抑制諧波達(dá)到使裝置內(nèi)電器元件安全運(yùn)行和凈化電網(wǎng)的目的。

2）對二次側(cè)線路及開關(guān)通過采集電壓互感器和電流互感器二次側(cè)的電壓和電流實(shí)現(xiàn)故障檢測。

3）對所帶負(fù)荷電機(jī)進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)、匝間耐壓試驗(yàn)、電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗測試、空載試驗(yàn)等，找出是否存在電機(jī)軟故障。

4）通過紅外測溫、智能檢查等手段對變壓器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，將設(shè)備的變化情況用曲線進(jìn)行表示，同時對設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行評析，再通過加權(quán)平均的計(jì)算方法來檢測設(shè)備的運(yùn)行。在兩相短路故障的診斷中，提取井下移動變壓器線路中的負(fù)序電流和電壓，根據(jù)線路中負(fù)序電流的值判斷不對稱故障。

5）變壓器出現(xiàn)故障時，內(nèi)部將產(chǎn)生與正常工作狀態(tài)不同的聲音、狀況，可以根據(jù)這些變化判斷其具體故障類型。變壓器局部放電通常是因?yàn)榫植看艌鰪?qiáng)度迅速增強(qiáng)而產(chǎn)生的瞬間電流[3-5]。

5 結(jié)語

煤機(jī)運(yùn)行過程中加大對礦用移動變壓器的保養(yǎng)檢修力度，理解變壓器基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及主要技術(shù)性能，并綜合判斷變壓器在使用過程中一般故障類型及原因，根據(jù)具體情況及時跟進(jìn)管理辦法，確保井下變配電設(shè)備穩(wěn)定長效運(yùn)行，為工作面高低壓用電設(shè)備提供穩(wěn)定安全的動力。