井下变压器

                  田春阳

                     2015-7-28

井下变压器

一、井下变压器的类型

矿用隔爆型移动变电站（以下简称移动变电站），是一种煤矿井下供、变电设备，由移动变电站用干式变压器、高压负荷开关（或高压真空开关）、低压馈电开关（或低压保护箱）和高压电缆连接器（视高压开关实际结构）等四个部分组合而成的移动式成套装置。

矿用隔爆型干式变压器是具有隔爆外壳，不配高低压开关而使用的隔爆型干式变压器。

1.1 矿用隔爆型移动变电站型号及含义

KBSGZY—□ / □

额定输入电压，6或10kV

额定容量，kVA

移动式

组合结构

干式

三相

矿用隔爆型

1.2  矿用隔爆型干式变压器型号及含义

KBSG—□ / □ 

额定输入电压，6或10kV

额定容量，kVA

干式

三相

矿用隔爆型

二、井下变压器的结构

2.1  矿用隔爆型移动变电站

2.1.1  组成移动变电站的高压开关、干式变压器和低压开关分别用螺栓连接成一体，高压电源经高压电缆连接器或高压开关的引入装置，引入到高压开关；低压电源经由电缆引入装置输出，可以与1 140V, 120mm2及以下矿用电缆配合。

高压开关与变压器连接法兰尺寸，低压开关与变压器连接法兰尺寸示于图1、图2。

               图 1                              图 2

10kV高压侧法兰                      低压侧法兰，6kV高压侧法兰

          低压630A以上法兰                    低压630A以下法兰

2.1.2  高压开关和低压开关

高压开关有高压负荷开关和高压真空开关两种；高压负荷开关与低压馈电开关配套使用；而高压真空开关与低压电源保护箱配套使用。高压真空开关、低压馈电开关和低压电源保护箱具有漏电、过载、短路、断相、过电压和失压等保护功能。

2.1.2.1  高压负荷开关使用操作手柄进行手动合闸或分闸。与其配套的低压馈电开关上设有复位、自检、试验、电合、手分等按钮和电压表、电流表、电阻表及指示器件。

2.1.2.2  高压真空开关具有隔离开关和真空断路器，真空断路器同时具有电动合闸和手动合闸，面板上有复位、自检、试验、分闸、合闸等按钮和液晶显示板。与其配套的低压保护箱内部不设断路器，但有复位、自检、试验等按钮和液晶显示板，将低压运行状态反馈到高压开关上实现保护。

2.1.2.3  移动变电站的高、低压开关之间设有电气连锁。高压开关大盖与高压开关箱体之间有电气连锁；低压开关箱与大盖之间有机械连锁，以保证高压开关和低压开关箱盖未盖严时不能进行分合闸操作。

2.1.2.4  移动变电站电气原理图

2.1.2.4.1 由高压负荷开关、变压器、低压馈电开关组成的矿用隔爆型移动变电站电气原理图见图3。

图 3  高压负荷开关低压馈电开关电气原理图

2.1.2.4.2  由高压真空开关、变压器、低压电源保护箱组成的矿用隔爆型移动变电站电气原理图见图4。

图 4  高压真空开关低压电源保护箱电气原理图

2.1.3  移动变电站用干式变压器

2.1.3.1  移动变电站用干式变压器器身

变压器器身由铁心、线圈和高低压引线组成。变压器铁心采用冷轧晶粒取向硅钢片，导磁性能好，采用45°全斜多级接缝叠片方式。铁心采用无穿心，拉带夹紧结构，有效降低空载损耗、空载电流及铁心噪声。

绕组线采用H级绝缘导线，聚酯亚胺、聚酰酰亚胺复合漆包线或Nomex绝缘纸包线，个别规格采用B级双玻璃丝包线。线圈层间绝缘采用聚酰亚胺薄膜，线圈用H级绝缘漆真空浸渍处理，耐热、耐潮性能好。

2.1.3.2  高压分接电压调整

当需要改变高压输入分接电压时，在确认变压器不带电的状态下，打开箱体上的高压分接线盒盖，按表2改变高压分接板上的连接片位置。出厂时连接片一律在X2—Y2—Z2，即额定输入电压6 000V或10 000V档上。高压分接线盒的位置在外形图中标注。

表 2

图5—1                       图5—2                        图5—3

2.1.3.3  低压输出电压变换

额定容量为 50～200kVA移动变电站，具有693（660）V与400（380）V可变换的输出，315～1 000 kVA移动变电站，具有1 200（1 140）V与693（660）V可变换的输出，可以用改变低压侧联结组的方法变换输出电压，具体变换范围按表3、表4、表5、表6干式变压器技术参数。

