關(guān)于地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)及故障解決

曹陽(yáng)

【摘 要】伴隨著地鐵交通的不斷完善，城市居民的出行越來(lái)越便利，獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。就目前的狀況來(lái)看，地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行備受關(guān)注，其中供電系統(tǒng)中變壓器需要全面保護(hù)，并及時(shí)解決其中存在的故障。據(jù)此，本文主要對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)及故障解決進(jìn)行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】地鐵供電系統(tǒng)；變壓器保護(hù)；故障解決

一、地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器常見(jiàn)故障

（一）繞組故障

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。在發(fā)生故障時(shí)，變壓器可能還可以勉強(qiáng)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)生繞組短路，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

（二）絕緣故障

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)部長(zhǎng)期遭受機(jī)械應(yīng)力、電、熱與環(huán)境影響，促使絕緣老化，從而導(dǎo)致絕緣故障。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)絕緣故障。

（三）引線故障

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，而導(dǎo)致線路產(chǎn)生干擾或局部放電，從而導(dǎo)致引線故障。

二、地鐵供電系統(tǒng)中常見(jiàn)故障的檢測(cè)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(shuō)的電暈，套管聯(lián)絡(luò)出現(xiàn)故障。其二，機(jī)械出現(xiàn)故障，也就是在種種客觀條件下導(dǎo)致的線路斷開(kāi)，電纜傷害。電纜出現(xiàn)故障，開(kāi)關(guān)觸發(fā)跳閘，這就要求我們將故障的路線切除，以故障電纜為進(jìn)線，實(shí)現(xiàn)一路進(jìn)線區(qū)域的供電。

（二）接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致跳閘

首先，直流饋線開(kāi)關(guān)故障，直流饋線開(kāi)關(guān)有自動(dòng)閘合作用，一旦重合動(dòng)作完成，就要對(duì)于其執(zhí)行嚴(yán)格的檢查和處理。車站也要時(shí)刻關(guān)注列車的跳閘區(qū)間的實(shí)際情況。如果自動(dòng)重合任務(wù)沒(méi)有完成，就要等到區(qū)域的客車降弓后，在操作開(kāi)關(guān)上進(jìn)行試驗(yàn)，如果電力開(kāi)始后，跳閘開(kāi)關(guān)無(wú)法完成試驗(yàn)開(kāi)電的舉措，這時(shí)建議對(duì)于越區(qū)開(kāi)關(guān)要合上，以相鄰開(kāi)關(guān)的手段對(duì)于失去電力的區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)送電的操作。

（三）主變壓器或者進(jìn)線部分運(yùn)行不正常

其一，由于變壓器內(nèi)部熱度超過(guò)界限，使得油氣分離，從而觸發(fā)瓦斯保護(hù)。其二，縱差范圍內(nèi)出現(xiàn)電氣故障的時(shí)候，差動(dòng)保護(hù)就會(huì)被觸發(fā)，由于變壓器的很多故障都會(huì)有熱量超限的情況，如果某一臺(tái)主變出現(xiàn)故障，電調(diào)就會(huì)采取相應(yīng)的措施，即通過(guò)scada系統(tǒng)理清報(bào)警原因和開(kāi)關(guān)情況，與此同時(shí)指揮工作人員開(kāi)展各項(xiàng)檢查，及時(shí)最好報(bào)告，以便采取措施解決問(wèn)題。

三、地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)

（一）瓦斯保護(hù)

變壓器保護(hù)中的瓦斯保護(hù)，是指改變變壓器油箱內(nèi)部氣體的流動(dòng)速度和數(shù)量對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，防止變壓器出現(xiàn)各種故障。首先，需要在戶內(nèi)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(hù)裝置，以此解決變壓器油箱內(nèi)部各種油面降低和短路故障等問(wèn)題。瓦斯保護(hù)具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、接線安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，還能夠直接反映變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。因此，瓦斯保護(hù)，與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相互補(bǔ)充、相互配合，可以及時(shí)有效地解決變壓器的各種故障問(wèn)題。

（二）過(guò)電流保護(hù)

變壓器保護(hù)中的過(guò)電流保護(hù)，主要作為縱聯(lián)差動(dòng)、瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)措施，一般安裝在反映外部相間短路引起的過(guò)電流問(wèn)題。為了滿足靈敏度要求，可以安裝低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)以及阻抗保護(hù)，選用較大的反應(yīng)相間短路電流，而造成的過(guò)電流保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)措施。

