摘要：地铁现已成为城市交通的发展主流，供电系统是构成地铁完整系统中最重要的一部分，有着及其重要的作用。变压器则是关系着地铁供电系统能否安全稳定运行的重要环节，变压器如果发生故障、运行不稳定，很有可能会导致地铁运营中断，给乘客造成人安全隐患以及财产损失。本文主要分析地铁供电系统变压器的常见故障，并对相应解决措施进行了探究，以供地铁同仁进行交流。
关键词：地铁供系统；变压器；故障分析及解决
1.引言
变压器是供电系统中最为重要的电气设备之一，一旦变压器出现问题，其造成影响范围较广、产生的后果较严重。因此，想要保证地铁供电系统安全稳定运行，就必须加强对变压器的日常巡视，悉知变压器的运行状况，熟知变压器的故障原因，加强对变压器的保护措施。
2.地铁供电方式
城市电网为地铁轨道交通进行供电的方式分为三种：集中式供电、分散式供电以及混合式供电。集中式供电是通过沿城市地铁轨道的交通线路，为城市地铁建立若干个专用的主变电站，按照用电量和线路长短的不同，为城市地铁轨道交通内部供电系统提供所需的35kV或10kV运行电压；分散式供电是通过在城市地铁线路沿线建立数十个牵引变电所和降压变电所，来为城市地铁进行供电；混合式供电，是集中式供电与分散式供电的结合，这种供电方式能够使地铁的供电系更加灵活与完善，兼备了集中式、分散式供电的优势。
3.地铁供电系统
3.1外部电源
城市电网电源是每座城市的电力来源，地铁供电系统外部电源则是来自于从城市电网供给，并由其进行分配和调节。
3.2主变电站
主变电站是把从城市电网电源引入的110KV或35kV电压，转变成能适用于地铁供电系统的所需的35kV或10kV电压等级，是地铁供电系统中对外部电压进行降压处理的重要单元。
3.3牵引供电系统
城市电网电压经地铁主变电站降压处理后，其电压等级还是远高于地铁电压等级，需经过牵引供电系统做进一步降压和整流化处理，方可为地铁牵引机车供电。
3.4动力照明供电系统
地铁中的诸多用电设备如车站照明用电、电梯用电、广告设施用电、显示屏幕用电等所需要的用电电压一般为交流380v或220v。经牵引供电系统降压和整流化处理后的电压是一般为直流1500v或直流750v，并不能够作为以上设备的用电电源。因此，需通过动力照明供电系统变压、变流，以获取所需交流电。
3.5电力监控系统
地铁供电系统是由许多种设备组建而成，每种设备的操作步骤十分复杂且作用重大，因此需要一套电力监控系统对这些设备进行严格监控。电力监控系统可以远程采集各种设备的各项信息，对其每个操作步骤和操作环节能够实时监控，它使得地铁供电系统变得更加完善和可靠，是地铁的平稳运行的坚实基础。
4.地铁供电系统中变压器常见故障分析
4.1绝缘老化
随着变压器运行时间以及所载负荷的不断增加，变压器内部的绝缘纸板、绝缘材料会发生老化或者损伤，甚至会出现变脆、变黑、变焦等现象，致使其绝缘能力大幅度降低，当出现过电压时极易发生击穿现象。
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4.2铁芯多点接地
变压器的接地方式一般可采用一点接地和多点接地两种，实际运行使用中的变压器如果出现铁芯多点接地，会产生电流回路，如果不及时处理，易出现铁芯故障，还会引起变压器局部发热、变压器油分解，极易导致铁芯硅钢片变形，致使变压器难以安全稳定运行。
4.3变压器受潮
变压器如果内部部件件存在水分渗漏，或外部水分延管线和配件进入变压器油箱，或绝缘油中存在水分，亦或变压器所处环境空气湿度过大，都极易导致变压器受潮。变压器受潮如不及时进行处理，会降低其绝缘水平，对其安全稳定运行造成影响。
5.变压器发生故障带来的严重影响
变压器是地铁供电系统的重要组成部分，如果变压器出现故障退出运行，很可能导致接触网牵引供电消失，致使行运中的地铁迫停在地铁隧道内，不仅中断地铁正常运营，还会对乘客造成心理恐慌甚至造成人身伤害。
因此，变压器的保护在地铁供电系统中就显得尤为重要，只有保证变压器的安全稳定，才能保证地铁的正常运营秩序，进而保障乘客生命财产不受损失。
6.地铁供电系统变压器故障解决措施
6.1绝缘故障的处理方法
解决供电系统变压器绝缘故障的一般处理方法是：检查变压器内部绝缘状况，并分析判断出导致故障的直接原因。如果变压器是因为受到热、电、机械应力以及环境因素的影响导致绝缘受潮、绝缘性能下降，维检人员需及时对变压器受潮绝缘部分做烘干处理；如果变压器是因为油发生变质而导致的故障发生，则需及时对变压器油进行更换或处理；与此同时，定期进行油道通畅情况检查，及时清除油道杂物，防止油道堵塞，也是解决变压器绝缘故障问题的有效措施。
6.2变压器铁芯多点接地解决措施
解决变压器铁芯多点接地故障的常见方法有两种，一种是开箱检查法，另外一种是直流电流冲击法。前者所用方法较为直接，可直接去除变压器外箱盖上的接地点，与此同时检查绝缘纸板的运行使用情况，如果发现影响变压器的正常使用，则及时进行更换处理。后者所用方法是通过接入直流电流进行冲击，利用直流电流所产生的热效应，从而烧掉多余的接地点。一般进行4-5次直流电流冲击，则可以去除多余的铁芯接地点。
6.2变压器受潮处理措施
解决变压器受潮的常见方法有两种：即离线处理法和在线处理两种处理法。离线处理需针对不同的变压器，考虑其容量和结构的特点，从而进行排潮和加热处理。离线处理受到使用条件的制约，相比在线处理，它的实际实施过程存在诸多困难因素，停电时间较长、维修过程复杂，同时还可能对变压器绝缘部位造成损伤或加速老化。而在线处理法一般是采取的是在线滤油，它可去除变压器油中的水分，通过向真空眼内喷水，将真空容器中的气体和水份转移到环境中去。变压器油经过脱气和脱水处理工序后，最终重新注入到变压器中。两种方法对比可知，在线处理法特点较为突出，其所需停电时间短且不易对设备造成损坏。
7.结束语
电力变压器对地铁供电系统有着至关重要的作用，因此要想做好变压器的维护，除需严格遵守规章制度，定期开展变压器设备巡视，还需熟练掌握变压器理论知识，熟知变压器出现故障的原因并做出正确分析判断，只有这样才能及时预防故障和准确处理故障。做好日常维护预防，做好故障问题的有效处理，即可避免或减少因变压器故障而产生的影响，从而保证地铁运营的安全稳定。
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论文作者:高越
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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