隔爆变压器的安装工艺及故障排查毕业论文.doc

论文题目：隔爆变压器的安装工艺及故障排查
年 级：
院 系：机电工程与自动化学院
学生姓名：
指导老师：
2014年6月

目 录
摘 要 2
Abstract 3
第一章 概述 4
一、隔爆变压器特点及尺寸 4
二、主要用途及适用范围 4
三、使用环境条件、型号意义及相关参数 5
第二章 结构特征与工作原理 7
一、总体结构 7
1、 矿用隔爆型移动变电站 7
2、 矿用隔爆型干式变压器 8
3、 防爆型式、标志说明 9
4、 电压等级 9
二、工作原理 9
第三章 隔爆变压器的安装 10
一、安装条件及技术要求： 10
二、安装程序方法及注意事项 10
三、运行前的检查 10
四、运行前的试验 10
五、使用和操作 11
第四章 隔爆变压器的维护 13
一、使用前和使用中的安全及防护 13
二、故障分析与处理 13
三、安装保护装置及事故处理 13
四、维护、保养 13
五、日常维护、保养程序 13
六、长期停放的维护和保养 14
第五章 运输、贮存 15
一、吊装、运输注意事项 15
二、开箱及检查 15
三、地面验收 15
总 结 16
参考文献 17
英语资料 18
中文翻译 19

摘 要

隔爆变压器是一种可移动的成套供、变电装置。用来改变交流电压的大小，它适用于有甲烷混合气体和煤尘等有爆炸危险的矿井中。将6KV,10KV电源转换成400（380）、693（660）、1200（1140）、3450（3300）V煤矿井下所需的低压电源。矿用变压器外壳为全波纹，两边开盖式和上开盖式结构，具有机械强度高、温升低、散热效果好等优点。铁芯选用优质低损耗硅钢片，空载损耗低、空载电流小、噪音低。采用H级绝缘材料及先进的绝缘结构，热稳定性好，可在高温下持续满负荷运行。
隔爆变压器的安装工艺就变成了一项重要的工作，它与隔爆变压器的工作性能息息相关。因此，本文中所讲的就是隔爆变压器的安装工艺，当然还有最为重要的隔爆变压器的故障排除，他关系到生产供电的安全性。

关键字：隔爆变压器 安装 故障排除
Abstract
Flameproof transformer is a complete supply, movable substation. Used to change the size of AC voltage, which is suitable for coal mine methane gas and coal dust mixed with explosion risk in. The 6KV, 10KV power into 400 (380), 693 (660), 1200 (1140), 3450 (3300) V coal mine low voltage power supply required. Mining transformer shell for whole corrugated, both open and open lid type structure, has the advantages of high mechanical strength , low temperature rise , good radiating effect. The iron core is made of high quality low loss silicon steel sheet, low no-load loss, no-load current, low noise. The H class insulation material and advanced insulation structure, good thermal stability, continuous full load operation at high temperature.
Vibration proof transformer installation process becomes a very important job, and it is closely related to the working performance of flameproof transformer. Therefore, the installation process in this paper is about the flameproof transformer, of course, the most important troubleshooting proof transformer isolation, his relationship to the safety production of power supply.

