矿山机电变压器的使用与保养

姜天和

摘 要：本文介绍了矿山机电设别中的变压器后台控制系统，是集控制、保护、监控于一体的综合自动化系统，侧面对变电技术特点和优越性以及故障分析。

关键词：继电保护 变压器 自动化技术 故障分析

随着供电系统的迅速发展，用电负荷逐年大幅度增长，变配电站数量也急剧增多，对各供电系统监视控制的可靠性、准确性、快速性、选择性等要求更高了，因此，综合了微电子技术，通讯技术，电力系统继电保护等多门高新技术的变电站综合自动化统得到了极大的普及和应用。当电路发生故障时，设备无法进行正常的工作时，根据经验在短时间内找出故障的原因，进行检修排除。根据相关方面的信息支持给出检修的方法，并得出维护的方法。

一、变电自动化介绍

变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

1变电站综合自动化系统的技术特点与优点

运行的可靠性高。变电站综合自动化系统可以利用软件实现在线自检，具有故障诊断功能。使变电站的一次、二次设备运行的可靠性方面已经远远超过了常规变电站。传统的变电站大多采用常规的设备，尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等（有不少变电站没有自动装置和远动装置）。继电保护采用陈旧的老式电磁型和晶体管式继电保护，结构复杂、可靠性不高，很难实现快速、精确、准确地选择切除故障点。

2供电高质量性。由于在变电站综合自动化系统中包括有电压、无功自动控制功能，故对于具有有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可以大大提高电压合格率，保证电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网损，节约电能损耗。各工矿企业对保证供电质量的要求越来越高。衡量电能质量的主要指标是频率和电压，目前还应考虑谐波问题。频率主要由发电厂调节、保证。而电压的合格，不仅单靠发电厂调节，各变电站，特别枢纽变电站也应该通过调节变压器分接头位置和控制无功补偿设备进行调整，使其运行在合格的范围内。但传统的变电站，大多数不具备调压手段。至于谐波污染造成的危害，还没有引起足够的重视和采取有力的解决措施，不能满足目前发展的电力市场的需求。

3后台系统功能完善。后台机可通过交换机与其它局域网连接。采用平台式支持多种应用软件，系统模块化设计，方便系统扩充。具有功能强大的作图软件，大量图库，可制作多层多平面的系统图。具有在线报表系统，结合曲线、棒图信息，更好满足用户。实时多媒体数据库可录入语音、图象等。系统所有的在线修改可在线进行。大大提高了变电站运行管理的自动化水平。供电系统要做到优质、安全、经济运行，必须及时掌握系统的运行工况，才能采取一系列的自动控制和调节手段。但传统的变电站不能满足向调度中心及时提供运行参数的要求；一次系统的实际运行工况，由于远动功能不全，一些遥测、遥信无法实时送到调度中心；而且参数采集不齐，不准确，因此没法进行实时控制，不利于电力系统的安全、经济运行。

4经济性。由于极大的简化了二次接线和二次设备的配置，大大地减少占地面积，缩短建设周期，提高了系统的维护性，明显降低了变电站的综合造价。

5维护调试方便。由于综合自动化系统中，各子系统有故障自诊断能力，系统内部有故障时能自检出故障部位，缩短了维修时间。微机保护自动装置的定值又可在线读出检查，可节约定期核对定值的时间。常规的继电保护装置和自动装置多为电磁型或晶体管型，接线复杂且其工作点易受环境温度的影响，因此其整定值必须定期停电检验，每年校验保护定值的工作量相当大。

二、矿山电压设备的检测

根据电气设备缺陷的主要表现与机理，运用红外诊断技术，在现场对大量运行的电力设备进行检测诊断，并在实验室内对部分有内部缺陷的电力设备进行红外热像诊断分析。

1变压器内部缺陷诊断

变压器内部铁芯迭片片间短路或铁芯多点接地，易引起铁芯局部发热。对干式变压器可直接进行红外检测诊断， 因油浸变压器故障点产生的热功率不能在箱体表面形成特征性热场，需在吊罩后适当外加励磁电压进行检测诊断。

2电抗器内部缺陷诊断

电抗器的主要缺陷是漏磁，其漏磁在箱壳上感生出电动势，形成以外壳螺栓为环流路径的箱体环流，造成箱壳局部过热，引起螺栓温升，严重时会导致绝缘油色谱异常。

3高压套管内部缺陷诊断

因变压器油和空气介质的热容量与热特性参数不同，传热系数差比较大。当套管油位明显降低时，在油与空气的分界面处会形成一个较大的温度梯度，红外检测很容易根据其缺油或假油位热像特征诊断出套管缺油故障。

