淺談地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)及故障解決

許斌

摘 要：城市規(guī)模的擴(kuò)大與現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，使得人們對(duì)于地鐵交通的要求也在不斷地增大，對(duì)其安全性也提出了更高的要求。地鐵依靠速度較快、運(yùn)量大的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，使其在現(xiàn)代社會(huì)中擁有了無(wú)法替代的重要作用。而供電系統(tǒng)作為地鐵中的重要組成系統(tǒng)，其可以為地鐵列車及其它的輔助設(shè)施提供有效的電能，供電系統(tǒng)是否可以正常的運(yùn)行又是電力變壓器所決定的，電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，擔(dān)負(fù)著電能的分配、電壓的變換與電能的傳輸?shù)蓉?zé)任。鑒于地鐵供電系統(tǒng)所具有的重要作用，本文對(duì)地鐵的供電系統(tǒng)、供電方法、及保護(hù)措施做出了介紹，并對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器故障與其解決策略進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：地鐵；供電系統(tǒng)；變壓器保護(hù)；故障解決；措施；

一、地鐵供電系統(tǒng)及相應(yīng)的保護(hù)措施

1、地鐵供電方式

對(duì)于地鐵軌道交通系統(tǒng)的供電，城市電網(wǎng)采取的有三種供電方式：混合式、分散式及集中式供電。其中集中式供電是采用城市地鐵軌道的專用變電所，沿著地鐵軌道的線路，提供給城市地鐵軌道的供電系統(tǒng)運(yùn)行所需要的電壓（依據(jù)線路與電量的不同進(jìn)行提供）；分散式供電是通過(guò)地鐵軌道沿線的牽引與降壓變電所進(jìn)行地鐵軌道的供電；混合式的供電，就是把集中式與分散式供電兩者有效地結(jié)合在一起，此種供電形式可以令供電系統(tǒng)變得更加的可靠與完善，保證地鐵的平穩(wěn)運(yùn)行。

2、地鐵供電系統(tǒng)

地鐵供電系統(tǒng)的構(gòu)成主要由：降壓變電所、動(dòng)力的配電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、與照明配電及設(shè)備監(jiān)控的系統(tǒng)組成，供電系統(tǒng)所進(jìn)行供電的范圍主要有車輛段、車站與區(qū)間及控制中心等。其在供電的過(guò)程中，與地鐵的供電、通風(fēng)、照明、通信、信號(hào)、警報(bào)、扶梯與空調(diào)等設(shè)備相通，保證地鐵相關(guān)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3、供電系統(tǒng)的保護(hù)措施

地鐵的供電系統(tǒng)其保護(hù)主要是對(duì)供電系統(tǒng)變壓器運(yùn)用的保護(hù)措施。即過(guò)電流、瓦斯、電流速斷、縱聯(lián)差動(dòng)、過(guò)勵(lì)磁及零序電流及溫度保護(hù)等，當(dāng)中最為重要的是縱聯(lián)差動(dòng)與電流速斷的保護(hù)措施。這種保護(hù)是運(yùn)用對(duì)縱聯(lián)差動(dòng)或電流速斷的安裝，對(duì)一些故障進(jìn)行相應(yīng)解決，如：引線接地的短路、變壓器的中性點(diǎn)與電網(wǎng)側(cè)繞組直接接地、繞組匝間的短路、繞組和引出線的相間短路等。地鐵的供電系統(tǒng)其每個(gè)保護(hù)措施之間運(yùn)行是相互配合與補(bǔ)充的?？梢员ＷC及時(shí)地對(duì)變壓器的各種故障問(wèn)題進(jìn)行解決，有效提升電力變壓器的運(yùn)行可靠性。

