關于地鐵供電系統中的變壓器保護及故障解決

曹陽

【摘 要】伴隨著地鐵交通的不斷完善，城市居民的出行越來越便利，獲得了良好的社會效益和經濟效益。就目前的狀況來看，地鐵的安全穩定運行備受關注，其中供電系統中變壓器需要全面保護，并及時解決其中存在的故障。據此，本文主要對地鐵供電系統中的變壓器保護及故障解決進行了詳細分析。

【關鍵詞】地鐵供電系統；變壓器保護；故障解決

一、地鐵供電系統中的變壓器常見故障

（一）繞組故障

地鐵供電系統中的繞組故障，是最常見的故障之一。大多數情況下繞組故障是因為內在及外在因素共同作用下引發的。在發生故障時，變壓器可能還可以勉強工作，但實際的情況是變壓器其內部已經被嚴重的損壞，抗短路的能力已經快速下降。而且繞組發生松散后，使得其內部場強的分布不均勻，特別容易發生局部的放電，從而讓導線發生損傷，導致繞組絕緣件發生碳化，最后發生繞組短路，產生嚴重后果。

（二）絕緣故障

變壓器質量好壞的重點取決于其內部的絕緣，變壓器內部的絕緣發生損傷與故障，會導致地鐵安全運行出現障礙。變壓器的內部長期遭受機械應力、電、熱與環境影響，促使絕緣老化，從而導致絕緣故障。另外，變壓器其內部墊塊松動、鐵心的絕緣不良、焊接不牢、線端松動等都會引發絕緣故障。

（三）引線故障

引線是變壓器的外部接線與內部繞組線中間的環節，在地鐵的供電系統中，引線所產生的作用是關鍵的銜接作用。其中，對引線接頭處理的質量是引起引線故障的重要原因。另外，引線開關接點的損壞、移位、螺栓的焊接不良與松動，都可能會引發短路、接觸不良或斷路，而導致線路產生干擾或局部放電，從而導致引線故障。

二、地鐵供電系統中常見故障的檢測方法

（一）電纜線路的接觸不良

其一，電纜頭故障，也就是常常所說的電暈，套管聯絡出現故障。其二，機械出現故障，也就是在種種客觀條件下導致的線路斷開，電纜傷害。電纜出現故障，開關觸發跳閘，這就要求我們將故障的路線切除，以故障電纜為進線，實現一路進線區域的供電。

（二）接觸網出現故障，導致跳閘

首先，直流饋線開關故障，直流饋線開關有自動閘合作用，一旦重合動作完成，就要對于其執行嚴格的檢查和處理。車站也要時刻關注列車的跳閘區間的實際情況。如果自動重合任務沒有完成，就要等到區域的客車降弓后，在操作開關上進行試驗，如果電力開始后，跳閘開關無法完成試驗開電的舉措，這時建議對于越區開關要合上，以相鄰開關的手段對于失去電力的區域進行試驗送電的操作。

（三）主變壓器或者進線部分運行不正常

其一，由于變壓器內部熱度超過界限，使得油氣分離，從而觸發瓦斯保護。其二，縱差范圍內出現電氣故障的時候，差動保護就會被觸發，由于變壓器的很多故障都會有熱量超限的情況，如果某一臺主變出現故障，電調就會采取相應的措施，即通過scada系統理清報警原因和開關情況，與此同時指揮工作人員開展各項檢查，及時最好報告，以便采取措施解決問題。

三、地鐵供電系統中的變壓器保護

（一）瓦斯保護

變壓器保護中的瓦斯保護，是指改變變壓器油箱內部氣體的流動速度和數量對變壓器進行保護，防止變壓器出現各種故障。首先，需要在戶內的0.4MVA以上變壓器，以及戶外0.8MVA以上的油浸式變壓器上安裝瓦斯保護裝置，以此解決變壓器油箱內部各種油面降低和短路故障等問題。瓦斯保護具有靈敏度高、動作迅速、接線安裝簡單等優點，還能夠直接反映變壓器油箱內部發生的各種故障。因此，瓦斯保護，與縱聯差動保護相互補充、相互配合，可以及時有效地解決變壓器的各種故障問題。

