技术论文

煤矿变电设备的改造

字号+ 作者:admin 来源:未知 2010-10-13 19:34 我要评论( )

随着生产的发展,许多矿井原有的主供电能力明显不足,时常发生大的供电事故,对安全生产构成威胁,因此必须对矿井变电设备进行大的增容改造。为此,兖州矿业(集团) 公司(简称兖州矿业) 在对煤矿供电系统运行中的不安全因素开展研究的基础上,对原有的矿山

       随着生产的发展,许多矿井原有的主供电能力明显不足,时常发生大的供电事故,对安全生产构成威胁,因此必须对矿井变电设备进行大的增容改造。为此,兖州矿业(集团) 公司(简称兖州矿业) 在对煤矿供电系统运行中的不安全因素开展研究的基础上,对原有的矿山变电装置进行了改造,保证了矿井生产的安全。
1. 环氧浇注干式变压器在煤矿井下应用
环氧浇注干式变压器在重要的工业部门中已有取代油浸变压器的趋势,但在煤矿井下的应用还是空白。最近,兖州矿业机械制修厂和物资部研制出了KBSC-1250/6矿用隔爆环氧浇注干式变压器。
这种矿用隔爆环氧浇注干式变压器是以环氧浇注干式变压器为器身,配以长圆形全波纹隔爆外壳。隔爆变压器器身的结构设计是以电磁设计计算为基础,从减少损耗、增强绝缘强度、降低温升的角度出发,为适应煤矿井下的巷道运输和停放,要求变压器的外形尺寸尽可能小,特别要降低高度,因此隔爆变压器器身的铁芯柱直径偏大,高、低压线圈的直径也相应改变。热稳定性是环氧浇注干式变压器在煤矿井下应用需解决的关键问题。采取的措施是:严格控制环氧树脂的材料构成,选择H级环氧树脂材料,在其中添加适量的增韧剂、促进剂、固化剂和填料等配料,改善材料的导热性、机械性能和绝缘性能,使其热膨胀系数和绕线用的铜一致,避免浇注后的线圈因温度的变化而产生热应力,防止绕组的开裂、损坏;线圈采用高温真空压力一次浇注,充分去除水分,提高了线圈的绝缘性能和耐潮性能;铁芯和高、低压线圈之间及线圈内部都设计了气道,增大了线圈的散热面积,改善了冷却条件;长圆形全波纹外壳把隔爆变压器对外界的散热面积增大到最大限度,与国产同容量隔爆变压器外壳相比,散热面积增大20%左右,在热量最集中的顶部散热面积则是传统产品的两倍以上,温升试验和在济宁2号煤矿井下3301工作面进行的工业性试验证实其冷却性能比同类产品的国产变压器优越。
2. 矿用隔爆型移动变电站
由兖州矿业机械制修厂研制的矿用隔爆型移动变电站,在绝缘水平、机械强度等方面均超过了国内的同类产品,达到了国际先进水平,已经通过了山东省科学技术委员会组织的专家技术鉴定。
这种新型的移动变电站采用环氧树脂浇注变压器器身及全波纹长圆形结构外壳的新工艺,防潮性能好、温升低、损耗少、噪声小、难燃耐潮、运行安全可靠、维护简便节能。使用实践表明:此项成果与同等容量的普通移动变电站相比较,每年可以节约电量1万kW·h,具有可观的节能效果。
3. 矿用干式成套组合变电装置
由兖州矿业南屯煤矿和中煤工程设计咨询集团武汉设计研究院联合研制的ZBK型矿用干式成套组合变电装置,可以取代目前煤矿井下广泛使用的油浸式变压器,已经通过了由中煤建设集团公司组织的专家鉴定。这种装置是由矿用高压开关设备、矿用变压器柜、矿用低压开关设备三个部分组成。高、低压开关设备均装有总开关及分置开关之间的纵向和横向选择性漏电保护,确保了供电系统的安全可靠运行。具有容量大、体积小、损耗低等特点,彻底避免了由变压器引起的火灾事故。经过使用现场的验证,此项成果主要适用于煤矿井下的井底车场、总进风巷或者其他要求使用矿用一般型产品的场所,作为10kV以下三相交流中性点不接地供电系统中的高、低压变电成套装置使用。
4. 新型隔爆干式变压器壳体研制成功
兖州矿业机械制修厂在分析比较国内外多种隔爆变压器壳体优缺点的基础上,与煤炭科学研究总院上海分院合作研制出了国内最先进的一种新型1 250kV·A矿用隔爆型KBSC系列干式变压器,其壳体设计为椭圆全波纹形,已经由山东省科技厅组织通过了专家的技术鉴定。经查新,国内还没有此种类型的隔爆外壳,其机械强度和散热性能都比同类产品有较大提高。
