礦用隔爆型移動變電站用于有甲烷混合氣體和煤塵,并有危險(xiǎn)的礦井中,作為煤礦井下綜合機(jī)械化采掘設(shè)備的配電裝置。該裝置包括礦用隔爆型干式變壓器、隔爆型高壓負(fù)荷開關(guān)箱、隔爆型低壓饋電開關(guān)箱。礦用隔爆型干式變壓器的鐵芯采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片,全斜不沖孔結(jié)構(gòu),絕緣等級為B級或H級,空氣自冷。
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在煤礦供電系統(tǒng)中曾作為主導(dǎo)產(chǎn)品的油浸變壓器．因其易燃易爆、維修量大，保護(hù)不完善、不適于煤礦采區(qū)供電，正逐步淡出；移動變電站以其容量大、體積小、 功能完善、安全可靠、運(yùn)輸方便的特點(diǎn)，在煤礦供電中越來越顯現(xiàn)出其強(qiáng)大的優(yōu)勢。移動式變電站在煤礦供電系統(tǒng)中主要應(yīng)用有：
1)在突發(fā)自然災(zāi)害或設(shè)備事故而需立即進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)供電的緊急狀態(tài)下，如系統(tǒng)無備用容量，可全部或部分替代某一常規(guī)變電站迅速投入供電。
2)在采區(qū)供電中，采用移動式變電站，可以滿足重型機(jī)械化采煤機(jī)組大容量、高電壓供電，并能隨采掘工作面一起推進(jìn)，能較好地解決供電壓降過大或短路保護(hù)靈敏度不足的。
3)在電力需求快速增長，供電距離相對較遠(yuǎn)，超出預(yù)先電力的規(guī)劃，建立性變電所困難時(shí)，作為臨時(shí)變電站投入運(yùn)行，以緩解電力供應(yīng)緊張局面，如煤礦掘進(jìn)延伸工程。
4)在因資金短缺或由于其它原因某一區(qū)域變電站暫停，作為臨時(shí)性變電站投入運(yùn)行。
5)礦用移動式變電站不僅作為煤礦井下供電的設(shè)備，同樣可擴(kuò)展到地面供電系統(tǒng)，井上下通用，使設(shè)備綜合利用率進(jìn)一步提高；同時(shí)可節(jié)省征地、土建及變電所設(shè)備安裝等方面投入，運(yùn)營成本降低。
移動變電站的主體一干式變壓器的發(fā)展
移動式變電站的主體是干式變壓器，在我國，早期的干式變壓器為浸漬式，是將繞制好的線圈浸漬耐高溫的絕緣漆，其價(jià)格昂貴、防潮性能不好、壽命短、損耗高、體積大。不適宜煤礦井下潮濕、淋水、易燃易爆氣體、高溫等惡劣的環(huán)境條件。20世紀(jì)70年代，環(huán)氧樹脂型干式變壓器開始在我國生產(chǎn)。至今經(jīng)歷了環(huán)氧樹脂加填料澆注型、環(huán)氧樹脂澆注型和環(huán)氧樹脂繞包型三個(gè)階段，其制造已趨成熟。環(huán)氧樹脂型干式變壓器機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，但環(huán)保性能不理想，存在以下：① 絕緣主料和輔料中含有較多的聚合物和鹵素，一旦燃燒，會釋放出大量熱量和有毒有害氣體，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，不利于事故處理；②報(bào)廢時(shí)環(huán)氧樹脂無法降解處理，銅材回收代價(jià)高，同時(shí)還會造成環(huán)境污染；③環(huán)氧樹脂和導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)不盡相同，在冷熱溫度沖擊下，澆注層易開裂，局部放電量增加；④絕緣等級不高，大部分為B級或F級。隨著絕緣材料和制造的不斷發(fā)展，20世紀(jì)90年代中后期，新一代Nomex紙絕緣或玻璃纖維絕緣的真空浸漬式干式變壓器在我國開始生產(chǎn)，各項(xiàng)性能良好，是礦用移動變電站用干式變壓器的理想選擇：① 絕緣等級高，其介電常數(shù)為1．5～2．5，接近空氣介電常數(shù)，局部放電起始電壓較高；②超銘牌運(yùn)行能力強(qiáng)，按H級設(shè)計(jì)時(shí)有較高的過載能力，在110%額定功率的情況下，可連續(xù)運(yùn)行而不犧牲預(yù)期壽命；③防潮能力強(qiáng)，浸漬干式變壓器線圈是一體浸漬的，絕緣層連續(xù)，因而防潮性能好；④ 環(huán)保性能好，Nomex紙具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性能和良好的耐熱性，阻燃性好，起火時(shí)具有自熄能力，且不產(chǎn)生煙霧和有毒氣體，當(dāng)產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期壽命或損壞時(shí)，易于分解回收，不會造成環(huán)境污染；⑤體積小、重量輕，運(yùn)輸方便，適于煤礦井下生產(chǎn)的特殊環(huán)境。
