地鐵供電系統中的變壓器保護及故障處置技術分析

章達　萬青

摘 要 本文首先分析了地鐵供電系統，然后對地鐵供電系統中變壓器的常見故障類型做了大致的闡述，接著對地鐵供電系統中變壓器的保護進行了詳細的說明，最后針對地鐵供電系統中變壓器故障的解決措施做了總結，旨在維護地鐵運行供電系統的安全可靠，保障地鐵的運行安全。

關鍵詞 地鐵；供電系統；變壓器；故障處理

中圖分類號 U2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0184-02

1 地鐵供電系統概述

電能是地鐵運行的主要動力來源，經濟合理、有可靠的供電系統、能夠靈活安全的運行、操作起來簡單方便是地鐵供電系統的原則，但是，地鐵的供電系統在接線的方式上還有發(fā)展的空間，地鐵的供電系統可以推動地鐵中的排水、防災警報、空調、自動扶梯、照明、通信、通風、信號等輔助設備的操作運行，在地鐵供電系統中，變壓器是各級電壓變換的裝置，對整個地鐵電力系統的運行起著獨一無二的作用，所以要加強對變壓器的維護及故障處理。

2 地鐵供電系統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部故障的3種常見情況，油箱內部故障對于變壓器來講危害使極大的，油箱內部故障導致的高溫電弧就會燒毀鐵芯和繞組，同時，也會導致變壓器油絕緣受熱產生分解，就會產生大量的氣體，最終可能引發(fā)變壓器油箱爆炸，導致的后果就不能預計，所以，必須加強對變壓器的維護工作的開展。

3 地鐵供電系統中變壓器的保護

3.1 電流速斷與縱聯差動保護

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，要加強保護變壓器，主要是對變壓器的電流速斷與縱聯差動的保護。進行電流速斷與縱聯差動的保護時，主要是針對3種情況，分別是穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和帶制動特性。加強對電流速斷與縱聯差動的保護，避免出現短路問題，以免整個供電系統處于崩潰狀態(tài)。

3.2 過電流保護

變壓器保護中的過電流主要是一種后備保護措施，是作為縱聯差動以及瓦斯保護的后備措施，外部中有相間短路導致的過電流問題就是它主要解決的問題，必須在系統中安裝低壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流以及負序過電流等保護裝置來滿足地鐵運行的靈敏度的要求，以保障變電器正常工作。

3.3 零序電流保護

零序電流保護也屬于一種后備保護措施，主要是針對變壓器相鄰元件短路的后備保護措施，進行零序電流保護主要是針對反應大接地電流系統外部接地短路問題進行解決，通常情況下，零序電流的安裝主要是在110kV以上的中性點直接接地系統的變壓器中，在大接地電流系統外部接地短路出現故障時，零序電流的大小和分布情況就會受到供電系統中變壓器的中性點接地位置和臺數所影響。

3.4 瓦斯保護

控制以及改變油箱中氣體的流動速度和數量，從而起到保護變壓器的作用，這就是瓦斯保護。目前瓦斯保護因為在實際運用中具有安裝操作簡單方便、靈敏度高的特征被廣泛運用到變壓器的保護中，同時獲得了相關部門的一致好評。瓦斯保護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，油箱內部油面降低、短路等問題能夠得到有效解決。但是，在實際的操作中必須融合使用縱聯差動保護以解決運行中的瓦斯保護裝置不能直接反映油箱外部故障的問題。

3.5 過勵磁保護

變壓器中的過勵磁問題主要就是依靠對地鐵供電系統變壓器進行過勵磁保護來實現，勵磁涌流對變壓器造成的損害比較小，這是因為勵磁涌流對電流導致的沖擊持續(xù)的時間比較短，但另一方面，可能會導致變壓器中的縱聯差動保護裝置發(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致的固定物松動的問題。

3.6 變壓器溫度保護

檢查試驗變壓器的溫度時，要維護好二次回路良好的絕緣性，避免接地現象的出現，另外，要根據戶外防護等級的標準來選擇變壓器的溫度設備接線盒。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，進行溫控器的安裝工作時，導線插頭的連接要緊固，同時溫控電源要保證可靠。

4 地鐵供電系統變壓器故障的解決措施

4.1 避雷裝置故障解決措施

首先要按時對避雷裝置進行預防性試驗，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象的概率，要及時更換不符合標準的避裝置。同時，要合理控制變壓器的油溫和100kVA容量，這主要是因為變壓器的上層位置中國有較多的電感設備，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范圍，要適當讓變壓器適度休息，長時間的超負荷運行也會導致變壓器故障。

4.2 螺桿轉動的維護措施

在進行變壓器的拆裝工作的同時，要檢查螺桿的轉動狀況，以防轉動問題的發(fā)生，另外，要選擇合理的二次側導線的接線方式。地鐵變壓器工作人員要在變壓器的接觸面上涂上一層導電膏，避免變壓器被氧化，同時也可以增加相關零件的導熱能力。

4.3 保持三相電壓與負載平衡

三相電壓失衡會導致變壓器無法正常工作，所以要定期對三相電壓的平衡狀況進行檢查，及時調整解決失衡問題。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給出應對措施，將出現故障的機率降到最低。如果發(fā)現呼吸器內的干燥劑的顏色發(fā)生變化時，要及時更換干燥劑。對于三相電壓負載不平衡的狀況，要及時調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，鐵芯絕緣的電阻會大于或大于零，這時只需將變壓器鐵心暴露在空氣中，使其干燥，達到合格的高低壓絕緣狀態(tài)，即可投入使用，在經過幾天使用后，絕緣電阻會因為鐵心自身發(fā)熱的緣故恢復到出廠值，問題就能得到解決。另一種情況是在安裝的過程導致的鐵心的部分破損或者鐵心變形，這時的鐵心絕緣電阻等于零，如果鐵心破損或者變形，就有可能導致鐵心和其他部件接觸產生接地故障，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，導致鐵心有擦火或者有啪啪的放點的聲音出現，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

變壓器中如果進入水，就會導致變壓器因為水和泥沙進入變壓器而立馬斷電，不能正常工作。在風機進入水后需要依靠風機制造商的幫助來完成對風機的清理，另外，鐵心的片子之間也會進水，同時泥沙也會進入到鐵心柱上的定位孔中，如果是出現這種情況，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，就只能返廠進行維修處理。

4.6 變壓器的日常維護

除了變壓器的故障出現以后的解決措施以外，對變壓器的日常維護的監(jiān)測工作也比較重要，要將故障防范于未然，定期對變壓器進行檢測和維護，一旦發(fā)現問題或者不合規(guī)格的地方立即給出應對措施。

5 結論

綜上所述，地鐵是現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，要維護好地鐵供電系統的運用，全面分析和把握地鐵變壓器存在的常見故障并及時給出應對措施，通過日常的維護的故障解決，保障地鐵運行的安全可靠，為地鐵的正常運行提供安全可靠的運行環(huán)境。

參考文獻

[1]顧亞東.地鐵供電系統中的變壓器保護及故障應對分析[J].城市建設理論研究，2014（10）.

[2]楊冬林.談地鐵供電系統中的變壓器保護及故障解決[J].建筑工程技術與設計，2016（8）.endprint