地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)及故障處理

邱鵬飛

摘要：在新時(shí)期，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，各個(gè)地區(qū)加強(qiáng)了城市的交通道路建設(shè)工作，在眾多的城市交通工具中地鐵由于其速度快、環(huán)境好受到了人們的熱烈歡迎。由于地鐵運(yùn)行的主要能源是電力，所以需要保護(hù)好地鐵的電力設(shè)備，變電器是主要的電力設(shè)備，但是在實(shí)際的運(yùn)行中時(shí)常出現(xiàn)一些故障，對(duì)此需要加強(qiáng)故障處理，做好變電器的保護(hù)工作，從而保障地鐵供電系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。鑒于此，本文主要對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)及故障處理，以期為相關(guān)人士提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：地鐵供電系統(tǒng);變壓器保護(hù);故障處理;相關(guān)措施

一、前言

城市軌道交通的快速發(fā)展，給城市地鐵帶來(lái)了比較好的發(fā)展契機(jī)，而地鐵承擔(dān)著城市大量運(yùn)營(yíng)壓力，是城市重要基礎(chǔ)性運(yùn)輸工程。一直以來(lái)，地鐵供電系統(tǒng)變壓器保護(hù)和故障處理是人們關(guān)注的重點(diǎn)，地鐵運(yùn)營(yíng)單位的管理人員和工作人員需要采取一些切實(shí)可行的措施對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，做好故障的處理，從而就能加強(qiáng)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)的保護(hù)，保障交通事業(yè)蓬勃向前發(fā)展。

二、地鐵供電系統(tǒng)

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)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(huì)對(duì)地鐵有一定的影響，但是基本都能夠保證地鐵的平穩(wěn)運(yùn)行。分散供電是指地鐵軌道建設(shè)中，通過(guò)整個(gè)沿線所修建的牽引變電所、降壓變電對(duì)地鐵進(jìn)行供電;集中供電是根據(jù)地鐵的用電情況、線路之間的差異通過(guò)地鐵專用變電所進(jìn)行供電;混合供電是分散供電和集中供電兩種方式的結(jié)合，此操作方式可以保障整個(gè)地鐵的用電環(huán)境，為系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供有效保護(hù)。

三、地鐵供電系統(tǒng)中變壓器常見故障類型

1、繞組故障

地鐵供電系統(tǒng)中變壓器在運(yùn)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(xiàn)一般不會(huì)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(xiàn)松動(dòng)等問題，變壓器內(nèi)部絕緣體出現(xiàn)老化、局部繞組導(dǎo)線出現(xiàn)連接不良引起的，這些問題就造成變壓器繞組出現(xiàn)短路故障，嚴(yán)重點(diǎn)會(huì)使得繞組報(bào)廢。此外，雖然在繞組出現(xiàn)故障后供電系統(tǒng)變壓器可能還會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，但實(shí)際上內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，繼續(xù)運(yùn)行會(huì)使變壓器的損傷加劇，絕緣體失去效用，繞組出現(xiàn)短路，進(jìn)而引起更為嚴(yán)重的后果。

2、引線故障

地鐵供電系統(tǒng)中變壓器引線故障是經(jīng)常見到的故障，引線是變壓器內(nèi)部繞組連接外部線路的主要元件，是供電系統(tǒng)變壓器中關(guān)鍵設(shè)施之一。一般情況下，引線故障發(fā)生在引線的接頭處，引線的接觸出現(xiàn)虛接、接觸點(diǎn)分離等現(xiàn)象，這些會(huì)導(dǎo)致引線出現(xiàn)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(huì)突然出現(xiàn)故障而停止工作，變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)的大問題都是一個(gè)小的問題出現(xiàn)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)或引起重視，致使問題越來(lái)越大。就瓦斯而言，輕瓦斯發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，重瓦斯就會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，也有可能是兩個(gè)一起出現(xiàn)狀況，在進(jìn)行維修的時(shí)候要對(duì)變壓器的溫度情況和電流強(qiáng)弱、電壓大小進(jìn)行關(guān)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(huì)引起一系列故障反應(yīng)，如絕緣故障短路，絕緣故障會(huì)對(duì)變壓器的質(zhì)量造成影響，導(dǎo)致地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)大范圍故障。在供電系統(tǒng)中引起變壓器的絕緣故障的原因有許多，包括變壓器內(nèi)部溫度過(guò)高，在熱量的作用下絕緣體受到老化影響，變壓器內(nèi)部線路出現(xiàn)松動(dòng)，線路焊接點(diǎn)出現(xiàn)開裂，變壓器內(nèi)部灰塵過(guò)多等問題，都會(huì)造成絕緣故障。

