同煤集團挖金灣煤業移變繞組頻繁燒損原因分析

徐 靜

（大同煤礦集團公司機電管理處，山西 大同037003）

引言

在煤炭生產過程中，工作面位置發生階段性轉換，配套的供電設備相應漸進，倘若采掘工作面采用不可移動的升降壓設備，那么會造成負載側載流設備的成本增加，耗損加劇。機電設備在煤礦開采過程中的正常運轉至關重要。所以采用移動供電設備，給井下用電設備變配電。在變電站運行過程中，由于變電設備的加工過程、用電企業的維護保養、生產環境條件惡劣等原因，導致設備故障經常發生。在這種前提下，變壓器運行故障的分析、故障的解決、經驗的匯總，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，損毀位置鐵芯嚴重生銹，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，損毀位置A、B相嚴重燒損，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相嚴重燒損，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），廠家撫順特變，損毀位置A相嚴重燒損，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），廠家中聯，損毀位置B、C相嚴重燒損，如圖6所示。

圖6 B、C相嚴重燒損圖

6）2020年4月27日損壞一臺，廠家江蘇中聯，損毀位置C相電流大嚴重燒損，如圖7所示。

圖7 C相電流大嚴重燒損

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，移變運行后器身與外界溫差大，冷熱空氣交替使潮濕空氣進入，此時如移變停止運行、放置時間較長，鐵芯就會發生銹蝕，使其線圈絕緣降低。當再次投入使用時鐵芯渦流增大，空載損耗增大，鐵芯發熱促使硅鋼片絕緣破壞，進一步增大渦流損耗，最終使其失去應有的性能。

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、層間發生嚴重損壞。

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，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行歸納總結，故障原因大致如下：

1）井下感性用電負荷的無功功率較大。而且無功量大小與系統內所有感性設備同時率的大小、啟停頻率有直接關系。移變二次側非線性負荷導致電源波形畸變，產生高次諧波，高次諧波形成諧振，導致瞬時過電壓。

2）從移變二次側到采煤機間的線路或配電裝置有隱形故障點（移變空載運行正常，在80%負荷運行正常），而進入額定甚至超負荷狀態后，故障點開始發熱，形成瞬時過電壓。

3）移變所帶負荷為800 kW電機，電機可能存在軟故障。

4）在變壓器帶負荷的狀態下移動，會使繞組被電磁沖擊，繞組也會發生隆起現象，繞組絕緣性下降。絕緣體由于受到外部撞擊，內部絕緣成形件破損漏電，導致絕緣性下降；同時絕緣材料選擇參差不齊、標準不一，內部放電導致絕緣性也會下降。

4 故障預防與措施

1）采用井下無功補償裝置，其作用有兩點：一是限制涌流，二是抑制諧波達到使裝置內電器元件安全運行和凈化電網的目的。

2）對二次側線路及開關通過采集電壓互感器和電流互感器二次側的電壓和電流實現故障檢測。

3）對所帶負荷電機進行工頻耐壓試驗、匝間耐壓試驗、電機轉子阻抗測試、空載試驗等，找出是否存在電機軟故障。

4）通過紅外測溫、智能檢查等手段對變壓器的運行狀況進行檢查，將設備的變化情況用曲線進行表示，同時對設備的運行狀況進行評析，再通過加權平均的計算方法來檢測設備的運行。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序電流和電壓，根據線路中負序電流的值判斷不對稱故障。

5）變壓器出現故障時，內部將產生與正常工作狀態不同的聲音、狀況，可以根據這些變化判斷其具體故障類型。變壓器局部放電通常是因為局部磁場強度迅速增強而產生的瞬間電流[3-5]。

5 結語

煤機運行過程中加大對礦用移動變壓器的保養檢修力度，理解變壓器基本結構、工作原理以及主要技術性能，并綜合判斷變壓器在使用過程中一般故障類型及原因，根據具體情況及時跟進管理辦法，確保井下變配電設備穩定長效運行，為工作面高低壓用電設備提供穩定安全的動力。