Keywords:  flameproof transformer Installation Troubleshooting 第一章 概述
一、隔爆变压器特点及尺寸
1、 具备杰出的隔爆性能及足够的机械强度。接受热冲击的能力很强，且具有很强的抗短路能力、过负载能力,和局部放电量小、低损耗、绝缘性能强等优点。
2、 对温度、灰尘不敏感。
3、 防火性能高、难燃烧、不会产生有害的气体、噪声很低，并且不污染环境。
4、 使用、维护方便。
5、 产品执行标准
GB 3836.2-2000 《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》
AQ 1043-2007 《矿用产品安全标志标识》
Q/320903YWD001-2011 《矿用隔爆型移动变电站》
GB 8286 -2005 《矿用隔爆型移动变电站》
GB 3836.1-2000 《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》
6、 技术特性见表1-1
表1-1 主要技术参数
额 定 容 量 kVA
一次额定电压6kV
一次额定电压10kV
空 载 损 耗 W
负 载 损 耗 W
短 路 阻 抗 %
空 载 电 流 %
空 载 损 耗 W
负 载 损 耗 W
短 路 阻 抗 %
空 载 电 流 %
50
350
550
4
2.5
390
680
4
2.5
100
520
920
560
1050
160
710
1300
2.0
800
1500
2.0
200
820
1550
950
1800
250
950
1800
1100
2100
315
1150
2150
1.8
1300
2500
1.8
400
1300
2600
1500
3000
500
1520
3100
1.5
1750
3500
1.5
630
1800
3680
2000
4100
800
2040
4500
1.0
2300
5100
1.2
1000
2350
5400
2600
6100
4.5
1250
2750
6500
3100
7400
1.0
1600
3350
8000
0.8
3800
8500
5
2000
3800
9500
4.5
0.6
4500
9700
0.7
2500
4500
10600
5
5200
10800
5.5
3150
5300
12500
5.5
6100
12800
4000
6100
14000
6
7000
15000
6

注：当负载损耗是145℃【绝缘耐热等级为H时的参考温度】时之值。若为其他绝缘耐热的等级，则负载的损耗应校正到对应的参考温度值。

二、主要用途及适用范围
隔爆变压器用在有甲烷混合气体和煤尘并且有爆炸危险的矿井之中，当作矿井运输机、下泵站、采掘机之类的用电设备的配电装置。适用于有色金属矿、煤矿和隧道等的工程之中。
三、使用环境条件、型号意义及相关参数
使用环境条件：
1、 海拔不超过1000m ;
2、 环境温度 最高气温：+40℃ ;
最高月平均气温：+30℃ ;
最高年平均气温：+20℃ ；
最低气温：-5℃ ；
3、 空气相对湿度不超过95%(+25℃时) ；
4、 在有甲烷混合气体和煤尘，且有爆炸危险的矿井中 ；
5、 没有强烈震动、颠簸和与垂直面的倾斜度不超过15°的环境之中 ；
6、 无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽 ；
7、 无滴水的地方 ；
8、 电源的波形近似于正弦波 ；
9、 三相电源电压近似对称 。
矿用隔爆类型型号组成及其代表意义见图1-1

K B S G Z Y /

电压等级（KV）
额定容量（KVA）
移动变电站
组合式
干式
三相
隔爆
矿用
图1-1 矿用隔爆类型组合的移动变电站的型号组成及其他代表的意义
示例：一台三相、空气自冷式、铜导线、1000kVA、10kV级的矿用隔爆型组合移动变电站，该产品的型号为：KBSGZY-1000/10 。
6kV级移动变电站用干式变压器技术参数见表1-2
表1-2 GB 8286—1996标准6kV级移动变电站用干式变压器技术参数
额定容量
kVA
额定电压
联结组
标号
空载
损耗
W
负载
损耗
W
空载
电流
%
短路阻抗
%
高压
kV
低压
V
Uz
Ur
Ux
50
6
693/400
Yy0
Yd11
400
600
3
4
1.20
3.816
100
600
1 000
1.00
3.873
200
950
1 700
2.5
0.85
3.909
315
1 200/693
1 300
2 300
0.73
3.933
500
1 800
3 300
2
0.66
3.945
630
2 100
4 000
5
0.635
4.960
800
2 300
5 200
1.5
5.5
0.65
5.461
1 000
2 700
6 100
6
0.61
5.969
1 250
1 200 Yy0
3 450 Yyn0
3 200
7 200
0.576
5.972
1 600
3 900
8 800
6.5
0.55
6.477
2 000
4 500
10 300
0.515
6.480
注：负载损耗值和短路阻抗值为H级绝缘材料参考温度145℃时值。
第二章 结构特征与工作原理
一、总体结构
矿用隔爆型移动变电站
KBSGZY矿用隔爆式移动变电站包括：矿用隔爆型高压开关组成、矿用隔爆型低压开关、矿用隔爆型干式变压器，高、低压开关与干式变压器用螺栓连接。当卸下高、低压开关时，并且分别装上高 、低压电缆的出线盒，就可以组成 KBSG 矿用隔爆型干式变压器来使用， KBSG矿用隔爆型干式变压器是由箱盖、高压引线、箱壳、铁心装配、绝缘装配、铁路轨道用小车和低压引线等组成的。本论文主要介绍矿用隔爆型干式变压器和高、低压开关结构及工作原理。

