地鐵供電系統中變壓器保護及故障處理

邱鵬飛

摘要：在新時期，隨著城市化進程的不斷加快，各個地區加強了城市的交通道路建設工作，在眾多的城市交通工具中地鐵由于其速度快、環境好受到了人們的熱烈歡迎。由于地鐵運行的主要能源是電力，所以需要保護好地鐵的電力設備，變電器是主要的電力設備，但是在實際的運行中時常出現一些故障，對此需要加強故障處理，做好變電器的保護工作，從而保障地鐵供電系統的安全平穩運行。鑒于此，本文主要對地鐵供電系統中變壓器保護及故障處理，以期為相關人士提供借鑒與參考。

關鍵詞：地鐵供電系統;變壓器保護;故障處理;相關措施

一、前言

城市軌道交通的快速發展，給城市地鐵帶來了比較好的發展契機，而地鐵承擔著城市大量運營壓力，是城市重要基礎性運輸工程。一直以來，地鐵供電系統變壓器保護和故障處理是人們關注的重點，地鐵運營單位的管理人員和工作人員需要采取一些切實可行的措施對變壓器進行保護，做好故障的處理，從而就能加強對地鐵供電系統的保護，保障交通事業蓬勃向前發展。

二、地鐵供電系統

在實際的運行過程中，地鐵供電方式有三種：混合供電、分散供電、集中供電，三種供電方式雖然各不相同，且都會對地鐵有一定的影響，但是基本都能夠保證地鐵的平穩運行。分散供電是指地鐵軌道建設中，通過整個沿線所修建的牽引變電所、降壓變電對地鐵進行供電;集中供電是根據地鐵的用電情況、線路之間的差異通過地鐵專用變電所進行供電;混合供電是分散供電和集中供電兩種方式的結合，此操作方式可以保障整個地鐵的用電環境，為系統的平穩運行提供有效保護。

三、地鐵供電系統中變壓器常見故障類型

1、繞組故障

地鐵供電系統中變壓器在運行中繞組故障是比較常見的一種故障類型，繞組故障的出現一般不會是單方面原因引起的，主要是由于外部線路接觸不良、線路出現松動等問題，變壓器內部絕緣體出現老化、局部繞組導線出現連接不良引起的，這些問題就造成變壓器繞組出現短路故障，嚴重點會使得繞組報廢。此外，雖然在繞組出現故障后供電系統變壓器可能還會繼續運行，但實際上內部結構已經出現嚴重損傷，繼續運行會使變壓器的損傷加劇，絕緣體失去效用，繞組出現短路，進而引起更為嚴重的后果。

2、引線故障

地鐵供電系統中變壓器引線故障是經常見到的故障，引線是變壓器內部繞組連接外部線路的主要元件，是供電系統變壓器中關鍵設施之一。一般情況下，引線故障發生在引線的接頭處，引線的接觸出現虛接、接觸點分離等現象，這些會導致引線出現故障。引起引線故障的原因種類比較多，但整體上看都是由于引線線路的銜接不良而引起的。

3、瓦斯故障

一般情況變壓器不會突然出現故障而停止工作，變壓器的內部出現的大問題都是一個小的問題出現沒有及時發現或引起重視，致使問題越來越大。就瓦斯而言，輕瓦斯發出報警信號后，重瓦斯就會出現跳閘的現象，也有可能是兩個一起出現狀況，在進行維修的時候要對變壓器的溫度情況和電流強弱、電壓大小進行關注。

4、絕緣故障

絕緣故障是變壓器故障中比較常見的問題，變壓器絕緣故障會引起一系列故障反應，如絕緣故障短路，絕緣故障會對變壓器的質量造成影響，導致地鐵供電系統出現大范圍故障。在供電系統中引起變壓器的絕緣故障的原因有許多，包括變壓器內部溫度過高，在熱量的作用下絕緣體受到老化影響，變壓器內部線路出現松動，線路焊接點出現開裂，變壓器內部灰塵過多等問題，都會造成絕緣故障。

四、地鐵供電系統中變壓器保護措施

1、變壓器保護中的瓦斯保護

瓦斯保護是地鐵供電系統變壓器保護常用的保護方式，這種保護方式對于變壓器保護效果較好，同時具備很高的靈敏度、較強經濟性較強，且施工工藝比較簡單。在地鐵供電系統中經常使用的變壓器是油浸變壓器，油浸式變壓器在運行過程中會出現一些故障，如絕緣體由于使用時間過長出現老化現象，其可能會導致變壓器內部出現高熱現象，大量的熱量聚集在變壓器內部無法排出，變壓器油箱箱體無法承受巨大壓力，導致油箱箱體出現爆裂。加強瓦斯保護能夠有效避免這種問題出現，一旦變壓器內部的壓力和氣體出現異常變量，系統就會進行自我保護，對于變壓器油箱液面降低和短路等故障問題有比較好的預防效果。

2、變壓器保護中的電流速斷與縱聯差動保護

電流速斷與縱聯差動保護能夠有效防止變壓器出現短路故障，在運行中變壓器一旦出現短路故障，就會導致整個運行系統出現失穩，情況嚴重還會使局部區域地鐵供電系統出現崩潰性故障，而采用電流速斷與縱聯差動保護技術，能夠對變壓器起到比較好的保護措施。電流速斷保護，也被成為電流I段，其具有穩定性高、技術簡單、反應迅速等優點，但是無法作用于整個地鐵供電線路，一旦超過最大保護范圍則無法進行保護，如果達到最小保護范圍，則會由于沒有保護目標而失效。縱聯差動保護裝置中存在感應繼電器裝置，一旦系統檢測到出現短路故障，感應繼電器則會出現電流指示，此時感應繼電器就會做出保護動作，使變壓器設備出現跳閘保護。