（三）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

在變壓器保護(hù)中安裝過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，是為了解決變壓器中的過(guò)勵(lì)磁問(wèn)題。由于勵(lì)磁涌流造成的沖擊電流存在的時(shí)間很短，因此其對(duì)變壓器傷害不大，此外，勵(lì)磁涌流有可能引起變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。由此可見(jiàn)，最好不要多次連續(xù)合閘來(lái)對(duì)變壓器充電，否則繞組間的機(jī)械力作用會(huì)因?yàn)榇箅娏鞯亩啻螞_擊，逐漸造成固定物松動(dòng)，引起故障。

（四）零序電流保護(hù)

變壓器保護(hù)中的零序電流保護(hù)，可以作為變壓器相鄰元件短路的后備保護(hù)和主保護(hù)的后備保護(hù)措施，主要是為了解決反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，零序電流保護(hù)主要安裝在110kV以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器。如果大接地電流系統(tǒng)發(fā)生接地短路的故障，這時(shí)供電系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)接地的位置和臺(tái)數(shù)直接影響到零序電流的大小和分布。

（五）電流速斷保護(hù)與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

我們通過(guò)對(duì)變壓器安裝電流速斷保護(hù)或者縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，來(lái)解決變壓器中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)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(lái)說(shuō)，電流速斷保護(hù)應(yīng)安裝在過(guò)流時(shí)限大于0.5s的10MVA以下變壓器；縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)安裝在10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器和6.3MVA以上并列運(yùn)行的變壓器。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)包括在暫態(tài)情況下、穩(wěn)態(tài)情況下、帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)反應(yīng)被保護(hù)變壓器流出電流和隔斷流入的相量差。

四、地鐵供電系統(tǒng)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(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)變壓器上有污垢，應(yīng)及時(shí)采取有效的防污措施。詳細(xì)檢查變壓器的外部，確保套管接地良好，沒(méi)有脫焊、斷線、斷裂現(xiàn)象，沒(méi)有閃絡(luò)放電現(xiàn)象，且應(yīng)定期遙測(cè)接地電阻，及時(shí)安裝套管防污帽。

（二）保持完好的避雷器裝置

要對(duì)避雷器裝置進(jìn)行定期預(yù)防性試驗(yàn)，可以減少由于雷擊諧振而引起的過(guò)電壓損壞變壓器的可能性，從而及時(shí)更換不符合標(biāo)準(zhǔn)的避雷器裝置。由于變壓器的上層有較多電感設(shè)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(guò)95℃。上層油溫在不超過(guò)允許值，日負(fù)荷系數(shù)小于1的情況下，可以按正常過(guò)負(fù)荷的規(guī)定運(yùn)行，但是變壓器必須不能長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，避免發(fā)生故障。

（三）詳細(xì)檢查螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)情況

在拆裝變壓器時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格檢查和處理發(fā)現(xiàn)的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)情況，應(yīng)在確認(rèn)螺桿沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)之后，變壓器才能投入正常運(yùn)行。另外，工作人員還應(yīng)科學(xué)合理選擇二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式。為了有效減少變壓器的氧化發(fā)熱，增大導(dǎo)電能力和接觸面積，工作人員還應(yīng)在接觸面上涂抹導(dǎo)電膏。

（四）平衡三相電壓

定期檢查三相電壓的平衡性，如果發(fā)現(xiàn)失衡，及時(shí)采取調(diào)整措施。與此同時(shí)，還需要實(shí)時(shí)檢查呼吸器內(nèi)的干燥劑顏色，是否發(fā)生變化，如果已經(jīng)失效，應(yīng)及時(shí)更換。并且，詳細(xì)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(fù)載平衡運(yùn)行

就三相負(fù)載不平衡運(yùn)行的變壓器，應(yīng)視為最大電流負(fù)荷，在三相間重新分配變壓器負(fù)荷。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵供電系統(tǒng)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(shè)備的電能。地鐵供電系統(tǒng)的安全性對(duì)運(yùn)營(yíng)人員、乘客、設(shè)備、行車等的安全都有著直接性的影響。所以，必須加強(qiáng)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)的重視。不僅要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器故障，加強(qiáng)變壓器保護(hù)，并采取有效的故障解決措施，還要提高相關(guān)工作人員的技術(shù)能力，以此全面保障地鐵供電系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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