这种全波纹隔爆外壳是由隔爆壳体、高压端盖及低压端盖三个部分组成,其中隔爆箱体箱壁由36节椭圆U形波纹焊接而成。该隔爆外壳具有以下优点:①机械性能好。隔爆外壳采用椭圆形全波纹结构,无应力集中区,受力比较均匀,而且在隔爆外壳强度相对薄弱的地方加设了加强筋和加强角,两侧的法兰、箱壁成为一个坚固的整体,从而使隔爆外壳的机械强度得到加强;②散热性能好。该隔爆外壳的散热面积达22.5m2,比国内同容量的产品大25%。热量最集中的顶部为半圆形波纹板,其散热面积比目前普遍使用的圆弧板增加2~3倍。此外,椭圆形全波纹结构也加快了壳体内热量向周围散发。
这种壳体研制的工艺难点在于:①由于组成单环体的特制V形型钢的端面圆角接近所使用板材的最小弯曲半径,在圆弧段弯曲时,V形型钢的凸肩及谷底圆弧角处,因板料剪切出现毛边而容易产生纵向及横向开裂;②特制V形型钢的截面有三个圆弧角,在弯曲成形时会产生复合弹复现象,这种回弹量及相关的工艺参数,国内目前还没有完整准确的理论计算依据和可借鉴的成熟经验,而要保证壳体组对时相邻单环体对接准确、无超过1mm的错边与错口、保证焊接间隙的均匀性,就必须确保这种V形型钢的压制及型钢再压成半圆的成型尺寸精度与形位公差,经过多次试验与参数调整,解决了局部开裂、拉伤、扭曲、圆弧尺寸不一致等困难。为了保证R507圆弧压弯成形后进行单环、多环组对时,各单元体尺寸的一致性,运用偏心机构的原理,设计了单环组对工装、多环组对工装,不仅起到对R507圆弧整形的作用,也方便工件取放,有效地提高了劳动效率,减轻工人的劳动强度。
5. 微机保护在矿山变压器上的应用
与传统的机械式继电器相比,微机保护因其具有保护动作灵敏可靠、能够记录故障信息、可以进行远程控制和管理、自检功能强大等特点,在全国各类矿区电力系统的35kV变电所得到迅速推广。目前,兖州矿业正在使用的微机保护产品有南京南瑞、山东鲁能、浙江三辰等几种类型,在调试、运行中发现以下问题:①操作和测试有困难。有些厂家的微机保护装置前面板采用全英文界面,而且操作较复杂,对现场维护人员提出了较高的要求。厂家没有提供完善的后台分析和调试软件,缺乏综合试验手段,对于现场操作人员熟悉和了解微机保护的运行带来了难题;②没有统一的标准。不同厂家的产品使用数据接口和硬件不同,在软件上也是使用各自的标准,计算电流和系统参数标准不一。不同产品的软、硬件难以通用,基层保护人员需要在装置的调试和软件分析上投入更多的注意力;③控制的问题。目前只有少数煤矿使用集中控制系统,大多数煤矿还是使用单机,造成整个系统的自动化程度低,微机保护的远程控制处于长期关闭状态,造成微机保护装置的部分功能闲置,不能适应变电所自动化运行的要求;④微机保护的功能应用不够。有些微机保护产品采用的CPU是16位单片机,受到结构、时钟和总线的限制,其指令功能有限,寻址空间小、运算能力弱,开发平台局限于汇编语言上,微机产品的优势不能充分发挥。微机保护在安装和使用上,大多数仍然沿用原先电磁式继电器固有的功能或者略有增加。微机保护固有的多种保护和后备保护没有投入,极大地浪费了微机保护的资源。

 

转载请注明出处。

1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

相关文章
  • 煤矿矿井机电管理存在的问题及对策

    煤矿矿井机电管理存在的问题及对策

    2011-07-27 19:03

  • 煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案

    煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方

    2011-06-15 19:32

  • 浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术

    浅谈煤矿开采沉陷防治和控制的技术

    2011-01-25 13:06

  • 襄垣大平煤矿3#煤层带双压开采临界突水系的研究

    襄垣大平煤矿3#煤层带双压开采临界突水系的研

    2011-01-21 13:01

网友点评