地铁供电系统中变压器保护及故障处理

邱鹏飞

摘要：在新时期，随着城市化进程的不断加快，各个地区加强了城市的交通道路建设工作，在众多的城市交通工具中地铁由于其速度快、环境好受到了人们的热烈欢迎。由于地铁运行的主要能源是电力，所以需要保护好地铁的电力设备，变电器是主要的电力设备，但是在实际的运行中时常出现一些故障，对此需要加强故障处理，做好变电器的保护工作，从而保障地铁供电系统的安全平稳运行。鉴于此，本文主要对地铁供电系统中变压器保护及故障处理，以期为相关人士提供借鉴与参考。

关键词：地铁供电系统;变压器保护;故障处理;相关措施

一、前言

城市轨道交通的快速发展，给城市地铁带来了比较好的发展契机，而地铁承担着城市大量运营压力，是城市重要基础性运输工程。一直以来，地铁供电系统变压器保护和故障处理是人们关注的重点，地铁运营单位的管理人员和工作人员需要采取一些切实可行的措施对变压器进行保护，做好故障的处理，从而就能加强对地铁供电系统的保护，保障交通事业蓬勃向前发展。

二、地铁供电系统

在实际的运行过程中，地铁供电方式有三种：混合供电、分散供电、集中供电，三种供电方式虽然各不相同，且都会对地铁有一定的影响，但是基本都能够保证地铁的平稳运行。分散供电是指地铁轨道建设中，通过整个沿线所修建的牵引变电所、降压变电对地铁进行供电;集中供电是根据地铁的用电情况、线路之间的差异通过地铁专用变电所进行供电;混合供电是分散供电和集中供电两种方式的结合，此操作方式可以保障整个地铁的用电环境，为系统的平稳运行提供有效保护。

三、地铁供电系统中变压器常见故障类型

1、绕组故障

地铁供电系统中变压器在运行中绕组故障是比较常见的一种故障类型，绕组故障的出现一般不会是单方面原因引起的，主要是由于外部线路接触不良、线路出现松动等问题，变压器内部绝缘体出现老化、局部绕组导线出现连接不良引起的，这些问题就造成变压器绕组出现短路故障，严重点会使得绕组报废。此外，虽然在绕组出现故障后供电系统变压器可能还会继续运行，但实际上内部结构已经出现严重损伤，继续运行会使变压器的损伤加剧，绝缘体失去效用，绕组出现短路，进而引起更为严重的后果。

2、引线故障

地铁供电系统中变压器引线故障是经常见到的故障，引线是变压器内部绕组连接外部线路的主要元件，是供电系统变压器中关键设施之一。一般情况下，引线故障发生在引线的接头处，引线的接触出现虚接、接触点分离等现象，这些会导致引线出现故障。引起引线故障的原因种类比较多，但整体上看都是由于引线线路的衔接不良而引起的。

3、瓦斯故障

一般情况变压器不会突然出现故障而停止工作，变压器的内部出现的大问题都是一个小的问题出现没有及时发现或引起重视，致使问题越来越大。就瓦斯而言，轻瓦斯发出报警信号后，重瓦斯就会出现跳闸的现象，也有可能是两个一起出现状况，在进行维修的时候要对变压器的温度情况和电流强弱、电压大小进行关注。

4、绝缘故障

绝缘故障是变压器故障中比较常见的问题，变压器绝缘故障会引起一系列故障反应，如绝缘故障短路，绝缘故障会对变压器的质量造成影响，导致地铁供电系统出现大范围故障。在供电系统中引起变压器的绝缘故障的原因有许多，包括变压器内部温度过高，在热量的作用下绝缘体受到老化影响，变压器内部线路出现松动，线路焊接点出现开裂，变压器内部灰尘过多等问题，都会造成绝缘故障。

四、地铁供电系统中变压器保护措施

1、变压器保护中的瓦斯保护

瓦斯保护是地铁供电系统变压器保护常用的保护方式，这种保护方式对于变压器保护效果较好，同时具备很高的灵敏度、较强经济性较强，且施工工艺比较简单。在地铁供电系统中经常使用的变压器是油浸变压器，油浸式变压器在运行过程中会出现一些故障，如绝缘体由于使用时间过长出现老化现象，其可能会导致变压器内部出现高热现象，大量的热量聚集在变压器内部无法排出，变压器油箱箱体无法承受巨大压力，导致油箱箱体出现爆裂。加强瓦斯保护能够有效避免这种问题出现，一旦变压器内部的压力和气体出现异常变量，系统就会进行自我保护，对于变压器油箱液面降低和短路等故障问题有比较好的预防效果。

2、变压器保护中的电流速断与纵联差动保护

电流速断与纵联差动保护能够有效防止变压器出现短路故障，在运行中变压器一旦出现短路故障，就会导致整个运行系统出现失稳，情况严重还会使局部区域地铁供电系统出现崩溃性故障，而采用电流速断与纵联差动保护技术，能够对变压器起到比较好的保护措施。电流速断保护，也被成为电流I段，其具有稳定性高、技术简单、反应迅速等优点，但是无法作用于整個地铁供电线路，一旦超过最大保护范围则无法进行保护，如果达到最小保护范围，则会由于没有保护目标而失效。纵联差动保护装置中存在感应继电器装置，一旦系统检测到出现短路故障，感应继电器则会出现电流指示，此时感应继电器就会做出保护动作，使变压器设备出现跳闸保护。

