地铁供电系统中的变压器保护及故障解决措施

地铁供电系统中的变压器保护及故障解决措施
摘要：地铁是城市中重要的交通工具，缓解城市地面道路的交通压力，便利于城市居民的日常出行。

因此，地铁的运营状况时刻受到社会大众的关注，地铁供电系统作为地铁运营的基础，其运行质量直接关系到地铁运营，而变压器是地铁供电系统中的转换电压装置，与供电系统运行质量有着密切的关系。

基于变压器在地铁供电系统中的重要性，本文对变压器保护中的纵联差动保护、过电流保护、瓦斯保护等进行了分析，并给出了变压器故障的解决措施，以保证变压器始终处于良好的运行状态。

关键词：地铁供电系统；变压器保护；变压器故障
现代城市地铁依托于电力运营，地铁供电系统是电力的来源，为地铁列车、照明系统、供排水系统、空调系统、自动扶梯等输送源源不断的电力。

而变压器是地铁供电系统的重要组成部分，负责不同级别电压的转换，对于供电系统运行的质量有着决定性的影响。

所以，有必要对变压器保护与故障解决措施进行探究，以维持地铁供电系统的高质量运行状态。

1.地铁供电系统中变压器的保护措施
1.1纵联差动保护
变压器纵联差动保护是指在变压器上安装了纵联差动保护装置，该装置可避免各种短路问题，形成对变压器稳态、暂态下的有效保护。

但是该装置在实际的应用中具有一定的条件，需要安装在大于10MVA且独立运行的变压器上，或者是大于6.3MVA且并列运行的
变压器上。

该装置与电流速断保护装置联用，形成对变压器短路故障的有效防护，保证变压器安全稳定的运行。

1.2过电流保护
地铁供电系统对运行的灵敏性有着较高的要求，采用过电流保护方案的主要目的是排除相间短路导致的过电流现象，属于补充的保护机制。

在地铁供电系统中合理设置不同类型的过电流保护装置，保护变压器平稳运行，为地铁运营提供安全、充足的电力支撑。

1.3零序电流保护
该保护方式解决的也是供电系统的短路问题，针对的是大接地系统，当其发生短路问题时，供电系统中的零序电流发生改变，危及到变压器的安全运行，在110kV变压器上安装零序电流保护，形成对变压器元件的保护作用，避免元件被过大的电流烧毁，具体保护方式详见图1。

图1 110kv变压器零序电流保护图
1.4瓦斯保护
瓦斯保护针对的是油浸式变压器，瓦斯保护装置可及时调整油箱中气体流动的速度，保护的灵敏度较高，及时解决变压器油箱短路故障。

但是该装置在实际的应用中，无法体现油箱的外部故障，所以要与纵联差动保护装置联用，以保护油浸式变压器的运行安全。

1.5过励磁保护
地铁供电系统发生励磁涌流后，直接冲击系统中的电流，但是冲击的时间有限，不会对变压器造成较大的影响。

变压器使用过励磁保护的主要目的，是为了防止过励磁引发其他保护装置误动作和固定物松动问题，影响到变压器的运行安全。

所以，在变压器充电过程中，不可短时间内多次合闸，以防止引起地铁供电系统的励磁涌流现象。

1.6温度保护
地铁供电系统的变压器长时间运行，导致变压器中的线路、部分元件温度升高，影响到变压器的运行质量。

因此，温度保护是变压器保护中的重要事项，一是在变压器日常运行中，注意做好温度检查工作，确保二次回路无接地，绝缘性符合要求。

变压器上安装的温度装置，日常做好检修与保养工作，接线盒外观无破损，满足户外防护要求，保证温度测量的准确性；二是安装温控设备，接线要准确，电源要可靠，确保温控设备良好的运行状态。

温度探头加强日常巡检，避免温度检测出现偏差，影响到变压器温度保护的效果。

2.地铁供电系统中变压器故障解决的对策
2.1避雷装置故障
避雷装置故障以预防为主，日常对其开展预防性试验，检测避雷装置的工作状态，最大限度的降低雷击谐振的影响。

如果在检测中发现避雷装置出现破损，或者是与地铁供电系统的要求标准不符，应立即更换新的装置。

地铁供电系统的变压器中安装了一些电感设
备，这些设备对于温度反应较为灵敏，变压器的油温需进行严格的控制，尤其是变压器的上层电感设备较多，上层油温要小于85℃。

以及变压器不可长时间超负荷运行，避免油温超过95℃，引发变压器故障问题。

2.2三相电压失衡
如果变压器发生了该问题，会直接引起变压器的运行故障。

在变压器日常检修与维护工作中，要定期检查三相电压的情况，当发现失衡现象立即进行调整。

此外，为了防止三相电压失衡问题，还应注意变压器油温检查，确定油箱有无渗漏问题等。

如果发现是三相负载失衡问题，以最大电流负荷为调整与分配标准，进行三项负载的重新设定，保持三相负载的平衡。

2.3绝缘电阻问题
当变压器铁心绝缘电阻检测值较低时，说明铁心暴露在空气环境中受潮，如果高低压绝缘符合标准要求，变压器可正常运行，变压器铁心运行温度升高，绝缘性会逐渐恢复。

如果电阻检测值等于零，表明变压器铁心受损，引起接地故障，无法安全运行，需要增加绝缘垫，修复变形的部位。

当铁心打火发出啪啪的声音，有可能在铁心安装过程中，铁心表面落入杂质，维修人员先找到发出声音的位置，清除铁心上的杂质，如果还存在异响，则要安排专业技术人员进行修理。

2.4做好日常检修维护工作
为了保证变压器日常稳定、安全的运行，在日常需切实做好监测、维护、检修等工作。

变压器的运行环境干燥清洁，可6个月进行一次检修维护，如果运行环境较差，灰尘、烟雾较多，最好是3个月检修维护一次，并随时进行抽查。

在定期检修维护工作中，
发现变压器上灰尘较多，应及时清除积灰，避免绝缘击穿和温度过高问题，绝缘位置应重点清灰，使用干燥压缩空气吹净灰尘；日常关注变压器运行的各项参数，像温度、负载，以及各个元件的运行状况等；停电检修，确定变压器中的零件、装置、元件等有无松动问题，拧紧固定螺丝，检查线路和金属零部件等，确定表面有无腐蚀、老化、锈蚀等现象，以及绝缘表面是否正常，当发现存在问题时，采取相应的处理措施；在变压器即将到达使用年限时，测试变压器的整体工作状态，确定是否需要更换新的变压器，并测试绝缘电阻、绕组直流电阻等，确定是否符合变压器安全运行的要求。

结语：地铁供电系统维持着地铁日常的安全运行，其中变压器是供电系统的核心所在，变压器的运行状态决定着地铁供电系统的运行质量，影响着地铁正常的运营。

因此，针对变压器的保护及故障解决措施的运用十分重要，地铁运营维护检修人员，应注重变压器保护的正确合理应用，并采取有效的故障解决措施，保障变压器安全、稳定、可靠的运行，确保地铁运营的安全。