其中，瓦斯保護(hù)是運(yùn)用對(duì)反應(yīng)變壓器氣體量及流速來(lái)對(duì)變壓器做出保護(hù)的措施，有效避免變壓器的油箱當(dāng)中各種短路故障的發(fā)生，可以防止發(fā)生繞組的匝間或相間短路。在短路點(diǎn)電弧的作用下，變壓器會(huì)與另外的絕緣體進(jìn)行分解，所產(chǎn)生的氣體會(huì)經(jīng)過(guò)油箱與連通管一直流到油枕，從而運(yùn)用氣體量與流速形成瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)其具有靈敏度高、動(dòng)作快、接線簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可以把油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的各項(xiàng)故間有效地反映。缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)油箱外的引出線及套管部位的故障進(jìn)行反映。所以，其可以與差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行配合使用，達(dá)到全面保護(hù)的目的。

4、變壓器溫度的保護(hù)措施

電力變壓器在運(yùn)行當(dāng)中，常常會(huì)有溫度增高的的現(xiàn)象發(fā)生，在溫度超過(guò)了變壓器的安全范圍時(shí)，就會(huì)使變壓器發(fā)生運(yùn)行的故障。所以，在地鐵的供電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一定要注意對(duì)變壓器的運(yùn)行溫度進(jìn)行有效保護(hù)，可以采取給變電器安裝溫度探頭、溫控箱或者運(yùn)用空調(diào)等，對(duì)變電室的溫度進(jìn)行有效控制，防止其溫度過(guò)高。同時(shí)，還可以選擇在變壓器的機(jī)身上進(jìn)行風(fēng)機(jī)的安裝等，以取得為其降溫的目的。繼而防止出現(xiàn)因?yàn)樽儔浩鳒囟壬叨沟罔F供電系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象。

二、地鐵的供電系統(tǒng)中變電器容易發(fā)生的故障

1、繞組的故障

地鐵供電系統(tǒng)中的繞組故障，是最常見(jiàn)的故障之一。大多數(shù)情況下繞組故障是因?yàn)閮?nèi)在及外在因素共同作用下引發(fā)的，比如：變壓器的層間、股間、匝間的短路，繞組導(dǎo)線的焊接不牢，絕緣損壞，引線連接發(fā)生電弧、斷線與松動(dòng)及調(diào)壓開(kāi)關(guān)故障等，都會(huì)引起繞組的斷路、短路、變形、移位與松動(dòng)，最嚴(yán)重的可能會(huì)引起整個(gè)繞組的燒毀。在以上故障出現(xiàn)時(shí)，變壓器可能還可以勉強(qiáng)地工作，但實(shí)際的情況是變壓器其內(nèi)部已經(jīng)被嚴(yán)重的損壞，抗短路的能力已經(jīng)快速下降。而且繞組發(fā)生松散后，使得其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)的分布不均勻，特別容易發(fā)生局部的放電，從而讓導(dǎo)線發(fā)生損傷，導(dǎo)致繞組絕緣件發(fā)生碳化，最后發(fā)生繞組的短路，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

2、引線的故障

引線是變壓器的外部接線與內(nèi)部繞組線中間的環(huán)節(jié)，在地鐵的供電系統(tǒng)中，引線所產(chǎn)生的作用是關(guān)鍵的銜接作用。其中，對(duì)引線接頭處理的質(zhì)量是引起引線故障的重要原因。另外，引線開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的損壞、移位、螺栓的焊接不良與松動(dòng)，都可能會(huì)引發(fā)短路、接觸不良或斷路，而致使線路產(chǎn)生干擾或者局部的放電，從而引起引線故障。

3、絕緣的故障

變壓器質(zhì)量好壞的重點(diǎn)取決于其內(nèi)部的絕緣，變壓器內(nèi)部的絕緣發(fā)生損傷與故障，會(huì)導(dǎo)致地鐵安全運(yùn)行出現(xiàn)障礙。變壓器的內(nèi)部天長(zhǎng)日久遭受機(jī)械應(yīng)力、電、熱與環(huán)境的影響，會(huì)使得絕緣進(jìn)一步老化，從而導(dǎo)致絕緣的故障。另外，變壓器其內(nèi)部墊塊松動(dòng)、鐵心的絕緣不良、焊接不牢、線端松動(dòng)等都會(huì)引發(fā)絕緣的故障。