图2-1 矿用隔爆干式变压器

图2-2 矿用隔爆干式变压器外壳

图2-3 矿用隔爆型干式变压器铭牌

矿用隔爆型干式变压器
（1） 防爆变压器箱壳有两种类型的结构：一种类型是两侧开盖的隔爆型结构，用于630kVA及以下产品，箱壳两侧具为波纹钢板，顶部和底部为弧形的钢板，顶部高、低压侧都设有接线的法兰；另一种类型是顶开盖隔爆型的结构，用于800kVA及其以上的产品，其箱壳两侧为波纹钢板，箱底使用厚钢板，高、低压出线盒都焊于箱壳的两端。两种类型的箱壳上都设有四个大吊拌，供变压器整体做起吊之用；箱壳两侧都焊有“〨”接地标志及接地螺栓，供连接外接地线使用。
（2） 顶开盖的隔爆型结构：箱盖的顶部是一个弧形，箱盖上设有四个小的吊拌，其作用是做箱盖拆卸时的起吊，箱盖高压侧都设有分接的法兰；两端开盖的隔爆型结构：箱盖都被装在两端，且两个小的吊拌都装在在每个箱盖上，其作用都用于箱盖拆卸时的起吊，高、低压的出线盒也分别焊在两个箱盖的上面。
（3） 高、低压电缆出线盒或高、低压开关分别装于箱壳的两端，变压器内部有温度控制线和高低压连锁线分别和高、低压开关连接。温度控制采用温度继电器或PT100铂电阻，当变压器内的温度超过了125℃的时侯，就会发出超温的信号。
（4） 防爆型的变压器铁心装配的组成：夹件、绝缘件、铁心等。夹件是采用槽钢，上下拉紧采用了拉螺杆的结构，并且采取了措施来防止铁心和夹件之间产生相对的位移，以免影响隔爆变压器的质量。铁心绝缘件采用国产优质H级绝缘材料。铁心采用了优质的 30Q120或30Q130冷轧取向硅钢片、多级步进式全斜接缝叠片结构，以用来降低空载电流和空载损耗；铁心片切口涂防锈液，铁心柱及下铁轭表面涂耐高温防锈防潮漆。
（5） 防爆变压器绝缘装配主要有高低压线圈、主纵绝缘、和线圈压紧等。高低压线圈采用了紧绕的工艺，这样提高了线圈的机械强度；主纵绝缘采用国产优质H级绝缘材料；高低压线圈采用了C级绝缘Nomex的纸包无氧铜的导线，Nomex纸和空气的介电常数是非常接近的，线圈周围的电场是均匀的、局放性小的，线圈压紧采用瓷压块和压钉结构，并且采用了措施来防止松动的现象。
（6） 高压引线采用了电缆引出，低压引线采用铜母线或者电缆引出，爬电距离和空气间隙是大于GB 3836.3-2000中的有关规定的，在正常运行的情况下不会产生电弧、火花和危险的温度，使用是安全可靠的。
（7） 小车被螺栓固定在箱体的底部，以便拆装。小车轨距900至600 mm是可调的。
防爆型式、标志说明
防爆型式：矿用隔爆型
防爆标志是“ExdI”
安全标志为“MA”
质量的安全标志为“QS 质量安全”
警示：隔爆干式变压器高压侧盖的警告标志、接线盒盖和矿用隔爆移动变电站高压开关设有“严禁带电盖”。