四、地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)措施

1、變壓器保護(hù)中的瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是地鐵供電系統(tǒng)變壓器保護(hù)常用的保護(hù)方式，這種保護(hù)方式對(duì)于變壓器保護(hù)效果較好，同時(shí)具備很高的靈敏度、較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，且施工工藝比較簡(jiǎn)單。在地鐵供電系統(tǒng)中經(jīng)常使用的變壓器是油浸變壓器，油浸式變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些故障，如絕緣體由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，其可能會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)高熱現(xiàn)象，大量的熱量聚集在變壓器內(nèi)部無(wú)法排出，變壓器油箱箱體無(wú)法承受巨大壓力，導(dǎo)致油箱箱體出現(xiàn)爆裂。加強(qiáng)瓦斯保護(hù)能夠有效避免這種問題出現(xiàn)，一旦變壓器內(nèi)部的壓力和氣體出現(xiàn)異常變量，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自我保護(hù)，對(duì)于變壓器油箱液面降低和短路等故障問題有比較好的預(yù)防效果。

2、變壓器保護(hù)中的電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)能夠有效防止變壓器出現(xiàn)短路故障，在運(yùn)行中變壓器一旦出現(xiàn)短路故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)出現(xiàn)失穩(wěn)，情況嚴(yán)重還會(huì)使局部區(qū)域地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰性故障，而采用電流速斷與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)技術(shù)，能夠?qū)ψ儔浩髌鸬奖容^好的保護(hù)措施。電流速斷保護(hù)，也被成為電流I段，其具有穩(wěn)定性高、技術(shù)簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)法作用于整個(gè)地鐵供電線路，一旦超過(guò)最大保護(hù)范圍則無(wú)法進(jìn)行保護(hù)，如果達(dá)到最小保護(hù)范圍，則會(huì)由于沒有保護(hù)目標(biāo)而失效?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置中存在感應(yīng)繼電器裝置，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到出現(xiàn)短路故障，感應(yīng)繼電器則會(huì)出現(xiàn)電流指示，此時(shí)感應(yīng)繼電器就會(huì)做出保護(hù)動(dòng)作，使變壓器設(shè)備出現(xiàn)跳閘保護(hù)。

3、變壓器保護(hù)中的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，給變壓器造成比較大的損傷。過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象出現(xiàn)的原因有許多，如變壓器的調(diào)壓分接頭連接不正確，過(guò)勵(lì)磁出現(xiàn)問題并不一定會(huì)在外部有比較明顯的損壞，但是一旦變壓器出現(xiàn)多次過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，就會(huì)使變壓器的絕緣體出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器設(shè)備無(wú)法正常使用，甚至出現(xiàn)報(bào)廢等情況。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)變壓器進(jìn)行過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。

4、加強(qiáng)變壓器溫度保護(hù)

眾所周知，供電系統(tǒng)在使用過(guò)程中會(huì)釋放一定的熱量，一旦溫度升高就會(huì)影響變壓器的部分使用性能，還會(huì)對(duì)變壓器造成損害。所以技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變壓器的溫度保護(hù)，讓變壓器的溫度保持在正常水平內(nèi)。對(duì)于一些容易發(fā)熱的變壓器工作人員可以安裝相應(yīng)的散熱裝置，保證變壓器的安全運(yùn)行，還應(yīng)該完善變壓器的溫度檢測(cè)裝置，幫助工作人員發(fā)現(xiàn)溫度異常，及時(shí)采取措施。

5、做好日常的保養(yǎng)工作

地鐵建設(shè)中供電系統(tǒng)發(fā)揮著非常重要的作用，所以應(yīng)該把保養(yǎng)和維護(hù)作為一項(xiàng)日常工作，設(shè)立專人定期進(jìn)行專項(xiàng)檢查，不能等到出現(xiàn)故障才來(lái)維修，那樣將會(huì)影響地鐵的平穩(wěn)運(yùn)行，人們的出行安全。對(duì)于易損的零部件要提前準(zhǔn)備好，定期更換，使用比較頻繁的線路要設(shè)置備用線路，以備主線修復(fù)使用。此外，應(yīng)該建立一個(gè)完整的監(jiān)控系統(tǒng)，讓地鐵的運(yùn)行情況得到有效的監(jiān)控，也方便故障部位的修復(fù)，還可以通過(guò)監(jiān)測(cè)得到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)容易發(fā)生故障的部位進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

