矿用隔爆型移动变电站常见故障及处理措施.pdf

1282017 年第 7 期 收稿日期 2017-03-22 作者简介 夏冬梅（1975-），女，汉族，河南郑州人，山西省同 煤集团忻州窑矿机电科工作，工程师，研究方向煤矿机电技术。 矿用隔爆型移动变电站常见故障及处理措施 夏冬梅 （同煤集团忻州窑矿， 山西 大同 037021） 摘 要 本文介绍了矿用隔爆型移动变电站的结构、 特点、 常见故障， 并为隔爆型移变的常见故障提出了具体的处理措施， 为机电设备技术人员提供了值得借鉴的经验。 关键词 隔爆型移动变电站 常见故障 处理措施 中图分类号 TD611.3 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2017.07.054 Common faults and treatment measures of mine flameproof mobile substation Xia Dong-mei Datong Coal Mine Group Xinzhouyao mine electromechanical Department , Shanxi Datong 037021 Abstract This paper introduces the structure, characteristics, common failure of mine flameproof mobile substation, and put forward the corresponding treatment measures, which provide valuable experience for mechanical and electrical equipment and technical personnel. Key wordsflameproof mobile substation common fault treatment measure 随着大型煤矿采煤机械化程度的不断提高，采 煤工作面和巷道内的机电设备功率越来越大。为了 满足日益增长的供电需求，提高供电质量，忻州窑 矿采用隔爆型移动变电站作为矿井下供变电设备， 为综采、掘进、运输、通风等各系统提供可靠、稳 定的电源，保证煤矿安全、高效生产。 1 移动变电站的总体结构 忻州窑矿所用 KBSGZY 矿用隔爆型移动变电 站由高压真空开关 （或高压负荷开关） 、 干式变压器、 低压保护箱（或低压馈电开关）组成，干式变压器 与高、低压开关用螺栓相互连接。当拆下高、低压 开关，分别装上高、低压接线腔盖和高低压左右侧 腔盖，可组成矿用隔爆型干式变压器使用。 高压开关主要由隔爆箱、断路器、PLC 智能型 综合保护器三大部分组成。隔爆箱体又分接线腔、 隔离刀闸腔和断路器腔三个防爆腔室。 干式变压器由箱壳、箱盖、变压器本体及小车 等组成。 低压保护箱由防爆箱和 PLC 智能型综合保护器 （包括人机屏 GOT）二大部分组成。 2 移动变电站的主要特点 忻州窑矿采用的 KBSGZY 矿用隔爆型干式变 压器线圈绝缘等级为 C 级，铁心采用优质高导磁冷 轧硅钢片，心柱为椭圆截面，全斜接缝，上、下铁 轭用拉板、拉带立体式紧固，防爆壳体采用波纹筒 式结构，具有节能、过载能力强、可靠性高的特点。 高压开关和低压保护箱的配套组成了先进的低 压侧故障分断、变压器高压侧电源的运行模式。变 电站保护功能齐全，具有过载、短路、断相、过压、 欠压、超温、上级电源急停、远控分闸等保护。 3 移动变电站的工作原理 变压器是利用电磁感应原理工作两个（或两 个以上）互相绝缘的线圈套在一个共同的铁芯柱上 （三相变压器由三个铁芯柱组成），它们之间有磁 的耦合，但没有电的直接联系。当高压侧通以工频 三相额定电压，线圈中电流在铁芯中产生交变磁场， 其频率和外施电压的频率一样，根据电磁感应定律， 交变磁场在高、低压线圈中感应出同频率电势，低 压线圈中有了电势，便可向负载供电。 