3、變壓器保護中的過勵磁保護

在變壓器運行過程中，如果出現過勵磁現象，就會導致供電系統出現故障，給變壓器造成比較大的損傷。過勵磁現象出現的原因有許多，如變壓器的調壓分接頭連接不正確，過勵磁出現問題并不一定會在外部有比較明顯的損壞，但是一旦變壓器出現多次過勵磁現象，就會使變壓器的絕緣體出現老化現象，導致變壓器設備無法正常使用，甚至出現報廢等情況。因此應當對變壓器進行過勵磁保護。

4、加強變壓器溫度保護

眾所周知，供電系統在使用過程中會釋放一定的熱量，一旦溫度升高就會影響變壓器的部分使用性能，還會對變壓器造成損害。所以技術人員應加強對變壓器的溫度保護，讓變壓器的溫度保持在正常水平內。對于一些容易發熱的變壓器工作人員可以安裝相應的散熱裝置，保證變壓器的安全運行，還應該完善變壓器的溫度檢測裝置，幫助工作人員發現溫度異常，及時采取措施。

5、做好日常的保養工作

地鐵建設中供電系統發揮著非常重要的作用，所以應該把保養和維護作為一項日常工作，設立專人定期進行專項檢查，不能等到出現故障才來維修，那樣將會影響地鐵的平穩運行，人們的出行安全。對于易損的零部件要提前準備好，定期更換，使用比較頻繁的線路要設置備用線路，以備主線修復使用。此外，應該建立一個完整的監控系統，讓地鐵的運行情況得到有效的監控，也方便故障部位的修復，還可以通過監測得到的動態數據總結經驗，對容易發生故障的部位進行維護保養。

五、加強地鐵供電系統中變壓器常見故障的解決措施

1、地鐵供電系統變壓器中的繞組故障解決措施分析

繞組故障是地鐵供電系統中比較常見的變電器故障，所以運維管理人員應當加強管理，做好日常的運檢工作，在變電器出現繞組故障時，工作人員應當尋找準確的故障點。如果由于接觸不良，應當對螺絲、線路等進行檢查并進行緊固，如果由于繞組部分出現硬性損壞故障，如變形等情況，需要對繞組結構進行故障維修，必要時可以更換繞組結構。此外，如果由于絕緣體出現老化，則需要更換絕緣體，作為維護工作人員對變電器中的水分進行干燥處理。

2、地鐵供電系統變壓器中的引線故障解決措施分析

地鐵供電系統的運維管理人員遇到引線故障時，應當對引線部分進行檢查。首先檢查引線整體連接是否出現松動或斷開，如果出現位置不正確的情況要進行復位處理。如果引線松動點在螺栓部位，應當對螺栓進行緊固;如果引線松動點在焊接部位，焊接部位出現開裂問題，則需要對焊接區域進行處理，清除掉焊接面存在的油污、灰塵等雜質，從而確保焊接質量。此外，在進行完引線緊固之后，需要進行二次檢查。與繞組故障有相似之處是工作人員也需要對變壓器進行水分處理，確保變壓器在干燥的環境下使用，防止引線受潮。

3、地鐵供電系統變壓器中的瓦斯故障解決措施分析

瓦斯故障修理和預防是地鐵供電系統變壓器故障處理中比較重要的一部分。工作人員在對瓦斯故障進行處理時，應當對變壓器油箱的溫度、油面等進行檢查，確瓦斯故障的基本來源。如果是由于空氣出現導致瓦斯故障出現，則需要進行排氣處理;如果經過檢查確認并非氣體導致的故障問題，則需要對繼電器進行排查。必要時需要進行色譜檢驗，從而避免出現氣體燃燒。原則上如果未對瓦斯故障全面排除，地鐵供電系統中的變壓器是不能夠進行運行的，這樣既是為了確保供電系統和整體設備的安全，同時也是為了防止出現不必要的設備損毀。

4、地鐵供電系統變壓器中的絕緣故障解決措施分析

對于絕緣故障，地鐵供電系統的運維管理人員需要先確定好故障點和故障原因。不同絕緣故障所采取的解決措施存在差異性，如果是由于外部原因導致的變壓器內部水分含量增大，則需要對變壓器的絕緣體進行除濕處理;如果是由于油路出現堵塞，則維修工作人員應當對油路進行異物處理。大部分的絕緣故障是日積月累形成的，因此為了解決好地鐵供電系統變壓器的絕緣故障，工作人員應當加強日常管理，尤其對于變壓器油裂化要及時發現并處理，從而避免變壓器絕緣故障的出現。

六、結束語

綜上所述，城市地鐵的順利運營與地鐵供電系統存在密不可分的關系，地鐵供電系統是保障地鐵安全運行的重要環節，因此為了提升城市地鐵的安全性，應當加強對系統中變壓器的保護，及時發現地鐵供電系統變壓器中存在的繞組故障、引線故障、瓦斯故障、絕緣故障等故障問題，并采取積極有效的措施，加強對地鐵供電系統變壓器中的繞組故障、引線故障、瓦斯故障以及絕緣故障等故障問題的處理效果，提高地鐵供電系統中的變壓器保護力度，從而全面提升地鐵供電系統的穩定性和安全性。

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（作者單位：中鐵十二局集團電氣化工程有限公司）