电压等级
一次电压（V）：6000
二次电压（V）：400（ 380 ）、693（660）、1200（1140）
注：括号中的电压为低压保护箱或低压馈电开关的额定电压。

二、工作原理
电磁感应是防爆变压器的原理。它结构上的原理为：两个或两个以上的互相绝缘的线圈套在同一个共同铁心柱上【三相变压器是由三个铁心柱组成的】，它们的之间有磁的耦合，但是他们没有电的直接联系【这样是安全的】。当高压通以工频的三相额定电压，线圈中的电流在铁心中产生了交变磁场，其频率和外施电压频率是一样的，根据电磁感应的定律，交变磁场在高、低压线圈之中感应出同频率电势，低压线圈中有电势，便可向负载供电。
第三章 隔爆变压器的安装
隔爆变压器的安装之前应该先认真的阅读隔爆变压器外形尺寸图、说明书、和产品的铭牌，应了解其重量、安装方法等的内容，要准备好相应的起吊工具和设备。
一、安装条件及技术要求：
1、 安装地点保持良好通风
2、 严格遵守《煤矿安全规程》中的规定。
3、 移动矿车之间间距与变电站突出的部分、距巷道支护不应小于0.3m。
4、 变电站有操作空间。
二、安装程序方法及注意事项
1、变电站可移动置于轨道或平地即可，无需固定。
2、低压电缆、高压电缆、控制电缆的引线从干式变压器或移动变电站连接到设备。
3、进出电缆应压密封好，所有的电气连接的接触应是良好的，可靠的，紧迫的，有线前端应焊接连接终端。
4、防止电缆拔脱装置应压紧电缆。
5、严禁带电开盖。
三、运行前的检查
产品在投入运行之前应严格检查如下的内容：
1、所有壳体、零部件和视察窗等应无损坏现象。
2、所有隔爆结合面应无锈蚀现象，所有法兰结合面的隔爆间隙应小于0.4毫米，按钮操作杆的隔爆间隙不大于0.4毫米。
3、所有操作机构应该灵活，按钮应没有卡住的现象，所有紧固件应没有松动的现象；所有的电气接触应为良好的、可靠的，所有进出电缆应压紧和密封。
4、变电站各部分电气绝缘性能良好。
5、低压开关箱仪表无损坏。
四、运行前的试验
移动变电站运行前应做如下试验：
1、 检查正常，然后切换测试的电气性能，试验结果应与技术条件的一致性。
2、 移动变电站的各部位电气绝缘强度应该符合下表的规定，其工频耐压试验应闪络现象或无击穿（试验中不包括电子保护器件）。
3、 在关闭高压负荷开关，6000伏电源输入移动变电站，空载运行。
4、 读开关的说明，根据程序运行停止按钮的规定和各部分的链扣；检查行动的一部分是正常的，参照表3-1检查电压，电流等电气参数是否正常。
表3-1 额定电压、电流参数
额定电压（方均根值）
KV

试验项目

额定短时工频耐受电压（方均根值）KV

试验时间
秒
≤1

低压对地

3

60
1.2
5
6
高压对低压及地
20
五、使用和操作
仔细阅读说明书见表3-2、图3-1、图3-2，检查和控制铭牌容量，电压和连接，调整抽头位置和适应实际输入电压。
表3-2 高压分接片调节
连接片位置
X1-Y1-Z1
X2-Y2-Z2
X3-Y3-Z3
对应分接
+5%
额定
-5%

图3-1 高压分接片调节

图3-2低压联接片调节

第四章 隔爆变压器的维护
一、使用前和使用中的安全及防护
1、 变压器和高、低压开关的箱体要可靠接地
2、 严禁带电调整分接电压和低电压的压力，严禁带电移动变压器。
3、 变压器应先送高压，空载无异常后，所带负荷应由轻到重，严禁变压器带负荷送高压，严禁变压器长时间过载运行。
4、 日常监控和记录，每日最大负荷情况下的电压、电流、温度进行监控和记录。
5、 停机操作，先切除负荷，再断开高压电源。
6、 严格按照警示标志操作，先断上级电源再开盖。
二、故障分析与处理
简单故障现象、原因及处理方法见下表
故障现象
原因分析
处理方法