3、变压器保护中的过励磁保护

在变压器运行过程中，如果出现过励磁现象，就会导致供电系统出现故障，给变压器造成比较大的损伤。过励磁现象出现的原因有许多，如变压器的调压分接头连接不正确，过励磁出现问题并不一定会在外部有比较明显的损坏，但是一旦变压器出现多次过励磁现象，就会使变压器的绝缘体出现老化现象，导致变压器设备无法正常使用，甚至出现报废等情况。因此应当对变压器进行过励磁保护。

4、加强变压器温度保护

众所周知，供电系统在使用过程中会释放一定的热量，一旦温度升高就会影响变压器的部分使用性能，还会对变压器造成损害。所以技术人员应加强对变压器的温度保护，让变压器的温度保持在正常水平内。对于一些容易发热的变压器工作人员可以安装相应的散热装置，保证变压器的安全运行，还应该完善变压器的温度检测装置，帮助工作人员发现温度异常，及时采取措施。

5、做好日常的保养工作

地铁建设中供电系统发挥着非常重要的作用，所以应该把保养和维护作为一项日常工作，设立专人定期进行专项检查，不能等到出现故障才来维修，那样将会影响地铁的平稳运行，人们的出行安全。对于易损的零部件要提前准备好，定期更换，使用比较频繁的线路要设置备用线路，以备主线修复使用。此外，应该建立一个完整的监控系统，让地铁的运行情况得到有效的监控，也方便故障部位的修复，还可以通过监测得到的动态数据总结经验，对容易发生故障的部位进行维护保养。

五、加强地铁供电系统中变压器常见故障的解决措施

1、地铁供电系统变压器中的绕组故障解决措施分析

绕组故障是地铁供电系统中比较常见的变电器故障，所以运维管理人员应当加强管理，做好日常的运检工作，在变电器出现绕组故障时，工作人员应当寻找准确的故障点。如果由于接触不良，应当对螺丝、线路等进行检查并进行紧固，如果由于绕组部分出现硬性损坏故障，如变形等情况，需要对绕组结构进行故障维修，必要时可以更换绕组结构。此外，如果由于绝缘体出现老化，则需要更换绝缘体，作为维护工作人员对变电器中的水分进行干燥处理。

2、地铁供电系统变压器中的引线故障解决措施分析

地铁供电系统的运维管理人员遇到引线故障时，应当对引线部分进行检查。首先检查引线整体连接是否出现松动或断开，如果出现位置不正确的情况要进行复位处理。如果引线松动点在螺栓部位，应当对螺栓进行紧固;如果引线松动点在焊接部位，焊接部位出现开裂问题，则需要对焊接区域进行处理，清除掉焊接面存在的油污、灰尘等杂质，从而确保焊接质量。此外，在进行完引线紧固之后，需要进行二次检查。与绕组故障有相似之处是工作人员也需要对变压器进行水分处理，确保变压器在干燥的环境下使用，防止引线受潮。

3、地铁供电系统变压器中的瓦斯故障解决措施分析

瓦斯故障修理和预防是地铁供电系统变压器故障处理中比较重要的一部分。工作人员在对瓦斯故障进行处理时，应当对变压器油箱的温度、油面等进行检查，确瓦斯故障的基本来源。如果是由于空气出现导致瓦斯故障出现，则需要进行排气处理;如果经过检查确认并非气体导致的故障问题，则需要对继电器进行排查。必要时需要进行色谱检验，从而避免出现气体燃烧。原则上如果未对瓦斯故障全面排除，地铁供电系统中的变压器是不能够进行运行的，这样既是为了确保供电系统和整体设备的安全，同时也是为了防止出现不必要的设备损毁。

4、地铁供电系统变压器中的绝缘故障解决措施分析

对于绝缘故障，地铁供电系统的运维管理人员需要先确定好故障点和故障原因。不同绝缘故障所采取的解决措施存在差异性，如果是由于外部原因导致的变压器内部水分含量增大，则需要对变压器的绝缘体进行除湿处理;如果是由于油路出现堵塞，则维修工作人员应当对油路进行异物处理。大部分的绝缘故障是日积月累形成的，因此为了解决好地铁供电系统变压器的绝缘故障，工作人员应当加强日常管理，尤其对于变压器油裂化要及时发现并处理，从而避免变压器绝缘故障的出现。

六、结束语

综上所述，城市地铁的顺利运营与地铁供电系统存在密不可分的关系，地铁供电系统是保障地铁安全运行的重要环节，因此为了提升城市地铁的安全性，应当加强对系统中变压器的保护，及时发现地铁供电系统变压器中存在的绕组故障、引线故障、瓦斯故障、绝缘故障等故障问题，并采取积极有效的措施，加强对地铁供电系统变压器中的绕组故障、引线故障、瓦斯故障以及绝缘故障等故障问题的处理效果，提高地铁供电系統中的变压器保护力度，从而全面提升地铁供电系统的稳定性和安全性。

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（作者单位：中铁十二局集团电气化工程有限公司）