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在我國，移動變電站高、低壓側(cè)開關(guān)大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，保護(hù)逐步完善，并向智能化方向發(fā)展。
代低壓側(cè)開關(guān)為簡單的空氣開關(guān)，只有過流、短路保護(hù)；第二關(guān)實(shí)現(xiàn)了真空化，保護(hù)逐步發(fā)展到具備漏電、漏電閉鎖、短路、過流、過電壓、欠電壓等保護(hù)；第三代低壓側(cè)只帶保護(hù)箱，而不帶開關(guān)，保護(hù)器采用PLC可編程智能化綜合保護(hù)。運(yùn)行模式采用了低壓側(cè)故障分?jǐn)喔邏簜?cè)電源的模式，低壓側(cè)故障信號線控制高壓側(cè)真空斷路器分?jǐn)喔邏簜?cè)電源，從而降低了分?jǐn)嚯娏�，克服低壓饋電開關(guān)頻繁分?jǐn)喙收�，同時(shí)可解決變壓器低壓繞組到饋電開關(guān)回路漏電不能分?jǐn)喙收系膮^(qū)。
高壓側(cè)開關(guān)代為FB型空氣式負(fù)荷開關(guān)，不帶保護(hù)；第二代為帶彈操機(jī)構(gòu)的負(fù)荷開關(guān)，保護(hù)方式為熔斷器，具有過流保護(hù)功能；第三代為帶獨(dú)立隔離的高壓真空開關(guān)，并且由單純的手動合閘發(fā)展到手動、電動雙重合閘，保護(hù)器采用PLC可編程控制器和液晶顯示器系統(tǒng)，具有過載、斷路、斷相、過壓、欠壓、超溫、急停、低壓側(cè)后備等保護(hù)功能。
國產(chǎn)移動變電站制造標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從無到有、不斷完善， 與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接軌的過程。1983年以前限于當(dāng)時(shí)、 條件。只能套用參考其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；1987年頒布了我 國套移動式變電站標(biāo)準(zhǔn)；1996年頒布了第二套移動式 變電站標(biāo)準(zhǔn)；為移動變電站的發(fā)展，新的標(biāo)準(zhǔn)正 在醞釀之中。1996年版標(biāo)準(zhǔn)與1987年版標(biāo)準(zhǔn)相比：① 高壓負(fù)荷開關(guān)切斷有功負(fù)荷次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高近7倍；② 電壓等級由單一的6kV等級增加為6kV和10kV兩種等級；③ 干式變壓器與負(fù)荷開關(guān)聯(lián)接的法蘭尺寸，負(fù)荷開關(guān)與電纜連接器聯(lián)接的法蘭尺寸標(biāo)準(zhǔn)均放大10ram。
移動變電站在我國誕生已經(jīng)近30年，在不斷發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)逐步完善的雙重推動下，礦用移動變電站的整體性能、生產(chǎn)工藝日臻完善，為煤礦井下供電更安全、可靠的保障，并向著高電壓、大容量、低損耗、體積小、重量輕、環(huán)保性能好的方向發(fā)展。
:呼和浩特防爆開關(guān)誠信各采樣點(diǎn)疲勞強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如表3所示：構(gòu)架的材料為低合金高強(qiáng)度鋼，取屈服極限為36Mpa，疲勞強(qiáng)度為24Mpa，采用HyperGraph軟件繪制得到的材料的Goodman圖及采樣點(diǎn)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅的結(jié)果如圖2所示：由圖2可知，各采樣點(diǎn)的應(yīng)力范圍均在Goodman疲勞極限范圍內(nèi)，表明該構(gòu)架滿足疲勞強(qiáng)度。束語用HyperMesh軟件建立了構(gòu)架的有限元模型，并按照UIC615-4標(biāo)準(zhǔn)對構(gòu)架加載主要運(yùn)營工況下的載荷，然后用RADIOSS軟件求解各工況下構(gòu)架的應(yīng)力，并計(jì)算了各關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力。