隔离开关闭合后，高压开关内的电压互感器 （PT）二次侧输出 AC110V 电压，一是作为系统控 制电压，先对整个系统自检，高压开关才可以正常 1292017 年第 7 期 运行；二是通过变压器四芯接线柱输入到低压侧， 作为 PLC 智能低压综合保护器的工作电源，低压保 护箱投入运行后，PLC 也需对低压保护系统进行自 检方可投入运行。 4 移动变电站的优缺点 4.1 优点 （1）与工作面始终保持 50100m 的距离，大 幅减小电压降，又可减小低压电缆的截面与长度， 降低经济成本。 （2） 在轨道上移动方便， 无须建造变电所硐室。 （3）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。 （4） 采用空气自冷干式变压器， 既有利于防爆， 又便于维护。 4.2 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。 5 移动变电站的常见故障及处理措施 5.1 干式变压器的常见故障及处理措施 （1） 由于井下特殊的工作环境，干式变压器 箱在使用中，受温度、湿度等不利因素的影响，导 致干式变压器壳体内部的铁芯、外壳、内壁等诸多 部位容易生锈，或产生少量水珠（不能自然消失或 减少）。 处理措施采用在干式变压器箱体内部放置干 燥剂，用来吸附内部潮气和过多的水分。具体做法 是在移动变电站未通电时，放入干燥剂，准备通 电前将箱体内干燥剂取出。或将使用 2 到 3 年以上 的干式变压器铁芯柱及上、下轭表面加涂 1 次耐高 温防锈防潮漆。 （2）有一些干式变压器的铁芯的下轭与外壳 内部地脚固定部分，地脚座的设计与材质用料单薄， 地脚座的钢材大多为 45mm，厚钢材与铁芯下轭受 力较弱，达不到运输、吊装、摆放的要求，以致在 实际工作中极易受外力影响，产生铁芯移位、扭曲 变形、铁芯与外壳强烈碰撞等事故的发生。 处理措施 升级变压器铁芯下铁轭连接地脚钢 材的厚度为 810mm，提高强度。提高变压器上铁 轭的拉板、拉带的钢材强度，采用防松的高强度螺 栓进行紧固。 5.2 防爆开关部分常见故障及处理措施 5.2.1 高压部分 （1）高压开关显示正常，但按合闸后显示合 闸继电器无电源。原因分析及故障排除方法听见 中间合闸继电器动作，说明是 48V 回路正常。①检 查永磁控制器是否正常（可以利用观看永磁控制器 的显示灯判断，分闸灯闪烁几下常亮可以认为是正 常，告警灯亮证明有问题；②检查永磁控制器合闸 K28 工作电压是否正常；③检查电容是否正常（电 容如果拿下后晃动，能感觉到电容里有响动，可以 认为电容坏）。 （2）高压开关不能正常合闸，或有时能合有 时合不上，造成这种情况，可能是永磁断路器的合 闸磁钢体接触不好造成，可适度调节，但不能调节 太多，调的太多容易造成真空管行程不合适，会发 生更大的损失，一般调整螺母的半扣为宜。如调节 后还不能正常合闸，应更换断路器。 （3）高、低压开关显示正常，但不能正常合闸。 原因检查线路无松动、机构无损坏，但失压线圈 螺栓松脱，一端螺母掉落。处理措施重新固定失 压线圈螺栓。 5.2.2 低压部分 （1）高压断路器推入后，低压侧无反应，无 显示，原因①高低压连接线连接不好；②门闭锁 开关损坏；③熔断器损坏；④接插件连接不好。处 理措施检查并接好连线，更换闭锁开关，更换熔 断器，重新固定接插件。 （2）漏电按钮不起作用。原因①按漏电按 钮时绝缘电阻无变化；②按漏电按钮时，绝缘电阻 有变化但达不到动作值。处理措施①漏电检测回 路中有无元器件损坏，如有需更换；②零序电抗器 连接不好或损坏检查更换 （3）合闸后无电压指示。原因变压器损坏 或采样板是否损坏。处理措施检测变压器或采样 板，如有损坏则更换。 （4）电流试验不动作。原因①电流设定不 正确；②试验按钮损坏。 处理措施重新设定，检查更换。 （5）合闸后有电流，但电流波动较乱导致截 割电机启动时电控箱接触器“打枪式”启动。原因 电源导线搭极处烧损。处理措施 更换搭极处。 （6）低压馈电开关能正常使用，但漏电试验 不能完成。