（二）過電流保護

變壓器保護中的過電流保護，主要作為縱聯差動、瓦斯保護的后備保護措施，一般安裝在反映外部相間短路引起的過電流問題。為了滿足靈敏度要求，可以安裝低壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、過電流保護、負序過電流保護以及阻抗保護，選用較大的反應相間短路電流，而造成的過電流保護作為變壓器的后備保護措施。

（三）過勵磁保護

在變壓器保護中安裝過勵磁保護，是為了解決變壓器中的過勵磁問題。由于勵磁涌流造成的沖擊電流存在的時間很短，因此其對變壓器傷害不大，此外，勵磁涌流有可能引起變壓器的縱聯差動保護動作。由此可見，最好不要多次連續合閘來對變壓器充電，否則繞組間的機械力作用會因為大電流的多次沖擊，逐漸造成固定物松動，引起故障。

（四）零序電流保護

變壓器保護中的零序電流保護，可以作為變壓器相鄰元件短路的后備保護和主保護的后備保護措施，主要是為了解決反應大接地電流系統外部接地短路的問題。一般來說，零序電流保護主要安裝在110kV以上的中性點直接接地系統中的電力變壓器。如果大接地電流系統發生接地短路的故障，這時供電系統中變壓器中性點接地的位置和臺數直接影響到零序電流的大小和分布。

（五）電流速斷保護與縱聯差動保護

我們通過對變壓器安裝電流速斷保護或者縱聯差動保護，來解決變壓器中性點直接接地電網側繞組和引線接地短路、引出線和繞組造成的相間短路以及繞組匝間短路等故障。一般來說，電流速斷保護應安裝在過流時限大于0.5s的10MVA以下變壓器；縱聯差動保護應安裝在10MVA及以上單獨運行的變壓器和6.3MVA以上并列運行的變壓器?？v聯差動保護包括在暫態情況下、穩態情況下、帶制動特性的差動保護?？v聯差動保護反應被保護變壓器流出電流和隔斷流入的相量差。

四、地鐵供電系統中變壓器故障的解決措施

（一）定期清理配電變壓器上的污垢

在進行監測時，一旦發現變壓器上有污垢，應及時采取有效的防污措施。詳細檢查變壓器的外部，確保套管接地良好，沒有脫焊、斷線、斷裂現象，沒有閃絡放電現象，且應定期遙測接地電阻，及時安裝套管防污帽。

（二）保持完好的避雷器裝置

要對避雷器裝置進行定期預防性試驗，可以減少由于雷擊諧振而引起的過電壓損壞變壓器的可能性，從而及時更換不符合標準的避雷器裝置。由于變壓器的上層有較多電感設備，所以，要控制油溫和控制100kVA以上容量，一般變壓器的上層油溫在85℃以下，最高不得超過95℃。上層油溫在不超過允許值，日負荷系數小于1的情況下，可以按正常過負荷的規定運行，但是變壓器必須不能長時間過負荷運行，避免發生故障。

（三）詳細檢查螺桿的轉動情況

在拆裝變壓器時，應嚴格檢查和處理發現的螺桿轉動情況，應在確認螺桿沒有轉動之后，變壓器才能投入正常運行。另外，工作人員還應科學合理選擇二次側導線的接線方式。為了有效減少變壓器的氧化發熱，增大導電能力和接觸面積，工作人員還應在接觸面上涂抹導電膏。

（四）平衡三相電壓

定期檢查三相電壓的平衡性，如果發現失衡，及時采取調整措施。與此同時，還需要實時檢查呼吸器內的干燥劑顏色，是否發生變化，如果已經失效，應及時更換。并且，詳細檢查變壓器的溫度、油色、油位，以及變壓器油箱的滲漏情況。

（五）保持變壓器三相負載平衡運行

就三相負載不平衡運行的變壓器，應視為最大電流負荷，在三相間重新分配變壓器負荷。

五、結語

總之，地鐵供電系統是地鐵工程的重要組成部分，其主要是提供地鐵列車和輔助設備的電能。地鐵供電系統的安全性對運營人員、乘客、設備、行車等的安全都有著直接性的影響。所以，必須加強對地鐵供電系統中變壓器保護的重視。不僅要實時監測變壓器故障，加強變壓器保護，并采取有效的故障解決措施，還要提高相關工作人員的技術能力，以此全面保障地鐵供電系統的正常安全運行。

參考文獻

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[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