在确认变压器不带电状态下，打开变压器低压侧手孔盖或低压箱盖，将低压接线板上的连接片按图6示意图联结，即可得到相应的输出电压。低压分接线盒位置在外形图中标注。

c    b    a                         c    b    a

x    z    y                         x    z    y

图 6-1                                   图 6-2

       低压y接1 200V或低压y接693V时          低压d接693V或低压d接400V时

                联接x-z-y端子                      分别联结c-x，b-z，a-y端子

2.1.3.4  变压器过热保护

在干式变压器箱壳内部上层空腔设有温度监视器件（常开触点温控开关），H级绝缘变压器装有125℃温控开关， B级绝缘变压器装有80℃温控开关。配高压负荷开关和低压馈电开关的移动变电站温控器控制线引入到低压馈电开关箱，末端可接127V, 0.3A的声音报警器（用户自备）；配高压真空开关和低压电源保护箱的移动变电站，则将温控器控制线引入到高压真空开关，实现超温保护。

2.1.3.5  变压器箱壳结构

移动变电站用变压器的箱壳用钢板焊接而成，箱体所有隔爆接合面结构与尺寸符合GB 3836.1—2000《爆炸性气体环境用电气设备 第一部分：通用要求》和GB 3836.2—2000《爆炸性气体环境用电气设备 第二部分：隔爆型“d” 》标准。

箱体两个侧面采用瓦楞钢板结构，以增加散热面，箱体上部有四个吊拌，当吊起整机时必须同时使用。

箱体下部配备有缘滚轮小车，轨距为 900mm或600mm。移动变电站箱体两侧下部设有二个接地用M12螺栓，并有“   ”接地符号。

2.2  矿用隔爆型干式变压器

由移动变电站用干式变压器与的高、低压出线盒和电缆引入装置组成，不配高低压开关，作为井下供、变电设备使用。器身部分与移动变电站用干式变压器完全一致，箱壳主体与移动变电站用干式变压器相同。

2.2.1  干式变压器箱壳两端设有高、低压出线盒，每个出线盒上各配有两套电缆引入装置。电缆引入装置符合《JB/T 4262—92 防爆电气用橡套电缆引入装置》。

2.2.2  高压出线盒与低压出线盒之间设有电气联锁，出线盒端盖与出线盒之间设有电气制锁，以保证当出线盒盖打开的状态下，不能对变压器送电。

2.2.3  高压出线盒侧面设有紧急停止按钮，可以紧急断开变压器上一级高压电源。

2.2.4  高、低压出线盒内套管相序排列如图7。

    面向高压出线盒                   面向低压出线盒

       高压套管                         低压套管

                              无0相引出           有0相引出

             B

                            c     b     a          c     b     a

     A          C

          接线座                  接线座             接线座          0

图 7

2.3  产品标牌

2.3.1  移动变电站

移动变电站低压侧箱壳上有产品铭牌、电气原理图、隔爆型式“ExdI”标志、煤矿安全“MA”标志、“严禁带电开盖”等标牌，如图8。产品铭牌上注明了安全标志号和生产许可证号。

2.3.2  干式变压器

干式变压器低压侧箱壳上有产品铭牌、隔爆型式“ExdI” 标志、煤矿安全“MA” 标志，高低压出线盒盖板上有“严禁带电开盖”的警示标牌，标牌样式如图8。产品铭牌上注明了安全标志号和生产许可证号。

矿用隔爆型移动变电站铭牌

矿用隔爆型干式变压器铭牌

三、变压器的工作原理

1单相变压器原理图如下图所示：

当变压器一次绕组通入电流后，在铁芯中产生主磁通，根据电磁感应定律在一、二次绕组中产生感应电动势，如果二次绕组接有负载闭合，就有电流通过。如下图所示：

变压器工作原理演示：

1、变压原理：

 U1/U2=N1/N2=Ku

其中：U1—一次绕组电压；

         U2—二次绕组电压；

         Ku—变压比。

可见只要改变一、二次绕组的匝数，就能按要求变换电压。

2、变流原理：

 I1/I2=U2/U1=N2/N1=Ki

其中：I1—一次绕组电流；

          I2—二次绕组电流；

          Ki—变流比。

可见：电压高侧电流小，电压低侧电流大。

三相变压器

1.各相主磁通以各自铁芯作为磁路。——铁芯，磁路不关联

2.各相磁路的磁阻相同，当三相绕组接对称的三相电压时，各相的励磁电流和磁通对称。下载本文