三、變壓器產(chǎn)生的故障其解決的策略

1、解決繞組故障的措施

想解決地鐵電力系統(tǒng)中電力變壓器發(fā)生的繞組故障，可以從引起繞組故障的因素入手，采用對(duì)繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，修復(fù)其變形的部件，對(duì)松動(dòng)的撐條與襯墊進(jìn)行堅(jiān)固，擰緊壓圈的螺絲，把機(jī)械的強(qiáng)度進(jìn)行有效提升，并進(jìn)行絕緣的修補(bǔ)、對(duì)浸漆進(jìn)行干燥的處理，在必要的時(shí)候要把整個(gè)的繞組進(jìn)行更換處理，以對(duì)其變形、移位、松動(dòng)與短路等問(wèn)題進(jìn)行有效解決的目的。

2、解決引線故障的措施

為了對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器引線故障進(jìn)行解決，在停運(yùn)檢修變壓器的時(shí)候，工作人員應(yīng)該首先修復(fù)引線的焊接不良、螺栓松動(dòng)等，對(duì)接觸不良的螺栓進(jìn)行重新的緊固；另外，在進(jìn)行焊接與修復(fù)之前要對(duì)焊接面進(jìn)行清洗，焊接完成后要對(duì)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換、焊點(diǎn)質(zhì)量與螺栓進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證一切都沒(méi)有問(wèn)題才可以進(jìn)行正常的運(yùn)行，避免在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生焊點(diǎn)脫落，而引起事故的發(fā)生；如果情況嚴(yán)重必須進(jìn)行引線更換的時(shí)候，工作人員一定要先把引線周邊的臟污與灰塵進(jìn)行清理后，才可以進(jìn)行正常更換，以防止這種灰塵與臟污對(duì)新引線產(chǎn)生不良影響。需要加以注意的是：當(dāng)發(fā)生引線封閉的不嚴(yán)、接觸不良或者絕緣發(fā)生受潮時(shí)，務(wù)必要進(jìn)行新引線的更換。

3、解決絕緣故障的措施

想要對(duì)地鐵變壓器絕緣故障進(jìn)行解決，大多數(shù)情況下采取的措施是：首先要確定其發(fā)生故障的真正起因。假如是因?yàn)槭艿綑C(jī)械應(yīng)力、熱、電或者環(huán)境而致使絕緣受潮的，一定要及時(shí)針對(duì)受潮的絕緣做出干燥的處理；假如是因?yàn)樽儔浩饔偷馁|(zhì)量劣化而引起故障的發(fā)生，務(wù)必要對(duì)變壓器油進(jìn)行處理或更換；另外，還應(yīng)該檢查變壓器的油道是不是有堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，并且把油道中的雜物進(jìn)行清理，進(jìn)一步對(duì)絕緣問(wèn)題進(jìn)行解決。

4、增強(qiáng)對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)

解決供電系統(tǒng)變電器的故障，不但要對(duì)引線、繞組線及絕緣等進(jìn)行故障解決外，還應(yīng)該進(jìn)行供電系統(tǒng)的安全管理制度的建立與健全，對(duì)供電系統(tǒng)其安全設(shè)備、監(jiān)測(cè)與信息傳輸系統(tǒng)及消防設(shè)施等進(jìn)行有效完善，并且要增強(qiáng)對(duì)供電設(shè)備的日常維護(hù)。對(duì)安全管理制度進(jìn)行有效規(guī)范，是保證地鐵正常安全運(yùn)營(yíng)的前提。所以，必須要做到對(duì)地鐵設(shè)備的日常維護(hù)與地鐵的災(zāi)害應(yīng)急制度的建立與完善，這是使地鐵可以安全運(yùn)營(yíng)的必要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖頌文.配電變壓器日常運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題探討 [J].電子世界， 2015（23-26）