同煤集团挖金湾煤业移变绕组频繁烧损原因分析

徐 静

（大同煤矿集团公司机电管理处，山西 大同037003）

引言

在煤炭生产过程中，工作面位置发生阶段性转换，配套的供电设备相应渐进，倘若采掘工作面采用不可移动的升降压设备，那么会造成负载侧载流设备的成本增加，耗损加剧。机电设备在煤矿开采过程中的正常运转至关重要。所以采用移动供电设备，给井下用电设备变配电。在变电站运行过程中，由于变电设备的加工过程、用电企业的维护保养、生产环境条件恶劣等原因，导致设备故障经常发生。在这种前提下，变压器运行故障的分析、故障的解决、经验的汇总，对于保障煤矿高效安全供电十分重要。

1 基本情况

1）201 9年11月25日损坏一台，厂家江苏中联，损毁位置铁芯严重生锈，B相烧损情况如图1、图2所示。

图1 铁芯锈蚀情况

图2 变压器换线圈情况

2）2020年1月8日损坏一台，厂家江苏中联，损毁位置A、B相严重烧损，如图3所示。

图3 A、B相烧损图

3）2020年2月16日损坏一台，厂家抚顺特变，损毁位置B、C相严重烧损，如图4所示。

图4 B、C相烧损图

4）2020年3月20日损坏一台（二次修复），厂家抚顺特变，损毁位置A相严重烧损，如图5所示。

图5 A相烧损图

5）2020年3月25日损坏一台（二次修复），厂家中联，损毁位置B、C相严重烧损，如图6所示。

图6 B、C相严重烧损图

6）2020年4月27日损坏一台，厂家江苏中联，损毁位置C相电流大严重烧损，如图7所示。

图7 C相电流大严重烧损

2 移动变压器故障事故原因分析

1）第一台移变，由于井下潮湿，移变运行后器身与外界温差大，冷热空气交替使潮湿空气进入，此时如移变停止运行、放置时间较长，铁芯就会发生锈蚀，使其线圈绝缘降低。当再次投入使用时铁芯涡流增大，空载损耗增大，铁芯发热促使硅钢片绝缘破坏，进一步增大涡流损耗，最终使其失去应有的性能。

2）其余5台KBSGZY-2500/10/3.45矿用隔爆型移动变电站损毁有一个共同特征，都是由低压引线和低压线圈端部放电拉弧引起的变压器烧毁，低压线圈端部匝间、层间发生严重损坏。

损毁特征类似于单相接地过电压冲击引线绝缘破坏的特点，即线圈端部绝缘受到破坏，造成低压铜排爬电、低压线圈端部匝间、层间击穿[1-2]。

3 潜在隐患

通过对多套移变损毁特征进行归纳总结，故障原因大致如下：

1）井下感性用电负荷的无功功率较大。而且无功量大小与系统内所有感性设备同时率的大小、启停频率有直接关系。移变二次侧非线性负荷导致电源波形畸变，产生高次谐波，高次谐波形成谐振，导致瞬时过电压。

2）从移变二次侧到采煤机间的线路或配电装置有隐形故障点（移变空载运行正常，在80%负荷运行正常），而进入额定甚至超负荷状态后，故障点开始发热，形成瞬时过电压。

3）移变所带负荷为800 kW电机，电机可能存在软故障。

4）在变压器带负荷的状态下移动，会使绕组被电磁冲击，绕组也会发生隆起现象，绕组绝缘性下降。绝缘体由于受到外部撞击，内部绝缘成形件破损漏电，导致绝缘性下降；同时绝缘材料选择参差不齐、标准不一，内部放电导致绝缘性也会下降。

4 故障预防与措施

1）采用井下无功补偿装置，其作用有两点：一是限制涌流，二是抑制谐波达到使装置内电器元件安全运行和净化电网的目的。

2）对二次侧线路及开关通过采集电压互感器和电流互感器二次侧的电压和电流实现故障检测。

3）对所带负荷电机进行工频耐压试验、匝间耐压试验、电机转子阻抗测试、空载试验等，找出是否存在电机软故障。

4）通过红外测温、智能检查等手段对变压器的运行状况进行检查，将设备的变化情况用曲线进行表示，同时对设备的运行状况进行评析，再通过加权平均的计算方法来检测设备的运行。在两相短路故障的诊断中，提取井下移动变压器线路中的负序电流和电压，根据线路中负序电流的值判断不对称故障。

5）变压器出现故障时，内部将产生与正常工作状态不同的声音、状况，可以根据这些变化判断其具体故障类型。变压器局部放电通常是因为局部磁场强度迅速增强而产生的瞬间电流[3-5]。

5 结语

煤机运行过程中加大对矿用移动变压器的保养检修力度，理解变压器基本结构、工作原理以及主要技术性能，并综合判断变压器在使用过程中一般故障类型及原因，根据具体情况及时跟进管理办法，确保井下变配电设备稳定长效运行，为工作面高低压用电设备提供稳定安全的动力。