牽引變電所的故障分析及應(yīng)急處置

摘 要：本文集理論知識和實際經(jīng)驗于一體，介紹了牽引變電所在日常運(yùn)行中容易出現(xiàn)的一些典型故障及相關(guān)的應(yīng)急處置辦法，并提出了一些合理化建議。

關(guān)鍵詞：牽引變電所;故障分析;應(yīng)急處置

一、概述

在我國電氣化鐵路日新月異的發(fā)展大潮中，電力牽引是實現(xiàn)速度快、牽引力大、無污染的最佳牽引源。在電力牽引中，變電所又是整個牽引系統(tǒng)的心臟，變電所的安全、穩(wěn)定、持續(xù)性供電是保障電氣化鐵路運(yùn)輸?shù)暮诵乃?。所以我們要加?qiáng)牽引變電所的運(yùn)行管理工作，提高應(yīng)急處置能力，以確保機(jī)車的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

牽引變電所的主要電氣設(shè)備是變壓器，它是電能轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備，與之配套的設(shè)備是母線、斷路器以及交流開關(guān)，還有相對應(yīng)保護(hù)設(shè)備的避雷器以及其它整流換流設(shè)備，他們是保證變電所安全運(yùn)行的輔助設(shè)施。

二、牽引變電所常見故障類型

牽引變電所常見故障從性質(zhì)、形式、結(jié)果等多種描述方式，會出現(xiàn)多種分類，這里就本人從現(xiàn)場工作經(jīng)歷總結(jié)大致可分為以下三大類，即變壓器故障、高壓斷路器故障、及用于測量、控制、保護(hù)的二次回路故障。

變壓器故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障指的是變壓器箱體內(nèi)所發(fā)生的故障，如線圈間的多相短路，線圈的層間或匝間短路，單相接地短路以及鐵芯燒損等。

外部故障指的是油箱以外的。如套管及引出線的故障等。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要是指由于外部短路過負(fù)荷引起的過電流和溫升超過允許的，以及油面的降低。

高壓斷路器故障：電路故障和操作機(jī)構(gòu)機(jī)械故障。造成操作失靈，如合不上或分不下。壓力異常，如110kvSF6斷路器壓力表指針到達(dá)黃區(qū)或紅區(qū)。絕緣子損壞、破損或污染引起套管、瓷瓶放電閃絡(luò)故障.

二次回路故障：監(jiān)視測量表計回路不通，控制操作不起作用，保護(hù)裝置失靈，最常見的是直流接地故障。

三、牽引變電所故障分析

（一）主變壓器故障分析

變壓器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間或?qū)娱g短路故障，產(chǎn)生大量氣體，會啟動瓦斯保護(hù)裝置。在差動保護(hù)范圍內(nèi)的電器設(shè)備發(fā)生故障時如：電流互感器、變壓器套管、主變二次穿墻套管、變壓器內(nèi)部及引線故障都會引起差動保護(hù)動作。主變內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體無法排出會造成主變壓器壓力釋放啟動，也可能由于呼吸器管路不暢通，氣體膨脹造成壓力釋放彈簧彈起漏油故障。如某所2#主變油枕與呼吸器不通，造成氣體膨脹壓力釋放彈簧彈起漏油故障。油循環(huán)障礙、風(fēng)冷裝置故障及主變長期過負(fù)荷，會引起超高溫跳閘。超高溫跳閘設(shè)定溫度為80℃，通風(fēng)裝置自動啟動溫度設(shè)定為55℃，自動停止設(shè)定為45℃。

（二）110斷路器故障分析

110kVSF6斷路器主要故障反映拒合、拒分和壓力方面。拒合、拒分時，首先要檢查控制電源是否正常，開關(guān)儲能否，如未儲能或已發(fā)出未儲能信號應(yīng)對儲能電源及回路進(jìn)行檢查。如儲能良好應(yīng)對控制回路有關(guān)的開關(guān)、輔助開關(guān)接點、分合閘線圈進(jìn)行檢查。在壓力方面壓力表分三個區(qū)，0.6-0.9綠色為正常區(qū)，0.4-0.6黃區(qū)為告警區(qū)，如指針到達(dá)此區(qū)會發(fā)出低氣壓信號，及時補(bǔ)氣處理。0.1-0.4為紅色區(qū)，斷路器給出低氣壓閉鎖信號，此時斷路器自動閉鎖啟動，通過轉(zhuǎn)移負(fù)荷，在空載情況下經(jīng)過手動進(jìn)行分閘。