4电压、电流互感器内部缺陷诊断

电磁型电压互感器体积小，热容量不大，其内部铁、铜及绝缘物等介质损耗增大及相间温差增大产生的热功率容易引起互感器整体温升。采用红外检测诊断，以初步断定其出现内部线圈匝间短路或铁芯片间局部短路等内部缺陷，必要时可退出运行进行电气试验或色谱分析，诊断缺陷类型。

电流互感器运行时承受高电压和大电流，在电流作用下的负荷变化的铜、铁损耗会引其发热；在电压作用下的绝缘介质损耗也会引其发热；如果因绝缘层包扎松弛、绝缘介质内残存气隙或导电杂物、电场不均匀等制造工艺不良引起局部放电或铁芯片间局部短路，也会导致整体发热。红外检测会发现并诊断这些电流互感器介质损耗增大缺陷。

三、矿山电气设备中变压器故障分析

1、电气设备故障的现象

电气故障的出现有以下的几个类型：损坏型与预知型故障，两者的区别在于其毁坏程度和可以恢复程度，前者有故障之后基本就是废了没有可恢复性。电气设备的某些设备坏了之后对本身没什么影响但是却并满足用户的需求，比如电压机发出的电压过低，有些故障时因为内部的因素如断线，使电气设备的结构损坏。

2、变压器故障的现象

变压器是属于静音装置，但是在大多数情况下在运行中都会有嗡嗡的声音，但如果这种声音是连续不断的，这种情况下则表明变压器运行是正常的，这种声音的产生主要是电流的电磁力作用而引起的震动，相反如果发出的声音不够均匀或者是出现了特殊的声响，则表明变压器有故障。

四、矿山电压设备的变压器的维修分析

维护的方法通常是和电气设备的种类，技术要求，工作条件，和实用性工具相关联的。维护一般是从以下几种方法进行的：看、闻、听、摸、测、做。

检测和判断故障，首先检查相关电器的外部有无有非常明显的损坏现象，检测股线路有无松动和断路，螺旋熔断器中的熔断指示有没有跳断，外部绝缘是否烧焦。同时注意检查电器的温升是否满足电气设备原理图中的要求，因此发现故障的部位。另外还可根据电器的声音或者气味、压力或者温度来分析故障，用这种方法来说不但可以确定电气设备产生故障的一些原因，同时把较复杂的故障范围缩小。按照电器的供电方式，以便用来测量各点的电压值和电流值并且可以与正常值相比较。具体可以分为分析测量法和点测法，以及分段测量法三种。

变压器维修中的几种方法：一看，观察电气设备外部的形态特征比如熔断器是否有被烧断的现象，固件有无松动，绝缘器是否碳化变黑，再者观察检测仪的指示数据或者指示装置有什么现象出现的状态。二闻，闻电气设备运行的过程中有无异味，比如若发生电气设备短路，或者装置温度过高，会出现刺鼻的烧焦味。三听，听电气设备运行的声音有无异常的情况，若启动不了就会有异常声音。四摸，就是通过直观的触感来感觉电气设备的外壳温度进而可以大概的判断出机器是否运行正常。五测，通过经常用的测量仪器来测量电气设备的一些运行中的状态的参数和绝缘电阻值。通过最后显示出得数据判断机器是否运行正常来进行维护。六做，通过电气设备所要要求的维护保养的周期和要求来进行经常性的清洁，检测，和维护。以上的几种简单的方法可以粗略的得出电气设备出现故障的原因进而根据现象来得出可行的方案。

五、总结

总而言之，新型自动化技术的引入，使煤矿生产、变电站电能质量的控制系统得到了飞速发展，今天已经发展到计算机集成监控系统和智能监控系统的新阶段。通过以上的几种检测方法和维护的技巧，来提高电气设备运行的安全性而变压器是电气设备的一种在生活中广泛应用，那要遵循安全的操作规章，灵活的使用。对于已经损坏的电气设备要认真的检测其原因才要去更换，电气设备及变压器在周围的生活中都有着广泛的应用，对其要有经常性的日常简单的检修，若发现问题就要进行维护，保持设备可以持续的使用，保证在使用中的安全性，以便其管理人员可以放心使用实现自有的功能。

参考文献：

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