箱体带电
套管损坏或污损
将套管更换或去污
引线绝缘损坏与外壳接触
找出损坏接触部位，更换或包绝缘
低压线圈对铁心漏电
查找漏电点，并作绝缘处理
声音不正常或噪音过大
铁心送动
紧固旁螺栓，穿心螺杆
线圈夹紧装置松动
紧固压钉
温度过高
过负荷运行
降低负荷使用
三、安装保护装置及事故处理
1、 箱体应可靠接地，独立使用的干死变压器的上级应安装断路器及综合保护器的配电装置。
2、 一般故障按正常顺序停电，紧急情况可直接开端上级断路器
四、维护、保养
1、应定期清除污垢，隔爆面应经常涂防锈油脂，如发现隔爆面锈蚀，电气接触不良，绝缘电阻严重下降应及时查找原因并修复。
2、运行时防止滴水渗入箱壳内，及时清除箱顶落煤。
3、维护检修周期，使用者自定
五、日常维护、保养程序
1、检查紧固隔爆面的螺栓、螺母是否松动。
2、清除隔爆接合面的粉尘、锈斑、对磷化失效的隔爆面作冷磷化处理，并涂防锈油脂。
3、检查电缆引入装置的压盘（或压紧螺母）是否松动，密封圈是否合格。
4、检查接地是否可靠。
5、检查接线端子有无松动现象，电气接触是否良好。
6、测量绝缘电阻，看是否合格。
六、长期停放的维护和保养
设备长期停放时，应注意变压器绝缘防潮、隔爆面防锈。长期停放后重新使用，应当对电气性能检测，合格后方能投入使用。
第五章 运输、贮存
一、吊装、运输注意事项
1、隔爆变压器起吊时，应同时使用箱壳上的四个大吊拌。
2、隔爆变压器运输过程中，采取措施避免雨雪侵入和受潮，其倾斜度不大于30度，并无严重振动和冲击。
3、贮存条件及注意事项：
变压器应贮存在空气流通、没有雨水侵入、不受烈日曝晒、无腐蚀性气体及无破坏绝缘气体的场所。
二、开箱及检查
1、用户收到产品后，应立即进行检查。(注意事项：检查时应注意保护隔爆面，防止碰伤和锈蚀。)
2、检查内容：
检查产品的铭牌数据与订货合同是否相符，如产品型号、额定容量、额定电压、联结组别、阻抗电压等；
检查出厂文件是否齐全；
检查包装箱内物件是否与装箱单相符；
检查各零部件是否完整无损或位移，各紧固件是否松动；
检查各隔爆面是否碰坏，隔爆接合面间隙是否合格。
三、地面验收
变压器绕组的直流电阻测量；
变压器的绝缘电阻测量；在比较干燥的环境下，变压器的绝缘电阻应不小于相应标准的规定值。
按表5-1中耐受电压值的85%进行外施工频耐压试验；
表5-1 外施工频耐受电压值
部件名称
额定电压
kV
外施工频耐受电压值
kV
工频耐压时间
min
矿用隔爆型
干式变压器
≤1
3
1
1.2
5
3.45
12
6
20
10
28