（三）二次設(shè)備故障分析

監(jiān)視測量表計回路不通，控制操作不起作用，保護(hù)裝置失靈，首先檢查電源開關(guān)確認(rèn)狀態(tài)良好，再根據(jù)各自回路原理，采用對地電位法，和設(shè)備相對標(biāo)號法，對各個設(shè)備的接點電位進(jìn)行校驗，找出錯誤所在。直流接地故障有單處和多處故障點;涉及控制、信號、合閘回路及交直流混線引起的接地故障;發(fā)生處所有保護(hù)裝置、電纜引線、機(jī)構(gòu)箱內(nèi)、電源開關(guān)等處。多發(fā)生在設(shè)備絕緣不良。采用分段處理、拉路尋找的方法，涉及多個回路，要先信號和照明，后操作部分。先備供系統(tǒng)后主要設(shè)備?？梢运查g對總電源斷開，以觀察直流屏母線電壓變化從而分析出具體接地回路。

四、應(yīng)急處置

牽引變電所故障的處理必須本著“先通后復(fù)”的原則，盡量縮小故障停電時間和停電范圍，防止事故擴(kuò)大，特別是人為原因擴(kuò)大事故范圍。盡一切可能的辦法保證設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，以確保不間斷供電。

（一）110kV高壓場地進(jìn)線失壓及設(shè)備燒損的應(yīng)急處置

變電所主供的110kV進(jìn)線回路故障或停電時，保護(hù)裝置應(yīng)自動將備供系統(tǒng)和備用主變投入運(yùn)行。如果主變自投不成功，手動投入備供回路和備用主變。在確保正常供電后，再對停電原因進(jìn)行核實、查找。發(fā)現(xiàn)110kV設(shè)備燒損，立即將該回路停運(yùn)，拉開進(jìn)線隔離開關(guān)和110kV母橋隔離開關(guān)，拉出主變二次開關(guān)手車，將備用回路投入運(yùn)行恢復(fù)對接觸網(wǎng)的供電。

（二）饋線開關(guān)無法供電時的應(yīng)急處置

由于饋線開關(guān)本體故障無法正常供電時，變電所立即將旁路開關(guān)投入運(yùn)行，由于二次回路故障引起饋線開關(guān)無法電動分合閘，且所內(nèi)不具備投入旁路開關(guān)的條件時，緊急情況下可在開關(guān)本體進(jìn)行分合閘操作，以盡快恢復(fù)對接觸網(wǎng)供電，然后再查找和處理二次回路故障。

（三）高壓室設(shè)備燒毀時的應(yīng)急處置

變電所開關(guān)跳閘后，如高壓室有濃煙、異味或異常音響，可斷定高壓室內(nèi)27.5kV設(shè)備發(fā)生故障。要迅速查明發(fā)生故障的設(shè)備，設(shè)法使其與27.5kV母線隔離，以盡快恢復(fù)其它設(shè)備運(yùn)行。如果饋線穿墻套管擊穿或線夾連接處燒斷，無法向接觸網(wǎng)供電時，變電所要立即組織進(jìn)行更換。如不影響其它回路供電，為保證運(yùn)輸，緊急情況下可拉開該饋線的戶外隔開，通過饋線旁路開關(guān)對接觸網(wǎng)供電。

五、建議

建議改變變電所管理模式，運(yùn)行與檢修分開，運(yùn)行采用智能巡檢機(jī)器人，實現(xiàn)減員增效的同時提高設(shè)備安全保障能力。而檢修采用“周期修”與“狀態(tài)修”相結(jié)合，“周期修”是每年利用上下半年對管內(nèi)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一清掃維護(hù)?！盃顟B(tài)修”是利用智能巡檢機(jī)器人發(fā)現(xiàn)、分析出的不良設(shè)備，存在問題的處所進(jìn)行重點檢修，從而提高檢修質(zhì)量，減輕作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，保證變電所不間斷供電。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹建猷編著.電氣化鐵道供電系統(tǒng).中國鐵道出版社，1983.

[2]張希泰，陳康龍編著.二次回路識圖及故障查找與處理指南.中國水利水電出版社，2005-02-01.

作者簡介：王棟，男，本科，助理工程師，研究方向：鐵道供電。