地铁供电系统中的变压器保护及故障处置技术分析

章达　万青

摘 要 本文首先分析了地铁供电系统，然后对地铁供电系统中变压器的常见故障类型做了大致的阐述，接着对地铁供电系统中变压器的保护进行了详细的说明，最后针对地铁供电系统中变压器故障的解决措施做了总结，旨在维护地铁运行供电系统的安全可靠，保障地铁的运行安全。

关键词 地铁；供电系统；变压器；故障处理

中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0184-02

1 地铁供电系统概述

电能是地铁运行的主要动力来源，经济合理、有可靠的供电系统、能够灵活安全的运行、操作起来简单方便是地铁供电系统的原则，但是，地铁的供电系统在接线的方式上还有发展的空间，地铁的供电系统可以推动地铁中的排水、防灾警报、空调、自动扶梯、照明、通信、通风、信号等辅助设备的操作运行，在地铁供电系统中，变压器是各级电压变换的装置，对整个地铁电力系统的运行起着独一无二的作用，所以要加强对变压器的维护及故障处理。

2 地铁供电系统中变压器常见的故障

2.1 变压器油箱外部故障

油箱外部接地故障、引线和套管处产生各种相间短路是油箱外部故障的常见几种故障类型。

2.2 变压器油箱内部故障

单相接地短路、绕组的匝间短路以及相间短路是油箱内部故障的3种常见情况，油箱内部故障对于变压器来讲危害使极大的，油箱内部故障导致的高温电弧就会烧毁铁芯和绕组，同时，也会导致变压器油绝缘受热产生分解，就会产生大量的气体，最终可能引发变压器油箱爆炸，导致的后果就不能预计，所以，必须加强对变压器的维护工作的开展。

3 地铁供电系统中变压器的保护

3.1 电流速断与纵联差动保护

为了有效防止引线接地短路、绕组匝间短路和相间短路等故障的发生，要加强保护变压器，主要是对变压器的电流速断与纵联差动的保护。进行电流速断与纵联差动的保护时，主要是针对3种情况，分别是稳态、暂态和带制动特性。加强对电流速断与纵联差动的保护，避免出现短路问题，以免整个供电系统处于崩溃状态。

3.2 过电流保护

变压器保护中的过电流主要是一种后备保护措施，是作为纵联差动以及瓦斯保护的后备措施，外部中有相间短路导致的过电流问题就是它主要解决的问题，必须在系统中安装低压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流以及负序过电流等保护装置来满足地铁运行的灵敏度的要求，以保障变电器正常工作。

3.3 零序电流保护

零序电流保护也属于一种后备保护措施，主要是针对变压器相邻元件短路的后备保护措施，进行零序电流保护主要是针对反应大接地电流系统外部接地短路问题进行解决，通常情况下，零序电流的安装主要是在110kV以上的中性点直接接地系统的变压器中，在大接地电流系统外部接地短路出现故障时，零序电流的大小和分布情况就会受到供电系统中变压器的中性点接地位置和台数所影响。

3.4 瓦斯保护

控制以及改变油箱中气体的流动速度和数量，从而起到保护变压器的作用，这就是瓦斯保护。目前瓦斯保护因为在实际运用中具有安装操作简单方便、灵敏度高的特征被广泛运用到变压器的保护中，同时获得了相关部门的一致好评。瓦斯保护装置一般被安装在室外0.8MVA及以上或者0.4MVA以上的变压器中，并且这种变压器是油浸式变压器，通过这种方式，油箱内部油面降低、短路等问题能够得到有效解决。但是，在实际的操作中必须融合使用纵联差动保护以解决运行中的瓦斯保护装置不能直接反映油箱外部故障的问题。

3.5 过励磁保护

变压器中的过励磁问题主要就是依靠对地铁供电系统变压器进行过励磁保护来实现，励磁涌流对变压器造成的损害比较小，这是因为励磁涌流对电流导致的冲击持续的时间比较短，但另一方面，可能会导致变压器中的纵联差动保护装置发生作用。所以，要连续多次合闸为变压器充电，防止在大电流的冲击下导致的固定物松动的问题。