五、加強(qiáng)地鐵供電系統(tǒng)中變壓器常見故障的解決措施

1、地鐵供電系統(tǒng)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(tǒng)中比較常見的變電器故障，所以運(yùn)維管理人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理，做好日常的運(yùn)檢工作，在變電器出現(xiàn)繞組故障時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)尋找準(zhǔn)確的故障點(diǎn)。如果由于接觸不良，應(yīng)當(dāng)對(duì)螺絲、線路等進(jìn)行檢查并進(jìn)行緊固，如果由于繞組部分出現(xiàn)硬性損壞故障，如變形等情況，需要對(duì)繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行故障維修，必要時(shí)可以更換繞組結(jié)構(gòu)。此外，如果由于絕緣體出現(xiàn)老化，則需要更換絕緣體，作為維護(hù)工作人員對(duì)變電器中的水分進(jìn)行干燥處理。

2、地鐵供電系統(tǒng)變壓器中的引線故障解決措施分析

地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)維管理人員遇到引線故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)引線部分進(jìn)行檢查。首先檢查引線整體連接是否出現(xiàn)松動(dòng)或斷開，如果出現(xiàn)位置不正確的情況要進(jìn)行復(fù)位處理。如果引線松動(dòng)點(diǎn)在螺栓部位，應(yīng)當(dāng)對(duì)螺栓進(jìn)行緊固;如果引線松動(dòng)點(diǎn)在焊接部位，焊接部位出現(xiàn)開裂問題，則需要對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行處理，清除掉焊接面存在的油污、灰塵等雜質(zhì)，從而確保焊接質(zhì)量。此外，在進(jìn)行完引線緊固之后，需要進(jìn)行二次檢查。與繞組故障有相似之處是工作人員也需要對(duì)變壓器進(jìn)行水分處理，確保變壓器在干燥的環(huán)境下使用，防止引線受潮。

3、地鐵供電系統(tǒng)變壓器中的瓦斯故障解決措施分析

瓦斯故障修理和預(yù)防是地鐵供電系統(tǒng)變壓器故障處理中比較重要的一部分。工作人員在對(duì)瓦斯故障進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)變壓器油箱的溫度、油面等進(jìn)行檢查，確瓦斯故障的基本來(lái)源。如果是由于空氣出現(xiàn)導(dǎo)致瓦斯故障出現(xiàn)，則需要進(jìn)行排氣處理;如果經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)并非氣體導(dǎo)致的故障問題，則需要對(duì)繼電器進(jìn)行排查。必要時(shí)需要進(jìn)行色譜檢驗(yàn)，從而避免出現(xiàn)氣體燃燒。原則上如果未對(duì)瓦斯故障全面排除，地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器是不能夠進(jìn)行運(yùn)行的，這樣既是為了確保供電系統(tǒng)和整體設(shè)備的安全，同時(shí)也是為了防止出現(xiàn)不必要的設(shè)備損毀。

4、地鐵供電系統(tǒng)變壓器中的絕緣故障解決措施分析

對(duì)于絕緣故障，地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)維管理人員需要先確定好故障點(diǎn)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?qū)е碌淖儔浩鲀?nèi)部水分含量增大，則需要對(duì)變壓器的絕緣體進(jìn)行除濕處理;如果是由于油路出現(xiàn)堵塞，則維修工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)油路進(jìn)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(tǒng)變壓器的絕緣故障，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)日常管理，尤其對(duì)于變壓器油裂化要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，從而避免變壓器絕緣故障的出現(xiàn)。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城市地鐵的順利運(yùn)營(yíng)與地鐵供電系統(tǒng)存在密不可分的關(guān)系，地鐵供電系統(tǒng)是保障地鐵安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，因此為了提升城市地鐵的安全性，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)中變壓器的保護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵供電系統(tǒng)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(qiáng)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)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(tǒng)中的變壓器保護(hù)力度，從而全面提升地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]員松松.地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)及故障解決[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2016（4）：61-62.

[2]杜雨萌.地鐵供電系統(tǒng)中變壓器保護(hù)及故障解決[J].電力系統(tǒng)裝備，2019（8）：78-80.

[3]廖文鋒. 地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)和故障解決分析[J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（14）：81-82.

[4]陳祝鵬. 地鐵供電系統(tǒng)變壓器保護(hù)及故障分析[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（34）：9.

[5]王學(xué)振. 地鐵供電系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)及故障解決[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（24）：144-145.

（作者單位：中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司）