矿用电力变压器培训课件

矿用电力变压器培训课件第一章矿用电力变压器概述矿用电力变压器的定义与作用专业定义矿用电力变压器是专为矿山环境设计的特种电力设备，能够适应井下高湿度、多粉尘、易燃易爆等恶劣工况条件。通过电磁感应原理，实现高压电能到低压电能的安全稳定转换。核心作用保障矿山设备安全稳定运行实现电压等级的合理匹配提供可靠的电力供应保障矿用变压器的行业重要性电力系统的"心脏"作为矿山供电系统的核心枢纽，变压器的稳定运行直接决定整个矿山的生产效率和电力供应质量特殊防护要求必须满足防爆、防火、防潮、防腐蚀等严格的安全技术标准，确保在极端环境下安全运行生命安全保障第二章矿用电力变压器的分类与型号解析根据不同的使用场景和技术要求,矿用变压器有多种分类方式。了解各类变压器的特点和适用范围,是正确选型和使用的基础。按用途分类电力变压器用于矿山主供电系统的电能传输与分配，承担大容量、高电压等级的电能转换任务，是矿山电网的主力设备。适用于地面变电站容量通常较大(500-5000kVA)电压等级10kV-35kV矿用专用变压器专为井下特殊环境设计，具有防爆、防潮、耐腐蚀等特性，满足井下移动设备和固定设备的供电需求。井下配电专用防爆等级要求高体积紧凑，便于运输干式变压器与油浸式变压器对比干式变压器采用环氧树脂浇注绝缘防火性能优异，适合井下免维护，环保安全散热条件要求较高油浸式变压器使用绝缘油作为冷却介质散热效果好，过载能力强需要定期维护油质多用于地面变电站按容量与电压等级分类01低压矿用变压器电压等级：380V/660V，容量范围：50-500kVA，主要用于井下局部供电和移动设备供电02中压矿用变压器电压等级：6kV/10kV，容量范围：500-2500kVA，用于井下主要配电站和大型设备供电03高压矿用变压器电压等级：35kV及以上，容量范围：2500-10000kVA，用于矿山地面主变电站和大型矿区供电典型矿山设备容量需求掘进机通常需要500-800kVA，采煤机需要1000-1600kVA，主通风机需要2000-3150kVA，主排水泵需要1000-2000kVA。根据设备负荷合理选择变压器容量，确保留有15-25%的裕度。典型型号解析：SCB10-2000/10S-三相变压器表示该变压器为三相电力变压器，适用于三相交流电力系统C-树脂浇注绕组采用环氧树脂浇注工艺，具有优异的绝缘性能和机械强度B-箔式绕组低压绕组采用箔式结构，提高散热效果和抗短路能力10-性能等级表示该系列产品的性能等级代号，符合最新节能标准2000-额定容量额定容量为2000kVA，可满足中大型矿山设备供电需求10-高压侧电压高压侧额定电压为10kV，符合矿山常用电压等级联结组标号Dyn11：高压侧三角形接法(D)，低压侧星形接法(yn)，低压侧有中性点引出，高低压侧相位差330度(11点钟方向)冷却方式AN：AirNatural，采用自然空气冷却方式，无需强制通风设备，适合持续运行第三章矿用电力变压器结构与工作原理深入理解变压器的内部结构和工作机理，是正确使用和维护设备的理论基础。本章将详细解析铁芯、绕组、绝缘系统和冷却系统的设计原理。铁芯结构材料选择与制造工艺铁芯采用优质冷轧取向硅钢片叠装而成，硅钢片厚度通常为0.23-0.35mm，表面涂有绝缘漆。取向硅钢片具有低损耗、高导磁率的特点，能够显著降低铁芯的空载损耗和噪音。结构特点腹板式夹件设计：采用高强度钢板制作夹件，通过螺栓紧固确保铁芯片间压紧力均匀阶梯式叠片工艺：铁芯柱采用多级阶梯圆形截面，减少空气间隙，提高磁路利用率磁屏蔽设计：在铁芯外围设置磁屏蔽装置，减少杂散磁场对金属结构件的影响铁芯的叠装采用全斜接缝技术，相邻层间接缝错开，减少磁阻和损耗。铁芯接地采用单点接地方式，防止环流产生，确保磁路稳定高效运行。绕组设计高压绕组采用圆筒式多层结构，使用优质铜线或铝线绕制。