地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)及故障處置技術(shù)分析

章達(dá)　萬青

摘 要 本文首先分析了地鐵供電系統(tǒng)，然后對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器的常見故障類型做了大致的闡述，接著對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器的保護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，最后針對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器故障的解決措施做了總結(jié)，旨在維護(hù)地鐵運(yùn)行供電系統(tǒng)的安全可靠，保障地鐵的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞 地鐵；供電系統(tǒng)；變壓器；故障處理

中圖分類號(hào) U2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）15-0184-02

1 地鐵供電系統(tǒng)概述

電能是地鐵運(yùn)行的主要?jiǎng)恿碓矗?jīng)濟(jì)合理、有可靠的供電系統(tǒng)、能夠靈活安全的運(yùn)行、操作起來簡(jiǎn)單方便是地鐵供電系統(tǒng)的原則，但是，地鐵的供電系統(tǒng)在接線的方式上還有發(fā)展的空間，地鐵的供電系統(tǒng)可以推動(dòng)地鐵中的排水、防災(zāi)警報(bào)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、照明、通信、通風(fēng)、信號(hào)等輔助設(shè)備的操作運(yùn)行，在地鐵供電系統(tǒng)中，變壓器是各級(jí)電壓變換的裝置，對(duì)整個(gè)地鐵電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著獨(dú)一無二的作用，所以要加強(qiáng)對(duì)變壓器的維護(hù)及故障處理。

2 地鐵供電系統(tǒng)中變壓器常見的故障

2.1 變壓器油箱外部故障

油箱外部接地故障、引線和套管處產(chǎn)生各種相間短路是油箱外部故障的常見幾種故障類型。

2.2 變壓器油箱內(nèi)部故障

單相接地短路、繞組的匝間短路以及相間短路是油箱內(nèi)部故障的3種常見情況，油箱內(nèi)部故障對(duì)于變壓器來講危害使極大的，油箱內(nèi)部故障導(dǎo)致的高溫電弧就會(huì)燒毀鐵芯和繞組，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致變壓器油絕緣受熱產(chǎn)生分解，就會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，最終可能引發(fā)變壓器油箱爆炸，導(dǎo)致的后果就不能預(yù)計(jì)，所以，必須加強(qiáng)對(duì)變壓器的維護(hù)工作的開展。

3 地鐵供電系統(tǒng)中變壓器的保護(hù)

3.1 電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

為了有效防止引線接地短路、繞組匝間短路和相間短路等故障的發(fā)生，要加強(qiáng)保護(hù)變壓器，主要是對(duì)變壓器的電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)的保護(hù)。進(jìn)行電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)的保護(hù)時(shí)，主要是針對(duì)3種情況，分別是穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和帶制動(dòng)特性。加強(qiáng)對(duì)電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)的保護(hù)，避免出現(xiàn)短路問題，以免整個(gè)供電系統(tǒng)處于崩潰狀態(tài)。

3.2 過電流保護(hù)

變壓器保護(hù)中的過電流主要是一種后備保護(hù)措施，是作為縱聯(lián)差動(dòng)以及瓦斯保護(hù)的后備措施，外部中有相間短路導(dǎo)致的過電流問題就是它主要解決的問題，必須在系統(tǒng)中安裝低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流以及負(fù)序過電流等保護(hù)裝置來滿足地鐵運(yùn)行的靈敏度的要求，以保障變電器正常工作。

3.3 零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)也屬于一種后備保護(hù)措施，主要是針對(duì)變壓器相鄰元件短路的后備保護(hù)措施，進(jìn)行零序電流保護(hù)主要是針對(duì)反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路問題進(jìn)行解決，通常情況下，零序電流的安裝主要是在110kV以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的變壓器中，在大接地電流系統(tǒng)外部接地短路出現(xiàn)故障時(shí)，零序電流的大小和分布情況就會(huì)受到供電系統(tǒng)中變壓器的中性點(diǎn)接地位置和臺(tái)數(shù)所影響。

3.4 瓦斯保護(hù)

控制以及改變油箱中氣體的流動(dòng)速度和數(shù)量，從而起到保護(hù)變壓器的作用，這就是瓦斯保護(hù)。目前瓦斯保護(hù)因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)用中具有安裝操作簡(jiǎn)單方便、靈敏度高的特征被廣泛運(yùn)用到變壓器的保護(hù)中，同時(shí)獲得了相關(guān)部門的一致好評(píng)。瓦斯保護(hù)裝置一般被安裝在室外0.8MVA及以上或者0.4MVA以上的變壓器中，并且這種變壓器是油浸式變壓器，通過這種方式，油箱內(nèi)部油面降低、短路等問題能夠得到有效解決。但是，在實(shí)際的操作中必須融合使用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)以解決運(yùn)行中的瓦斯保護(hù)裝置不能直接反映油箱外部故障的問題。

3.5 過勵(lì)磁保護(hù)

變壓器中的過勵(lì)磁問題主要就是依靠對(duì)地鐵供電系統(tǒng)變壓器進(jìn)行過勵(lì)磁保護(hù)來實(shí)現(xiàn)，勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器造成的損害比較小，這是因?yàn)閯?lì)磁涌流對(duì)電流導(dǎo)致的沖擊持續(xù)的時(shí)間比較短，但另一方面，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器中的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)生作用。所以，要連續(xù)多次合閘為變壓器充電，防止在大電流的沖擊下導(dǎo)致的固定物松動(dòng)的問題。