3.6 变压器温度保护

检查试驗变压器的温度时，要维护好二次回路良好的绝缘性，避免接地现象的出现，另外，要根据户外防护等级的标准来选择变压器的温度设备接线盒。除此之外，要保证温度探头和温度采集线的完整性不被破坏，进行温控器的安装工作时，导线插头的连接要紧固，同时温控电源要保证可靠。

4 地铁供电系统变压器故障的解决措施

4.1 避雷装置故障解决措施

首先要按时对避雷装置进行预防性试验，保证避雷装置的完好无缺，降低由雷击谐振所致的变压器故障现象的概率，要及时更换不符合标准的避装置。同时，要合理控制变压器的油温和100kVA容量，这主要是因为变压器的上层位置中国有较多的电感设备，变压器的上层中油温最好在85℃～95℃之间，最好不要低于或者超出这个范围，要适当让变压器适度休息，长时间的超负荷运行也会导致变压器故障。

4.2 螺杆转动的维护措施

在进行变压器的拆装工作的同时，要检查螺杆的转动状况，以防转动问题的发生，另外，要选择合理的二次侧导线的接线方式。地铁变压器工作人员要在变压器的接触面上涂上一层导电膏，避免变压器被氧化，同时也可以增加相关零件的导热能力。

4.3 保持三相电压与负载平衡

三相电压失衡会导致变压器无法正常工作，所以要定期对三相电压的平衡状况进行检查，及时调整解决失衡问题。另外，也要检查变压器的温度、油位以及油的渗漏等状况，以便发挥职能问题能够及时给出应对措施，将出现故障的机率降到最低。如果发现呼吸器内的干燥剂的颜色发生变化时，要及时更换干燥剂。对于三相电压负载不平衡的状况，要及时调整和分配三相间的电流状况。

4.4 变压器铁心绝缘电阻不合格的解决办法

变压器铁心绝缘电阻不合格的状况有多种，如果是受潮的状况下，铁芯绝缘的电阻会大于或大于零，这时只需将变压器铁心暴露在空气中，使其干燥，达到合格的高低压绝缘状态，即可投入使用，在经过几天使用后，绝缘电阻会因为铁心自身发热的缘故恢复到出厂值，问题就能得到解决。另一种情况是在安装的过程导致的铁心的部分破损或者铁心变形，这时的铁心绝缘电阻等于零，如果铁心破损或者变形，就有可能导致铁心和其他部件接触产生接地故障，所以专业的工作人员需要加绝缘垫或者回复铁心的形状。最后一种情况是铁心在安装的过程中有其他金属屑、尘土等杂质，导致铁心有擦火或者有啪啪的放点的声音出现，这种情况就只需要利用干燥的压缩空气吹一下即可。

4.5 变压器浸水处理

变压器中如果进入水，就会导致变压器因为水和泥沙进入变压器而立马断电，不能正常工作。在风机进入水后需要依靠风机制造商的帮助来完成对风机的清理，另外，铁心的片子之间也会进水，同时泥沙也会进入到铁心柱上的定位孔中，如果是出现这种情况，在条件有限的情况下，可以用灯泡来烘干，如果还是不能处理，就只能返厂进行维修处理。

4.6 变压器的日常维护

除了变压器的故障出现以后的解决措施以外，对变压器的日常维护的监测工作也比较重要，要将故障防范于未然，定期对变压器进行检测和维护，一旦发现问题或者不合规格的地方立即给出应对措施。

5 结论

综上所述，地铁是现在人们出行的重要交通工具，为了保障人们出行的便利与安全，因此，要维护好地铁供电系统的运用，全面分析和把握地铁变压器存在的常见故障并及时给出应对措施，通过日常的维护的故障解决，保障地铁运行的安全可靠，为地铁的正常运行提供安全可靠的运行环境。

参考文献

[1]顾亚东.地铁供电系统中的变压器保护及故障应对分析[J].城市建设理论研究，2014（10）.

[2]杨冬林.谈地铁供电系统中的变压器保护及故障解决[J].建筑工程技术与设计，2016（8）.endprint