层间采用高强度绝缘纸板和聚酯薄膜复合绝缘，具有良好的耐电强度和机械强度。低压绕组采用箔式绕组结构，使用铜箔或铝箔缠绕。箔式绕组散热面积大，温升低，抗短路能力强，特别适合大电流工况。绝缘系统与工艺保障绝缘材料H级环氧树脂浇注绝缘耐热等级达180℃优异的防潮防腐性能机械强度高，抗开裂真空干燥工艺真空度≤133Pa干燥温度105-115℃持续时间48-72小时确保绝缘电阻≥1000MΩ变压器的电磁感应工作原理基本工作原理当高压侧绕组通入交流电流时，绕组中产生交变的励磁电流。该电流在铁芯中建立交变磁通，磁通沿着闭合的铁芯磁路循环流动。根据法拉第电磁感应定律，交变磁通穿过低压绕组时，在低压绕组中感应出交变电动势。电压转换关系U₁/U₂=N₁/N₂原副绕组电压比等于匝数比，实现电压等级转换电流转换关系I₁/I₂=N₂/N₁忽略损耗时，电流比与匝数比成反比，保持功率守恒磁通密度Φ=U₁/(4.44fN₁)磁通密度由电压、频率和匝数共同决定，通常控制在1.6-1.8T在理想变压器中，输入功率等于输出功率。实际变压器存在铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)，效率通常可达95-98%。矿用变压器设计时充分考虑损耗优化，在额定负载下实现最佳效率运行点。冷却系统介绍1自然空气冷却(AN)依靠变压器表面与周围空气的自然对流进行散热。适用于小容量变压器或环境温度较低的场合，结构简单，免维护，可靠性高。2强迫风冷(AF)通过轴流风机强制空气流动，提高散热效率。可使变压器容量提升30-40%，适合负荷波动大或环境温度较高的矿山。风机配置温度控制器自动启停。温控系统工作机制温控箱功能温度监测：实时监测绕组温度，精度±2℃自动控制：温度达到设定值时自动启动风机超温报警：温度过高时发出声光报警信号超温跳闸：温度达到危险值时自动切断电源典型设置：风机启动温度80℃，超温报警100℃，超温跳闸120℃第四章矿用电力变压器安装与调试正确的安装和调试是确保变压器安全可靠运行的前提。本章详细介绍从运输验收到投运前的全部准备工作和技术要求。运输与现场验收注意事项运输过程管控1充油运输密封油浸式变压器采用充满油密封运输，防止绝缘受潮。运输过程中保持正压0.01-0.02MPa，监测压力变化2包装固定采用专用运输架固定，防止运输过程中的振动和倾斜。倾斜角度不超过15度，避免铁芯移位3环境保护运输过程中避免雨淋、日晒。到货后应尽快卸货入库，减少露天存放时间现场验收检查项目外观检查箱体、散热器无变形损伤套管完好，无裂纹破损油位正常，无渗漏附件齐全，紧固件无松动铭牌清晰，技术参数正确绝缘测试使用2500V兆欧表测试高压对地、低压对地绝缘高低压绕组间绝缘绝缘电阻≥1000MΩ(干式)记录测试数据并存档安装流程与安全规范吊装作业使用专用吊装工具，吊点位置正确。起吊平稳，避免碰撞。大型变压器采用双机抬吊，统一指挥。吊装高度应考虑周围障碍物，预留安全距离≥2米。定位安装基础水平度误差≤5mm/m，承载力满足设计要求。变压器就位后调整水平，偏差不超过3mm。与墙壁、设备保持安全距离，便于巡检和散热。接地系统接地电阻≤4Ω，采用多点接地。中性点接地可靠，接地线截面≥95mm²铜线。金属外壳、铁芯、套管金属部分均需接地。防爆区安装特殊要求防爆等级匹配：变压器防爆等级应不低于安装区域的防爆要求，通常井下采用矿用防爆型(ExdIMb)。通风散热：防爆区域安装需确保良好通风，变压器周围1.5米内不得堆放易燃物品，散热通道保持畅通。电气连接：所有电气连接必须在专用接线腔内进行,使用防爆电缆引入装置,确保密封可靠,防止火花外泄。投入运行前的调试步骤1空载试验施加额定电压,测量空载电流和空载损耗。检查各相电压平衡度,偏差应≤1%。记录温升情况,连续运行2小时以上。2负载试验逐步增加负载至25%、50%、75%、100%额定容量。