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　　维普资讯 第13卷 第 1期 (总第80期) 煤 矿 开 采 Vo1．13No．1(SeriesNo．80) 2008年 2月 CoalMiningTechnology February 2008 英 国BRUSH3．3kV移动变 电站 的使用及改造 张 纯，金 伟，张纯宪，刘海永，刘传军 (兖矿集 团有限公司，山东 邹城 273500) [摘 要] 介绍英国BRUSH3．3kV移动变电站的引进、使用情况、损坏情况、结构特点、原因 分析及改造提升。 [关键词] 移动变电站；损坏；原因分析；改造提升 [中图分类号]TD353 [文献标识码]B [文章编号]1006~225 (2008)01-0082-03 UtilizationandReformationofBRUSH 3．3kV MobileSubstationMadeinBritian 马功劳，使兖矿集团的原煤产量和经济效益一直居 1 使用情况 全国前列。 兖矿集 团 自1994年开始引进英 国BRUSH 2 损坏情况 3．3kV移动变 电站，截止到 2003年共计进 口英 国 BRUSH公 司 3．3kV 移 动 变 电站 46台，其 中 随着使用时间的延续和综放工作面装机功率的 1500kVA移动变电站 18台、2000kVA移动变 电站 逐步加大，移动变电站的负荷也越来越大，开始出 21台、2500kVA移动变电站 7台。 现移动变电站损坏事故。至2007年 1月，共计损 兖矿集团1994年引进英国长壁公司工作面刮 坏英国BRUSH2000kVA6／3．3kV移动变电站7台、 板输送机、转载机、破碎机各 1台，德国豪森克泵 2500kVA6／3．3kV移动变 电站 1台。经拆检发现， 站 1套，英国LC33／83．3kV2台、TD33／23．3kV1 2500kVA6／3．3kV移动变电站的损坏部位为高压引 台，英国BRUSH公司 1500kVA6／3．3kV移动变 电 出线．3kV电牵引采煤机 1台。 坏部位全部为矩形铁芯外拐角部和矩形低压线圈内 该套设备使用在南屯煤矿综采二队，正是这套引进 拐角部，严重者矩形低压线圈内拐角部烧毁。损坏 设备使该队创出了年产原煤 3．0Mt，3．5Mt的当时 情况见图1和图2。 全国最高水平，并使该队获得了 “中华第一队” 的光荣称号。 1998年，兖矿集团申报了国家 “九五”重大 科技攻关项 目——高产高效综采放顶煤成套装备与 工艺研究项 目；2000年，兖矿集团申报了国家 “十五”重大科技攻关项 目 ．0Mt综采放顶煤 成套装备与工艺研究项 目。本着国产和引进相接合 的原则，充矿集团在综放工作面设备配套中先后引 进了英 国BRUSH公 司 3．3kV移动变 电站、英 国 BF公司的CHP33／8型负荷中心、英国MORLEY 图1 移动变电站铁芯外拐角部损坏 公司 3．3kV 电动机 、德 国ECIKHOFF公司 SL300 3．3kV电牵引采煤机。1998～2003年，兖矿集团 3 结构特点 共装备了十余套 3．3kV重型综采放顶煤设备，装 备了6个大型综采煤矿的主力综采队，使其原煤产 英 国 BRUSH1500kVA，2000kVA，2500kVA 量达到了年产 5．0～6．0Mt的水平。正是这十余套 移动变电站为三相五柱壳式铁芯，设计体积小，容 3．3kV重型综采放顶煤设备的良好使用，为兖矿集 量大，高低压电压分别为6000V和3400V，铁芯叠 团年产超20．0Mt，30．0Mt和40．0Mt大关立下了汗 装为矩形，高压绕组为矩形饼式，低压绕组为矩形 [收稿 日期]2007—08—08 [作者简介]张 纯 (1965一)，男，高级工程师，兖矿集团首届技术专家，中国电工技术学会煤炭专业委员会委员，现任兖矿集团综机管 理中心副总工程Jl币。 82 维普资讯 张 纯等：英国BRUSH3．3kV移动变电站的使用及改造 2008年第 1期 启动压降大，特别是重载启动时压降更大，造成4 ～ 5倍于额定电流的大电流长时处于启动状态，温 升急剧增加，加速了绝缘老化和绝缘损坏。 5 改造提升 由于损坏部位全部是低压绕组，所以保持原高 压绕组不变。为保证 3个低压绕组的直流电阻平 衡，重新绕制3个低压绕组，全部进行更换。所有 绝缘材料及绝缘构件均采用聚酰亚胺材质；导线 移动变电站低压线圈内拐角部损坏 用 Tu2型 I类软导线，其电气性能均高于原变压 器要求 。 筒式，绝缘水平60kV／20kV，绝缘等级为c级。 (1)器身解体 将高、低压绕组的引出线 原因分析 化与器身分离，拆下上夹件，抽出上铁轭。要注意 不得损伤螺杆绝缘套管及硅钢片的片间绝缘。从铁 经过 拆 检、分 析，确认 英 国 BRUSH 2000 芯柱上端螺孔中穿入布带束紧，以防线kV移动变电站损坏的主要原因为： 取过程 中被刮坏。上铁轭 的拆卸应注意其交错配 (1)移动变 电站在设计上采用矩形铁芯、矩 置，记录并注明各段硅钢片尺寸及数量，分类放 形线圈结构形式。低压绕组是矩形筒式，虽然采取 置，妥善保管好所有配件，以免重装时发生错误和 多根并绕，但每根导线的截面仍然较大，而矩形转 丢失。 角处圆弧太小，绕制时此处易变形，导线)绕制低压绕组 绕制低压绕组是变压器 绝缘层——诺密克纸的柔韧性和弹性较差，所以被 改造提升的关键技术，为确保产品质量，必须对原 变形的导线将绝缘层挣破撕裂，也会造成绕组匝问 制造工艺进行技术改造和工艺改进： 和层间短路。同时，铁芯尖角处电磁感应集 中，磁 a．合理地加大绕组模具。模具增大后新绕制 场强度较大，加速了线圈老化，损坏绝缘，在矩形 的低压绕组内径同时也增大，也就加大了绕组与铁 铁芯尖角处与线圈内拐角处之间容易产生放电，导 芯柱体的电气距离，同时提高了绕组的散热性，延 致匝间短路，电流急剧增加而烧毁铁芯或线圈。这 长了绝缘材料的使用寿命。 是造成英国移动变 电站烧毁的主要原因。 b．改善矩形模 的几何形状，增加矩形模 的直 (2)移动变电站低压绕组 20根导线并绕，共 角弧度，尽量减小转角处导线折弯度，可改善导线个换位点，其换位点均未加强绝缘且换位处 的形变角及弯曲力，从而减少因导线变形时对绝缘 没有垫填绝缘材料，支撑不均衡 ，造成导线受热因 的损伤。 无支撑而脱落变形 ，再加上导线换位引起的绝缘损 c．绕制过程中的换位导线全部用与纵绝缘相 伤未加补强处理，也易造成匝问短路 。 同的材料补强，因导线换位产生的空隙全部用绝缘 (3)移动变电站低压绕组与铁柱之间的气道 板条补充填实，用以防止绕组因短路造成的导线易 间隙太小，其气道撑条为方形无法固定牢固，在运 位和变形，减少匝问短路隐患。 输颠簸 中极易脱落，会造成低压绕组与铁芯柱体接 d．在绕组的棱角处增加 1层收缩带，每匝 1 触摩擦，致使低压绕组接地烧毁。 翻，交叉翻叠，这样既提高了整个绕组横绝缘的机 (4)移动变电站器身体积小、容量大，所以 械强度，又有效地防止损伤绕组的匝间和层间绝 散热性能较差，特别是低压绕组与铁芯的距离很 缘。绝缘材料如表 1。 小，只有 15mm，铁耗与低压绕组铜耗产生的热量 (3)铁芯绝缘处理 对铁芯4个棱角进行绝 很难散出，造成低压绕组内绝缘过热老化，致使绝 缘加强处理，同时在铁芯4个棱角处增加角型撑 缘击穿，因而造成绕组接地。 条，该撑条固定在铁芯与低压绕组之间，此撑条不 (5)兖州矿区工作面供电采取6kV供 电等级， 会因撞击而易位，可使铁芯与绕组始终保持着设计 采区供 电距离长，无功补偿效果差，加之工作面装 时的安全距离。 机功率大，2000kVA移动变 电站均用于驱动 2X (4)铁芯拉杆套装绝缘套管 全部将铁芯拉 7O0／350kw工作面刮板输送机双速 电动机，造成 杆套装高绝缘强度的绝缘套管，加强绝缘处理。 83 维普资讯 总第80期 煤 矿 开 采 2008年第 1期 表 1 绕制低压线)组别或极相组别测定； 部 件 材料名称 规格型号 (4)空载试验； 层间绝缘 聚酰亚胺玻璃漆布 60．15 绝缘垫块 二苯醚玻璃布板、硅胶板 616， 10，65 (5)额定电压下冲击合闸试验； 端绝缘、导线夹 二苯醚玻璃布板 (6)短路试验。 撑条、角形衬条 聚胺酰亚胺 FT一310 聚酰亚胺漆 C级 190 有机硅漆管 击16 7 改造提升后使用情况 聚酰亚胺薄膜 ∞ 1】 2006年4月，兖矿集团决定对烧毁的 1台英 国BRUSH2000kVA6／3．3kV移动变电站进行改造 6 电气试验 提升，重新绕制低压线个尖角处 根据 《煤矿 电气试验规程》和 《煤矿机电设 分别增加L型绝缘护板，将铁芯拉杆套装高绝缘 备检修质量标准》，改造后做下列试验项 目。 强度 的绝缘套管。改造提升后 的移动变 电站于 6．1 绝缘性能测定 2006年6月用于东滩矿 14309东综放工作面，驱 (1)绝缘电阻和吸收比测定； 动SGZ1000／1400刮板输送机。截止到 目前已用于 (2)泄漏电流测定； 2个综放工作面，状况 良好，噪音 、温升正常。为 (3)交流耐压试验。 了杜绝该类事故的再次发生，公司决定在2007年 6．2 特性试验 2月对所有的英国BRUSH3．