煤矿变压器带负载开关存在问题和处理方法研究

刘 凯

（晋能控股煤业集团成庄矿， 山西 晋城 048000）

引言

在煤矿电力系统中，电力系统供应的安全性和稳定性是保证电网正常工作的前提。随着电力系统网络的规模不断扩大，电网中的电力设备数量也呈现指数级增长，电力系统的可靠性与电力设备的安全稳定息息相关。当电力设备产生故障时，则会对工作、生活造成影响[1-2]。除此之外，把工程原理可靠性和电力系统的实际问题相结合，对目前电力系统的状态作出准确评估，对于电力设备的及时检修和更换尤为关键。因此，煤矿电力设备的可靠性就得到研究人员的广泛关注。

1 变压器带负载开关在工作运行中的常见问题

采用分接开关的带负载变压器作为一种供电动态装置，需要源源不断的动作并且对负载进行电流切断，切断动作次数相对频繁。由于变压器带负载开关的制造工艺、运行、使用、安装、维护使用不当等原因，不可避免给变压器的运行增加过量负担，进而影响了设备运行的安全和稳定。所以带负载开关的变压器在使用过程中需要考虑到负载电流的稳定性，并且在切换分接线路中具有不错的断弧性能。

为防止变压器带负载开关在正常运行的过程中出现问题，很多大用电量的煤炭企业不仅对节约能源广泛关注，并且在变压器运行方面做出大量工作。电力变压器工作效率低下主要表现在以下几个方面：第一，在公用变电站（见图1）或者普通用户的配电室内，通常有且只有一台变压器运行，并没有配置备用变压器，而且该变压器通常性能低下，稳定性不高。第二，对带负载变压器调整压力次数太频繁，会导致变压器触头磨损过高，触头污染严重，负载的电流增大，使得弹簧性能变差。第三，变压器的分接选择器以及选择开关支架的弯曲变形导致变压器的绕组电流过高，分线控制交换无法正常进行，造成内部放电现象产生。第四，变压器的急剧发热，使得触头表面产生变形和腐蚀，严重的导致恶性循环，甚至负载开关的损坏。

图1 变电站实物图

2 带负载变压器减小损耗的处理方法

变压器的运行需要依靠电磁感应，通过在同频率的连个电感绕组的不停变换，使得交流电流和交流电压不断产生。在实际应用中，由于需要考虑到制造工艺的质量、安装、运输以及维护等影响，比如变压器自身的缺陷，或者受到外部环境的影响，或者受到变压器本身散热条件限制，或者受到用电环境的限制以及变压器负载过大，带负载变压器的升温过快也会间接导致设备无法正常运行。

根据GB/T13462 的标准，对带负载变压器的容量进行详细计算，负载电荷功率为35 000 kW，采用两组绕组式变压器，且两个负载系数是：PK1=50.4%，PK2=53.8%，接近最佳运行点，并且在安全系数范围内。

3 变压器带负载开关的选择

对于变压器带负载开关应当如何选择，需要考虑的因素包括其本身性能、容量、负载电荷、数量。在正常运行过程中，需要考虑到经济性和安全性两方面，通过合理的补偿措施，企业获得更高的效益。选择和使用变压器需要注意二次输变电压的影响，应当选择合适的安全变压比和开关分头，满足生产对电压的需求。

虽然在调整变压的过程中需要不断切断负荷电流，且每一次切换都需要触头可靠接触，接触面积和压力满足通过负荷电流的要求。变压器尽量要选择损耗低、功耗小，避免负载出现过载运行，通过采用循环通风结构，减小高负载运行时产生的温升。变压器运行中若是出现温度异常，则会导致老化加快，直接对设备使用寿命造成影响，并且直接威胁到居民的用电安全。所以，在带负载变压器使用过程中要定时检修、测试开关性能、随时监视电压的变化，触头是否接触良好。当开关电阻出现松动状态和断开状态时，可能整个变压器无法正常使用，如果在电阻损坏的状态下依旧使用，会造成接触的触头断裂，危害到使用的安全。变压器带负载开关分接示意图如图2 所示。

图2 变压器带负载开关分接示意图

4 加强过渡电阻的措施

为了提升变压器带负载开关的质量，应采取以下措施：

1）由于变压器带负载是系统中的核心设备，因此对其进行定期检修是十分必要的，对于过渡电阻线材是否受损、是否紧固均需要定期检查。

2）注意变压器使用寿命问题，是否出现老化状态，是否因为材质受损设备无法继续使用。

3）在使用过程中要严格按照规章制度操作和执行，禁止出现电流过大状态下的开关切换状况。

4）当变压器带负载开关出现机械卡死、传动有误、松动、限位失灵等情况时，必须检查过渡电阻。变压器带负载开关过渡电路如图3 所示。

图3 变压器带负载开关过渡电路

除上述之外，还应当加强对变压器运行安全的检修，检查内容要严格按照规程要求执行，不能超过负荷长期运行。对于变压器带负载开关而言，在调整电压的过程中不能随意切断负荷电流，并且要求触头的接触必须要牢固可靠，并且，接触面积和压力都能满足通过负荷电流的安全值[3-5]。

5 结语

带负载变压器作为核心设备，在使用过程中的安全可靠性非常重要。由于长期运行过程中，会受到设备老化、检修以及自身运行过程中的电压过高、负载电荷恶化等运行条件的影响，会引发事故或造成隐患。面对上述问题，应当及时采取有针对性的措施来防止事故和隐患的产生，定时对带负载变压器状态进行检修，减少盲目停电带来的经济损失，结合检修试验对开关各个挡位多旋转扭动多次，并去除油污和氧化膜的影响，使得变压器触电接触良好。除此之外，加强对变压器使用过程的管理，严格按照规章制度使用，对设计、选型、安装、运行维护等各个环节进行质量把控，及时消除隐患及产品本身缺陷，保证设备质量，提升带负载变压器的安全使用性。