每级负载稳定运行30分钟,监测电压、电流和温度。检查保护装置动作的准确性。3温升测试在额定负载下连续运行4-6小时,测量绕组和铁芯温升。干式变压器温升限值:绕组100K,铁芯80K(环境温度40℃)。4保护装置校验校验温度保护、过流保护、速断保护整定值。模拟故障测试保护动作可靠性。检查信号、报警、跳闸功能正常。负载率绕组温度(℃)铁芯温度(℃)调试合格后填写《变压器安装调试报告》,经技术负责人审核签字后方可正式投入运行。保留完整的测试数据作为运行档案。第五章矿用电力变压器运行维护科学的运行维护是延长变压器使用寿命、保障供电可靠性的关键。建立完善的巡检制度和维护规范,及时发现和消除设备隐患。日常巡检重点运行声音监测正常运行时应为均匀的嗡嗡声。出现异常声响如放电声、撞击声、沸腾声应立即停机检查。负载变化时声音会相应增大,但应保持均匀。温度监测每班至少记录一次温度,包括绕组温度、铁芯温度、环境温度。使用红外测温仪检测热点部位。夏季高温时加强监测频次,异常升温及时处理。外观检查检查箱体有无变形、渗漏油,套管有无破损、放电痕迹。散热器表面应清洁,无灰尘堵塞。引线连接处应紧固,无过热变色现象。接地状态确认接地线连接牢固,无锈蚀断裂。接地电阻每季度测试一次,确保≤4Ω。接地标识清晰完整,接地点无松动。巡检记录表示例日期时间负载率绕组温度环境温度异常情况巡检人2024-01-1508:0075%85℃15℃无张三2024-01-1516:0082%92℃18℃无李四2024-01-1524:0068%78℃12℃无王五维护保养要点紧固件检查与清洁紧固件检查周期:新设备投运后1个月进行首次紧固之后每季度检查一次重点部位:套管引线、接地线、母线连接使用扭矩扳手,按规定力矩紧固清洁维护要求:每月清扫表面灰尘,保持散热良好使用干燥压缩空气吹扫散热片套管表面用干布擦拭,严禁使用溶剂保持周围环境整洁,无杂物堆积温控器与风机维护温控器校验:每半年校验一次温度显示准确度,误差应≤2℃风机检查:每月手动启动测试,检查运转平稳性和噪音轴承润滑:每年对风机轴承加注润滑脂一次接线检查:检查电气接线牢固,触点无烧蚀备件储备:配备温控器和风机备件,确保快速更换年度维护与检测绝缘电阻测试每年停电后进行一次全面绝缘测试。使用2500V兆欧表,测试高压对地、低压对地、高低压间绝缘电阻。记录数据并与历史数据对比,分析绝缘老化趋势。绝缘电阻值应≥1000MΩ,否则需要进行干燥处理。分接头开关维护检查分接开关操作机构灵活性,触头接触良好。测量各档位直流电阻,阻值差异应≤平均值的2%。清理触头表面氧化物,必要时进行打磨。检查限位装置、定位机构动作准确可靠。预防性试验包括变比测试、直流电阻测试、介质损耗测试、绕组变形测试等。委托有资质的试验单位进行,试验周期3-5年。试验结果应符合相关标准要求,并与出厂数据对比分析。年度维护关键数据记录2022年2023年2024年通过数据趋势分析可以预判设备状态,制定针对性维护策略,实现预防性维护向预测性维护转变。第六章矿用电力变压器常见故障及应急处理及时准确地识别故障类型并采取正确的应急措施,是避免事故扩大、减少经济损失的关键。本章系统介绍常见故障的表现、原因分析和处理方法。异常声响与局部放电故障表现运行中出现"噼啪"放电声不均匀的撞击声或摩擦声声音突然增大或改变音调夜间观察有火花或闪光可能原因绕组匝间或层间短路套管内部放电绝缘材料老化、受潮铁芯硅钢片松动紧固件松动产生振动应急措施立即断电隔离:切断高低压开关,悬挂警示牌安全警戒:设置警戒区,禁止无关人员靠近联系厂家:报告故障情况,请求技术支持详细记录:记录故障时间、负载情况、环境温度等专业维修:由专业人员使用专用仪器检测后维修危险警告:局部放电可能引发绝缘击穿,导致严重短路事故。发现放电现象必须立即停机,严禁带故障运行。在未查明原因前,不得擅自送电。