原因先检查地线内部连接无误，再断 电检查上接线腔线路连接，发现 5m 接地线与负荷 （下转第 131 页） 1312017 年第 7 期 传统输送带上运输物料的横截面面积 AA1A2 V 型深槽角四托辊组的输送带上运输物料的横 截面面积 S S1 S2 S3 2 11112 2 1 211122 2 11 3 tg 2 cos2cos0.0419 6 2 2 cos2cossin0.2784 2 sin 2 0.0345 2 Slbl bl Slbl l S θ λλ λλλ λ −  − −⋅  式中 b- 输送机的实际应用宽度，1.45m； Ι1- 中间辊长度，0.3m； λ1- 内侧托辊槽角，25； λ2- 外侧托辊槽角，60； θ- 物料堆积角度，15。 则运送物料的总横截面积为S S1 S2 S3 0.355m2。 由横截面积输送速度、 物料密度等条件， 可以进一步计算该带式输送机的总输送能力，经实 际测算，在 1.8m 的带宽下，该带式输送机的运送 能力能够满足生产要求。 1.3 大倾角带式输送机提升方案的确定 在确定了基本的运输能力后，由于矿井的垂直 深度高达 600m 以上，其提升布置方案也是需要考 虑的重要因素。为解决煤料的提升问题，该研究共 设计了三种方案；第一种方案采用 1 台大功率输送 机在头部驱动，但该方案需要的带强太高，而且无 法满足现有的截面面设计，因此被否决；第二种方 案为在斜井井筒中并排布置 2 台带式输送机，且输 送机采用头部驱动方案。该方案检修维护方便，但 施工困难，成本高，而且承载面无法满足现有要求； 第三种方案为斜井中采用两台输送机前后搭接的布 置方案，该方案虽然施工困难，采取一定措施后， 可以克服，但投资小，运行成本低，能够满足现有 运送横截面的要求。 1.4 驱动技术分析 由于运量大，倾角大，因此在选择拖动方式时 拖动电机的驱动力能否满足生产要求也是该设计中 需要考虑的问题，因为驱动力的大小直接关系到带 式输送机能否正常平稳启动和运行，为方便设备 备品备件的储备，2 部运输机均配置 2 台同型号电 机驱动，电动机功率为 21700kW，变频器选用 2000kW、6kV 的西门子变频器。为防止意外事故的 发生，备用 2 台变频器放置在地面。 2 应用效果分析 目前，付村煤矿的大倾角带式输送机已经安全 运行两年，期间平均输送量达 3400t/h，平均带速 4.4m/s，达到了最初的设计要求。该运输机的使用 大大节约生产成本，采用该运输机比采用大型塔式 摩擦轮提升绞车仅投资费用就节省 1.5 亿元，巷道 工程可节约 1600 万元；采用该运输方式后，可以 少掘进巷道工程量 1100m，工期可节省一年半左右。 该运输方式的另一优点为提升系统简化，易于维护 和生产管理。 3 结语 通过对该煤矿大倾角带式输送机的设计特点分 析可知，大倾角输送机可在垂直深度大于 600m， 井筒的倾斜角度为 2427的斜井内安全运行，该 输送机运行后带来的经济效益十分可观，它的成功 应用为带式输送机的大型化积累了宝贵经验，值得 在国内推广。 【参考文献】 ［1］ 马珂 , 薄万明 . 长距离带式输送机驱动型式的比 较与选择 [J]. 港口装卸，2014，6211-213 ［2］ 许丹 , 毛君 . 带式输送机线路形态计算机自动识 别程序的开发与应用 [J]. 煤矿机械 . 2010455-57 度，具有检修方便，缩短故障处理时间的特点，为 矿井安全生产用电提供了保障。 【参考书目】 ［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）54-55. ［2］ 张静，杨尚定 . 关于矿用隔爆移动变电站存在的 问题分析与解决方法 [J] . 能源技术与管理 ,2006 （5）87-88. ［3］ 赵宗强 . 煤矿电气设备与供电系统的保护分析 [J]. 内蒙古煤炭经济，2015（11）38-39. 接地线连接在一起，未将其连接到正常的辅助接地 座上。处理措施重新连接。 （7）按启动按钮后，合闸线圈动作但不能完成 合闸。原因打开箱体外壳，发现合闸机构正常而 分闸机械销不能卡挂。 处理措施将机械连杆复位。 6 结束语 矿用隔爆型移动变电站适应了大容量、远距离 的供电要求，保证了供电质量，提高了供电安全程 （上接第 129 页）