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矿用移动变电站的组成以及发展历史

发布日期:2018-04-28 作者: 点击:

矿用移动变电站

概述编辑矿用移动变电站用于有甲烷混合气体和煤尘,并有爆炸危险的矿井中,作为煤矿井下综合机械化采掘设备的配电装置。该装置包括矿用隔爆型干式变压器、隔爆型高压负荷开关箱、隔爆型低压馈电开关箱。矿用隔爆型干式变压器的铁芯采用优质冷轧硅钢片,全斜不冲孔结构,绝缘等级为B级或H级,空气自冷。

[1]2应用编辑在煤矿供电系统中曾作为主导产品的油浸变压器.因其易燃易爆、维修量大,保护不完善、不适于煤矿采区供电,正逐步淡出;移动变电站以其容量大、体积小、 功能完善、安全可靠、运输方便的特点,在煤矿供电中越来越显现出其强大的优势。移动式变电站在煤矿供电系统中主要应用有:

1)在突发自然灾害或设备事故而需立即进行抢险救灾供电的紧急状态下,如系统无备用容量,可全部或部分替代某一常规变电站迅速投入供电。

2)在采区供电中,采用移动式变电站,可以满足重型机械化采煤机组大容量、高电压供电要求,并能随采掘工作面一起推进,能较好地解决供电压降过大或短路保护灵敏度不足的问题。

3)在电力需求快速增长,供电距离相对较远,超出预先电力建设的规划,建立永久性变电所困难时,作为临时变电站投入运行,以缓解电力供应紧张局面,如煤矿掘进延伸工程。

4)在因资金短缺或由于其它原因某一区域永久变电站建设暂停,作为临时性变电站投入运行。

5)矿用移动式变电站不仅作为煤矿井下供电的设备,同样可扩展到地面供电系统,井上下通用,使设备综合利用率进一步提高;同时可节省征地、土建及变电所设备安装等方面投入,运营成本降低。

3发展编辑移动变电站的主体一干式变压器的发展

移动式变电站的主体是干式变压器,在我国,早期的干式变压器为浸渍式,是将绕制好的线圈浸渍耐高温的绝缘漆,其价格昂贵、防潮性能不好、寿命短、损耗高、体积大。不适宜煤矿井下潮湿、淋水、易燃易爆气体、高温等恶劣的环境条件。20世纪70年代,环氧树脂型干式变压器开始在我国生产。至今经历了环氧树脂加填料浇注型、环氧树脂浇注型和环氧树脂绕包型三个阶段,其制造技术已趋成熟。环氧树脂型干式变压器机械强度高、质量稳定性好,但环保性能不理想,存在以下问题:

① 绝缘主料和辅料中含有较多的聚合物和卤素,一旦燃烧,会释放出大量热量和有毒有害气体,危及人们的生命财产安全,不利于事故处理;

②报废时环氧树脂无法降解处理,铜材回收代价高,同时还会造成环境污染;

③环氧树脂和导线的热膨胀系数不尽相同,在冷热温度冲击下,浇注层易开裂,局部放电量增加;

④绝缘等级不高,大部分为B级或F级。随着绝缘材料和制造技术的不断发展,20世纪90年代中后期,新一代Nomex纸绝缘或玻璃纤维绝缘的真空浸渍式干式变压器在我国开始生产,各项性能良好,是矿用移动变电站用干式变压器的理想选择:

① 绝缘等级高,其介电常数为1.5~2.5,接近空气介电常数,局部放电起始电压较高;

②超铭牌运行能力强,按H级设计时有较高的过载能力,在110%额定功率的情况下,可连续运行而不牺牲预期寿命;③防潮能力强,浸渍干式变压器线圈是一体浸渍的,绝缘层连续,因而防潮性能好;

④ 环保性能好,Nomex纸具有非常稳定的化学性能和良好的耐热性,阻燃性好,起火时具有自熄能力,且不产生烟雾和有毒气体,当产品达到预期寿命或损坏时,易于分解回收,不会造成环境污染;

⑤体积小、重量轻,运输方便,适于煤矿井下生产的特殊环境。

在我国,移动变电站高、低压侧开关大致经历了三个阶段,保护逐步完善,并向智能化方向发展。

第一代低压侧开关为简单的空气开关,只有过流、短路保护;第二代开关实现了真空化,保护逐步发展到具备漏电、漏电闭锁、短路、过流、过电压、欠电压等保护;第三代低压侧只带保护箱,而不带开关,保护器采用PLC可编程智能化综合保护。运行模式采用了低压侧故障分断高压侧电源的模式,低压侧故障通过信号线控制高压侧真空断路器分断高压侧电源,从而降低了分断电流,克服低压馈电开关频繁分断故障,同时可解决变压器低压绕组到馈电开关回路漏电不能分断故障的死区问题。

高压侧开关第一代为FB型空气式负荷开关,不带保护;第二代为带弹操机构的负荷开关,保护方式为熔断器,具有过流保护功能;第三代为带独立隔离的高压真空开关,并且由单纯的手动合闸发展到手动、电动双重合闸,保护器采用PLC可编程控制器和液晶显示器系统,具有过载、断路、断相、过压、欠压、超温、急停、低压侧后备等保护功能。

国产移动变电站制造标准经历了从无到有、不断完善, 与国际相关标准接轨的过程。1983年以前限于当时管理、 技术条件。只能套用参考其它相关标准;1987年颁布了我 国第一套移动式变电站标准;1996年颁布了第二套移动式 变电站标准;目前为适应移动变电站的发展,新的标准正 在酝酿之中。1996年版标准与1987年版标准相比:

① 高压负荷开关切断有功负荷次数标准提高近7倍;

② 电压等级由单一的6kV等级增加为6kV和10kV两种等级;

③ 干式变压器与负荷开关联接的法兰尺寸,负荷开关与电缆连接器联接的法兰尺寸标准均放大10ram。

移动变电站在我国诞生已经近30年,在技术不断发展和标准逐步完善的双重推动下,矿用移动变电站的整体技术性能、生产工艺日臻完善,为煤矿井下供电提供更安全、可靠的保障,并向着高电压、大容量、低损耗、体积小、重量轻、环保性能好的方向发展。 [2]4国家防爆电气产品质量监督检验中心编辑国家防爆电气产品质量监督检验中心(CQST)是国家质量监督检验检疫总局授权的国家产品质量监督检验机构和国家安全生产监督管理总局授权的国家安全生产甲级检测检验机构,它是经中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可和中国国家认证认可监督管理委员会(CNCA)授权的唯一的国家防爆电气产品质量监督检验中心,同时也是国家进出口商品检验实验室认可委员会认可的进出口防爆电气产品验证试验机构;中国船级社认可的船用防爆电气产品检验实验室;美国能源部认可的NVLAP电动机效率实验室;IECEX国际实验室。

CQST承担按照中国国家标准GB3836系列等对防爆电机、防爆电器、防爆灯具、防爆仪器仪表、防爆通讯设备、防爆运输车辆和防爆机械设备(如防爆电梯、防爆起重机)等防爆电气产品防爆性能的审查和检测,颁发防爆合格证;CQST还能够按照IEC60079系列、欧洲EN50014、美国UL和FM、加拿大CSA等标准进行防爆产品及电动机产品试验工作,CQST与国外多家防爆认证检验机构(挪威NEMKO、DNV,德国PTB,美国UL、FM,澳大利亚TESTSAFE,法国LCIE、INERIS,英国BASEEFA,俄罗斯CCVE,荷兰KEMA,日本TIIS等)建立了相互认可检验结果的合作关系。


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