矿用隔爆干式变压器技术参数及应用.docxVIP

矿用隔爆干式变压器技术参数及应用

在煤矿等地下矿山的生产系统中，电力供应的安全性与可靠性直接关系到整个矿井的安全生产和高效运营。矿用隔爆干式变压器作为井下关键的电气设备，承担着将地面或井下中央变电所的高压电能转换为适宜采掘工作面、运输系统、通风排水等设备使用的低压电能的重要任务。其“隔爆”特性确保了在存在瓦斯、煤尘等爆炸性混合物的危险环境中不会引发爆炸事故，而“干式”设计则使其适应井下潮湿、多尘、空间受限的复杂工况。本文将深入探讨矿用隔爆干式变压器的核心技术参数及其在矿山行业的具体应用。

一、核心技术参数解析

矿用隔爆干式变压器的技术参数是衡量其性能、确保其安全稳定运行的关键指标，这些参数的设定与矿井的供电需求、环境条件及安全标准紧密相关。

1.额定容量(kVA)

额定容量是指变压器在规定的环境条件和运行方式下，能够长期连续输出的视在功率，单位为千伏安(kVA)。它是选择变压器的首要依据，需根据井下用电设备的总功率、负荷性质（如感性负载、容性负载）及同时率进行综合计算确定。容量选择过大，会造成设备闲置和电能浪费；容量过小，则可能导致变压器过载运行，加剧绝缘老化，甚至引发故障。

2.额定电压(kV)

包括一次侧（高压侧）额定电压和二次侧（低压侧）额定电压。一次侧电压通常与矿井上级变电所的出线电压相匹配，常见的有6kV或10kV等。二次侧电压则需满足井下不同设备的电压等级要求，例如为掘进工作面的综掘机、采煤工作面的刮板输送机等提供诸如1140V、660V甚至更低的电压。电压的稳定性直接影响用电设备的正常工作和寿命。

3.额定电流(A)

根据额定容量和额定电压计算得出，即额定电流=额定容量/(√3×额定电压)。它表征了变压器绕组允许通过的最大工作电流。在设计和使用中，需确保实际运行电流不超过额定电流，以防止绕组过热。

4.阻抗电压(%)

又称短路电压，是指变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值时，一次侧电压与额定电压的百分比。阻抗电压反映了变压器在短路故障时的限流能力和电压调整率。其数值大小对系统的短路电流水平、电压稳定性及变压器本身的动热稳定性能均有重要影响。

5.空载损耗(kW)与负载损耗(kW)

空载损耗是指变压器在额定电压下，二次侧开路时的有功功率损耗，主要由铁芯的磁滞损耗和涡流损耗构成，与铁芯材质、制造工艺密切相关。负载损耗则是指变压器在额定负载下运行时，绕组电阻产生的有功功率损耗，与绕组材质、截面积及流过的电流大小有关。这两项损耗是衡量变压器能效水平的重要指标，直接关系到运行成本和能源利用效率，损耗越低，变压器越节能。

6.温升限值(K)

干式变压器的温升是指绕组和铁芯的温度与周围环境温度的差值。由于没有油作为绝缘和冷却介质，干式变压器的温升控制尤为重要。标准中对不同绝缘等级（如F级、H级）的干式变压器绕组和铁芯的最高允许温升有明确规定。温升过高会加速绝缘材料的老化，显著缩短变压器的使用寿命，甚至导致绝缘击穿。

7.绝缘等级

指变压器绕组所用绝缘材料的耐热等级，如B级、F级、H级等。不同等级对应不同的最高允许工作温度。矿用隔爆干式变压器通常采用较高的绝缘等级（如H级），以适应井下可能出现的较高环境温度和较差散热条件，确保其在长期运行中的绝缘可靠性。

8.冷却方式

干式变压器的冷却方式主要有自然风冷(AN)和强迫风冷(AF)。自然风冷依靠空气的自然对流和辐射进行散热，适用于容量相对较小或对温升控制要求不苛刻的场合。强迫风冷则通过风扇强制空气流动，增强散热效果，可使变压器在较高环境温度下或短时过负荷时仍能安全运行。矿用产品通常优先考虑结构简单、维护量小的冷却方式。

9.隔爆性能

这是“矿用隔爆”变压器的核心特性，由隔爆外壳来保证。隔爆外壳需满足相关国家标准（如GB3836.2）的要求，能够承受内部爆炸性气体混合物爆炸产生的压力，并阻止爆炸火焰和高温气体向外壳外部传播，从而防止点燃外壳周围的爆炸性环境。隔爆接合面的间隙、长度和表面粗糙度等参数是确保隔爆性能的关键。

10.防护等级(IP代码)

表示变压器外壳对固体异物侵入和水侵入的防护能力。井下环境多尘、潮湿，有时还可能有滴水或淋水，因此矿用隔爆干式变压器通常具有较高的防护等级，以防止粉尘、水分进入设备内部，影响其绝缘和运行性能。

11.短路阻抗与短路承受能力

短路阻抗除了影响电压调整率外，还与变压器承受短路电流的能力有关。短路承受能力是指变压器在发生短路故障时，能够承受短路电流的热效应和电动力效应而不损坏的能力，这对于保障系统故障时的设备安全至关重要。

二、应用场景与优势

矿用隔爆干式变压器主要应用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸性危险的场所，为各类采掘机械、运输设备、照明、通讯及控制系统提供安全可靠的电力。

1.适