过热与散热不良故障识别温度显示异常升高超温报警频繁动作绝缘材料发出焦味变压器表面烫手风机运转但降温效果差原因分析风机系统故障:风机损坏不转,电源故障,温控器失效散热通道堵塞:灰尘积聚,散热片间隙堵塞,通风不畅过负荷运行:长期超额定容量运行,负荷分配不均环境温度过高:通风不良,环境温度超过40℃内部故障:绕组局部短路,接触电阻增大处理方法01降低负载立即降低负载至75%额定容量以下,观察温度变化趋势02检查风机检查风机电源、保险、温控器,手动启动风机加强冷却03清理散热停电后清理散热片和通风孔,改善散热条件04停机检查温度持续升高或超过限值时,立即停机全面检查内部绝缘系统故障绝缘老化现象:绝缘电阻逐年下降,介质损耗增大,局部放电量增加原因:长期运行、过热、环境潮湿导致绝缘材料性能劣化处理:进行干燥处理或更换绝缘件,必要时整体返厂大修绝缘受潮现象:绝缘电阻急剧下降,介损异常,可能出现闪络原因:密封不良,呼吸器失效,环境湿度大处理:真空干燥48-72小时,更换密封件和呼吸器,改善储存环境绝缘击穿现象:短路跳闸,可能伴有巨大声响和火光原因:过电压、雷击、绝缘老化严重处理:隔离故障点,更换损坏绕组或整台更换,严禁强行送电预防措施定期进行绝缘电阻测试,建立数据档案,跟踪变化趋势保持环境干燥通风,相对湿度控制在70%以下安装有效的防雷装置,雷雨季节加强巡检避免频繁冲击性负荷,减少对绝缘的电气应力按期更换呼吸器干燥剂,确保密封系统完好绕组与铁芯故障1绕组短路故障诊断方法:测量三相直流电阻,与出厂值或历史数据对比。阻值显著减小(超过2%)表明匝间短路。使用频率响应分析仪进行精确诊断。故障危害:短路点局部过热,可能引发火灾。短路电流增大,保护装置频繁动作。效率下降,空载损耗增加。处理方案:轻微短路可临时降容使用,严重短路必须更换绕组。返厂维修需重新浇注绝缘,真空干燥,出厂试验合格后方可使用。2绕组断线故障诊断方法:某相无电压输出或电压异常,直流电阻测试显示该相阻值无穷大或明显增大。可能伴随不平衡电流。故障原因:机械损伤、焊接不良、腐蚀、过电流冲击导致导线熔断。引线与绕组连接处松动。处理方案:查找断线点,重新焊接或更换损坏段。检查引线连接,紧固或重新压接。重新进行绝缘处理和电气试验。3铁芯松动发热诊断方法:运行中出现异常振动和噪音,空载电流和损耗增大。局部温度异常升高,可能闻到焦味。故障机理:硅钢片间绝缘损坏产生涡流,铁芯夹件松动导致片间摩擦。长期振动使夹紧力下降。处理方案:停电后重新紧固铁芯夹件,按规定扭矩拧紧。检查穿心螺栓绝缘,修复损坏的硅钢片绝缘涂层。严重时需整体返厂维修。第七章矿用电力变压器安全管理与标准规范严格遵守国家标准和行业规范,建立完善的安全管理制度,是保障变压器安全运行、预防事故发生的制度保障。矿用变压器安全操作规程防爆措施设备防爆等级符合GB3836标准防爆面保持完整,无锈蚀损伤隔爆腔内严禁存放杂物电气接线必须在防爆腔内完成使用防爆工具进行维护作业定期进行防爆性能检测防火措施变压器室配备足量灭火器材禁止堆放易燃易爆物品油浸式变压器设置事故油池电缆沟采用防火封堵安装火灾自动报警系统制定并演练消防应急预案防潮措施变压器室保持干燥通风相对湿度控制在70%以下安装除湿装置或空调系统定期检查密封部位完好性呼吸器硅胶变色及时更换长期停用需定期送电烘潮操作人员资质与培训要求资质要求持有电工作业操作证(高压)经过矿用电气设备专项培训熟悉变压器原理和操作规程掌握应急处理和急救技能身体健康,无妨碍作业的疾病培训内容变压器结构原理和技术参数安全操作规程和注意事项日常巡检和维护保养技能故障判断和应急处理方法安全用电和触电急救知识相关国家标准与行业规范主要国家标准标准编号标准名称实施日期GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分:设备通用要求2011-06-01GB1094.1-2013电力变压器第