总 结
随着科学技术的发展，煤矿的开采越来越被重视，其开采的安全性也越来越重要。矿用隔爆型变压器是一种用于煤矿井下具有爆炸性气体的环境下作供电和配电的一种设备。矿用隔爆干式变压器包括10KV和6KV两个系列,容量从100kVA到4000kVA，其主要将6KV和10KV电源转换成400 （380）、 693（660）、 1200 （1140）、3450（3300）V的煤矿井下所需的低压电源。矿用变压器外壳为全波纹，两边开盖式和上开盖式结构，具有机械强度高的优点，温升低，散热效果好铁芯采用优质的低损耗硅钢片，空载损耗低、空载电流小、噪音低。矿用隔爆变压器具备可靠性能高、节能性强、局部放电量低、过载的能力强、运行的寿命长、阻燃、防潮、防霉、无污染、体积小、具有防盐雾、重量轻等的特性，而且壳体顶部不易积尘、不积水，适合在矿井之中使用。
参考文献
[1] 杨中地，武颖，隔爆变压器，变压器，2007年，第44卷，第7期，第1页。
[2] 刘燕，黎剑锋，蔡定国，隔爆干式变压器的特点及性能分析，电气制造，2007年，第4期，第48页。
[3] 刘燕，唐金权，张建军，隔爆变压器几个关键问题，变压器，2007年，第44卷，第6期，第7页。
[4] 杨中地，隔爆变压器的设计计算，电气制造，2007年，第11期，第60页。
[5] 王文光，隔爆铁心配电变压器，电气时代，2006年，第11期，第88页。

英语资料
Transformer is a kind of static electrical equipment, belongs to a kind of motor rotation speed is zero. It is one of the main equipment for power plants and substations. Power transformer in the system work, power by which a measurement can be transmitted through electromagnetic energy conversion to the second test, at the same time, according to the needs of transmission and distribution will be high or low voltage. So the transformer used in the production of electricity transmission and distribution in the whole process, its effect is obviously very important. In the whole power system, the capacity of transformer is usually about generator capacity of more than 3 times.
There are a variety of the role of the transformer can not only increase the voltage electricity to electricity, also can reduce the voltage to use voltage at various levels, to meet the need of electricity. All in all, step-up and step-down must be completed by the transformer. In power system in the process of transmitting electricity, will inevitably produce voltage and power loss, voltage loss when conveying the same power is inversely proportional to the voltage, power loss varies inversely as the square of the voltage. Use of transformer to improve the voltage, reduces the power loss.
When transform voltage of transformer. Is under the same frequency make the other side with a different measuring of voltage and current. Because of conservation of energy, the second time to measure with a measuring current and voltage change is on the contrary, one side is the voltage of the circuit, then the side of the current will decrease; On the other hand, the current will increase when the voltage reduction. When the transformer is not we are not bound to the electricity quantity bigger or smaller. In the process of power shift, because the transformer itself consumes a certain energy, thus the total energy of input transformer shall be equal to the output energy and the consumption of transformer stupid body energy. Because of lack of rotating transformer parts, no mechanical losses at work, and new products in the design and structure, process, etc adopted many effective measures of energy saving, so its work efficiency is very high. Usually the efficiency of no less than 95% of small and medium sized transformer large capacity transformer efficiency can reach more than 98%.
中文翻译
变压器是一种静止的电气设备,属于一种旋转速度为零的电机。它是发电厂和变电所的主要设备之一。电力变压器在系统中工作时,可以将电能由它的一次测经电磁能量的转换传输到二次测,同时根据输配电的需要将电压变高或变低。所以,变压器在电能的生产传输和分配使用的全过程中，其作用显然十分重要的。在整个电力系统中，变压器的容量通常约为发电机容量的3倍以上。
变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。
变压器在变换电压时。是在同一频率下使其二次侧与一次测具有不同的电压和不同的电流。由于能量守恒的缘故，其二次测与一次测的电流与电压的变化是相反的，即要使某一侧电路的电压升高时，则该侧的电流就必然减少；反之，当电压降低时电流就一定增大。变压器并不时也决不能将电能的量变大或变小。在电力的转变过程中 ，因为变压器本身要消耗一定能量，因此输入变压器的总能量，应等于输出的能量加上变压器笨身消耗的能量。由于变压器无旋转部分，工作时无机械损耗，而且新产品在设计和结构、工艺等方面采取了众多节能的有效措施，所以它的工作效率很高。通常中小型变压器的效率不低于95％，大容量变压器的效率则可达98％以上。
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