（昆明地铁运营有限公司 云南省昆明市 650200）
摘要：目前地铁已成为人们出行最重要的方式之一，作为地铁动力源的供电系统也显得越来越重要。变压器作为供电系统主要的电气设备，对其常见故障进行分析显得尤为重要。
关键词：变压器；故障；故障分析
1地铁的供电方式
地铁供电方式有集中式供电、分散式供电和混合式供电。集中式供电是设置主变电所，沿地铁线路，统一为地铁牵引降压混合所、降压变电所供电；分散式供电是指不设置主变电所，而直接由城市电网变电所对牵引降压混合所、降压变电所进行供电；混合式供电，即集中式供电和分散式供电的混合，一部分采用集中供电，一部分采用分散供电。不管哪种供电方式，变压器作为其中重要的供电设备，承担着不可替代的作用。
2地铁供电系统变压器保护介绍及保护动作处理原则
某地铁集中式供电主变压器保护配置如下图：
差动保护根据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成对电气设备的保护。流入的电流和流出的电流相等时（躲开变比、型号、相位等引起的不平衡电流）不动作，差流到达动作值断路器跳闸，说明变压器绕组或引出端有故障。采用比率差动目的是防止外部故障期间CT的饱和或瞬时误差引起保护误动。
复合电压闭锁过电流保护是发生相间短路故障或者非正常负载增加时电流会突然增大，电压突然下降，当线路中故障电流达到保护设定的动作值时，保护动作。复合电压闭锁就是动作前判断复序电压（负序电压和低电压）是否满足条件，满足条件时动作。
零序电流保护是在变压器中性点直接接地系统中，当发生接地故障时，会有零序电流产生，当大于设定值时，保护动作。
过负荷保护是反应各侧过负荷情况的保护，通过电流大小来反映，保护一般为单相式延时动作于信号。
当以上保护动作时，应查看变压器保护装置和故障滤波装置上的报警信号及断路器动作情况，根据报警信号判断故障发生的原因和范围，判断保护是否正确动作，如判断为误报或误碰，不影响运行时，应立即复归信号进行送电。当故障真实发生时，应根据故障信号判断故障点，隔离故障点，对完好设备进行送电，以避免或减少对地铁运营的影响。
3地铁供电系统变压器常见故障分析
3.1声音异常
变压器正常运行时，应发出均匀而连续的交流电声。
声音均匀但增大时，当发出“轰轰”声音，可能是断线、短路的引起的声音；当发出尖锐的声音时，可能是电网发生单相接地或产生谐振过电压；当声音中夹杂着“哇哇”声或“咯咯”声时可能出现变压器过负荷，应结合电压表计综合分析。
当变压器发出“嘶嘶”的声音，可能是变压器高压套管脏污，有时熄灯后还能看到蓝色、紫色的小火花。此时，应清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。
当变压器有“噼啪”放电声时，应将所有照明关闭，查找放电点。放电的原因有瓷件污损严重、内部接触不良、匝间放电、分解开关接触不良、接头有毛刺等，应根据具体情况对变压器进行受限使用或停止运行，择机对变压器进行检查。
当变压器出现“叮叮当当”等杂音时，而变压器的电压、电流和温度却正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，有可能是螺栓或者某个零部件松动，如铁芯穿心螺杆夹的不紧或压紧铁芯的螺栓松动，引起硅钢片振动，应从易到难进行排除，必要时应停止变压器运行进行检查。
当变压器内部有冒泡的声音时，有可能是绕组有较严重的故障，如匝间短路等，引起局部过热，使其附近的变压器油发生气化，应立即停止变压器运行进行检修。
当变压器存在有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器某些部件存在机械接触或是因为静电放电引起的异常响声，应结合测量表计和
温度进行综合判断，如对运行无大危害可不必立即停止运行。
3.2变压器温度异常
变压器温度的上升会导致变压器绝缘性能降低，继而危及变压器的正常运行。引起温度异常升高的原因有：变压器绕组局部层间或匝间的短路，放电发热引起油温升高；变压器铁芯局部短路、夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏；因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；长期过负荷运行或事故过负荷；散热条件恶化等。所以在检修后应正确恢复温度探头，从而反映变压器的实际温度；同时应改善变压器运行环境，如打开通风风机或打开变压器房门等，确保变压器降温效果。检修时还应加强对变压器温控器的检查和试验，确保变压器温控器完好可用。
3.2瓦斯保护
瓦斯保护是变压器内部故障的主保护，轻瓦斯动作发出信号，重瓦斯动作去跳闸，它能有效地反映变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障。一般与变压器差动保护配合使用。
轻瓦斯动作原因有密封或工作时使空气进入到变压器油中、漏油使油面降低、内部故障产生少量气体、二次回路故障等。
重瓦斯动作原因是变压器内发生严重短路，油温剧烈上升，同时分解出来大量气体对变压器油产生冲击，使油流冲向继电器的档板，动作于跳闸。
外部检查未发现问题时，可对瓦斯继电器中气体进行化验分析，查明气体性质，判断故障原因。常见的气体与对应的故障见下表：
3.2绝缘问题
变压器绝缘水平决定了变压器的运行质量和寿命，变压器很大一部分故障都是因绝缘性能不佳引起，绝缘的好坏是变压器能否长期、安全可靠运行的基本保证。
当变压器内部产生局部放电或局部轻度过热现象，如未及时发现，故障进一步发展将损伤绝缘导致变压器内绕组局部短路、绝缘件碳化等故障。隐蔽绝缘的检查一般是通过预防性试验进行，发现有问题时应及时进行处理。
结束语
总之，变压器作为地铁供电系统的主要设备，出现故障和异常现象的原因比较多，但还是有一定的规律，只有在平时的工作中多分析、多积累，在发生异常时，才能准确判断，及时处理，保障地铁供电的安全稳定运行。
参考文献：
[1]赵家礼，张庆达 变压器故障诊断与修理（M）北京：机械工业出版社2000
论文作者:卢凤磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/18
标签：变压器论文; 故障论文; 动作论文; 电流论文; 地铁论文; 供电系统论文; 瓦斯论文; 《电力设备》2017年第24期论文;