3.6 變壓器溫度保護(hù)

檢查試驗(yàn)變壓器的溫度時(shí)，要維護(hù)好二次回路良好的絕緣性，避免接地現(xiàn)象的出現(xiàn)，另外，要根據(jù)戶外防護(hù)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)來選擇變壓器的溫度設(shè)備接線盒。除此之外，要保證溫度探頭和溫度采集線的完整性不被破壞，進(jìn)行溫控器的安裝工作時(shí)，導(dǎo)線插頭的連接要緊固，同時(shí)溫控電源要保證可靠。

4 地鐵供電系統(tǒng)變壓器故障的解決措施

4.1 避雷裝置故障解決措施

首先要按時(shí)對(duì)避雷裝置進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，保證避雷裝置的完好無缺，降低由雷擊諧振所致的變壓器故障現(xiàn)象的概率，要及時(shí)更換不符合標(biāo)準(zhǔn)的避裝置。同時(shí)，要合理控制變壓器的油溫和100kVA容量，這主要是因?yàn)樽儔浩鞯纳蠈游恢弥袊?guó)有較多的電感設(shè)備，變壓器的上層中油溫最好在85℃～95℃之間，最好不要低于或者超出這個(gè)范圍，要適當(dāng)讓變壓器適度休息，長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行也會(huì)導(dǎo)致變壓器故障。

4.2 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的維護(hù)措施

在進(jìn)行變壓器的拆裝工作的同時(shí)，要檢查螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況，以防轉(zhuǎn)動(dòng)問題的發(fā)生，另外，要選擇合理的二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式。地鐵變壓器工作人員要在變壓器的接觸面上涂上一層導(dǎo)電膏，避免變壓器被氧化，同時(shí)也可以增加相關(guān)零件的導(dǎo)熱能力。

4.3 保持三相電壓與負(fù)載平衡

三相電壓失衡會(huì)導(dǎo)致變壓器無法正常工作，所以要定期對(duì)三相電壓的平衡狀況進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整解決失衡問題。另外，也要檢查變壓器的溫度、油位以及油的滲漏等狀況，以便發(fā)揮職能問題能夠及時(shí)給出應(yīng)對(duì)措施，將出現(xiàn)故障的機(jī)率降到最低。如果發(fā)現(xiàn)呼吸器內(nèi)的干燥劑的顏色發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)更換干燥劑。對(duì)于三相電壓負(fù)載不平衡的狀況，要及時(shí)調(diào)整和分配三相間的電流狀況。

4.4 變壓器鐵心絕緣電阻不合格的解決辦法

變壓器鐵心絕緣電阻不合格的狀況有多種，如果是受潮的狀況下，鐵芯絕緣的電阻會(huì)大于或大于零，這時(shí)只需將變壓器鐵心暴露在空氣中，使其干燥，達(dá)到合格的高低壓絕緣狀態(tài)，即可投入使用，在經(jīng)過幾天使用后，絕緣電阻會(huì)因?yàn)殍F心自身發(fā)熱的緣故恢復(fù)到出廠值，問題就能得到解決。另一種情況是在安裝的過程導(dǎo)致的鐵心的部分破損或者鐵心變形，這時(shí)的鐵心絕緣電阻等于零，如果鐵心破損或者變形，就有可能導(dǎo)致鐵心和其他部件接觸產(chǎn)生接地故障，所以專業(yè)的工作人員需要加絕緣墊或者回復(fù)鐵心的形狀。最后一種情況是鐵心在安裝的過程中有其他金屬屑、塵土等雜質(zhì)，導(dǎo)致鐵心有擦火或者有啪啪的放點(diǎn)的聲音出現(xiàn)，這種情況就只需要利用干燥的壓縮空氣吹一下即可。

4.5 變壓器浸水處理

變壓器中如果進(jìn)入水，就會(huì)導(dǎo)致變壓器因?yàn)樗湍嗌尺M(jìn)入變壓器而立馬斷電，不能正常工作。在風(fēng)機(jī)進(jìn)入水后需要依靠風(fēng)機(jī)制造商的幫助來完成對(duì)風(fēng)機(jī)的清理，另外，鐵心的片子之間也會(huì)進(jìn)水，同時(shí)泥沙也會(huì)進(jìn)入到鐵心柱上的定位孔中，如果是出現(xiàn)這種情況，在條件有限的情況下，可以用燈泡來烘干，如果還是不能處理，就只能返廠進(jìn)行維修處理。

4.6 變壓器的日常維護(hù)

除了變壓器的故障出現(xiàn)以后的解決措施以外，對(duì)變壓器的日常維護(hù)的監(jiān)測(cè)工作也比較重要，要將故障防范于未然，定期對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題或者不合規(guī)格的地方立即給出應(yīng)對(duì)措施。

5 結(jié)論

綜上所述，地鐵是現(xiàn)在人們出行的重要交通工具，為了保障人們出行的便利與安全，因此，要維護(hù)好地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)用，全面分析和把握地鐵變壓器存在的常見故障并及時(shí)給出應(yīng)對(duì)措施，通過日常的維護(hù)的故障解決，保障地鐵運(yùn)行的安全可靠，為地鐵的正常運(yùn)行提供安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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