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摘要：随着我国城市路面交通压力的增大，地铁利用地下空间开发运营，有效缓解了地面交通压力，为城市经济发展注入新的动力。当前，为了进一步确保地铁的安全运行，需要相关部门对地铁供电系统中的变压器进行保护及故障排除。本文主要就地铁电力变压器保护与故障解决进行探索，供同行借鉴参考。
关键词：地铁供电；变压器保护；故障解决
前言
地铁的不断增加建设，事实上给市民出行生活、工作提供了便利，但另一方面也是受到实际环境的限制，导致地铁路安全事故及故障频发。地铁作为靠电力牵引的电动列车，地铁所运营的相关辅助设施如照明、空调、通风、排水、通信、自动扶梯和防灾报替等，均是依靠电力支撑。因此，电力系统中的变压器的故障规律进行探索，以便指导地铁的日常维护来确保地铁安全可靠地运行。
一、地铁供电系统变压器保护措施
作为地铁供电系统中最为重要的组成部分，变压器的运行质量以及效率往往会对整个地铁系统的运行产生直接的影响。基于此，需要技术人员加强对地铁供电系统变压器的保护。对此，笔者进行了相关总结，具体内容如下。
（一）瓦斯保护
所谓的瓦斯保护，指的是通过对油箱中气体的流动速度以及数量进行控制和改变，继而实现对于变压器的保护。目前，瓦斯保护措施在实际的运用过程中具有灵敏度高、安装方便等特点，故而获得了相关部门的青睐，并广泛地运用在油变压器的保护中。
一般而言，在进行变压器的瓦斯保护的过程中，需要将瓦斯保护装置安装在室外0.8 MVA及以上或室内0.4 MVA以上的油浸式变压器当中，从而以此为依托，有效地解决油箱内部油面降低、短路的问题。此外，由于瓦斯保护装置在运行中无法直接反映出油箱外部的故障，故而在实际的操作过程中需要加强与纵联差动保护的融合使用。
（二）电流速断与纵联差动保护
众所周知，供电系统的变压器在运行过程中，一旦出现短路等问题，往往会导致整个供电系统处于崩溃状态。基于此，就需要相关部门以及人员在实际的操作过程中加强电流速断与纵联差动的保护，实现对于各类短路故障的保护。
目前，纵联差动保护能够实现对稳态、暂态以及带制动特性3种情况下的差动保护。一般情况下，为了确保相关的保护措施得到妥善处理并提升相关效益，需要电力技术人员在过流时限大于0.5 s的10 MVA以下的变压器当中进行电流速断保护装置的安装，而纵联差动保护装置则需要安装在10 MVA以上单独运行（6.3 MVA以上并列运行）的变压器当中。
（三）变压器温度保护
相关的数据资料显示：地铁供电系统变压器在运行的过程中，由于变压器绕组匝间、层间短路，线圈接头焊接不良，长期超负荷运转，散热器故障等引起温度升高。一般而言，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，更可能会引发电力火灾，导致一系列损失的出现。为此，需要电力技术人员在实际的操作过程中确保变压器温度保护装置的可靠运行，促进相关效益的取得。
在这一过程中，一方面需要电力技术人员在变电器中正确安装温度探头，从而实现对地铁供电系统变压器温度的准确掌控，并能够根据异常情况的实际发展采取有效的处理；另一方面可以加强对散热风机的安装和检查，确保变压器降温效果的提升，确保变压器的安全稳定运行。不仅如此，电力部门还需要加强对变压器的温度测控装置的检查和试验，在此过程中需要格外加强对二次回路绝缘性能的保障。
（四）过励磁保护
在变压器保护中安装过励磁保护是为了解决变压器中的过励磁问题。由于励磁涌流造成的冲击电流存在的时间很短，因此其对变压器伤害不大，此外，励磁涌流有可能引起变压器的纵联差动保护动作。显而易见，我们不宜多次连续合闸来对变压器进行充电，因为绕组间的机械力作用会因为大电流的多次冲击而逐渐造成其固定物松动，引起故障。
（五）零序电流保护
变压器保护中的零序电流保护可以作为变压器相邻元件短路的后备保护和主保护的后备保护措施，主要是为了解决反应大接地电流系统外部接地短路的问题。一般来说，零序电流保护主要安装在110kV以上的中性点直接接地系统中的电力变压器。如果大接地电流系统发生接地短路的故障，此时系统中变压器中性点接地的位置和台数直接影响到零序电流的大小和分布。
二、变压器常见故障
油箱外部故障和油箱内部故障是变压器故障的两种类型。变压器油箱外部最常见的故障有油箱外部接地故障、套管与引线处产生各种相间短路等。而变压器油箱内部常见故障主要包括三种情况：单相接地短路、绕组的匝间短路和相间短路。对变压器来讲，油箱内部故障具有极大的危害性，铁芯和绕组会被油箱内部故障引起的高温电弧烧毁。不仅如此，变压器油绝缘也会由于油箱内部故障导致受热分解，进而产生大量气体，从而导致变压器油箱爆炸，其后果不堪设想。
三、地铁供电系统变压器故障的解决措施
（一）瓦斯故障的解决措施
变压器内部故障通常是从微小故障渐变为严重的故障，因此，通常先轻瓦斯报警后重瓦斯跳闸，或两者同时出现。处理时首先检查变压器的温度、油面、呼吸器阀门、电压、电流情况，其次应收集瓦斯继电器内气体，并根据下表进行分析，判别故障性质。
如果是空气且近期曾加油，在排气和检查后可继续运行，但须加强监视。如果没有气体，应重点检查判断二次回路、保护插件或瓦斯继电器故障的可能。如果气体可燃，在未查明故障原因前不可再次投运变压器，应进行油色谱分析，同时做绝缘电阻、直阻、变比、介损、泄漏电流试验，技术人员根据化验和试验结果进行综合分析，判断故障原因，制定相关修复解决方案。
（二）绕组故障的解决措施
作为地铁供电系统中最为常见的变压器故障之一，绕组故障的出现往往会阻碍电力系统的高效运转。在进行绕组故障处理的过程中，需要电力技术人员以导致绕组故障出现的因素为出发点，通过修复绕组部件、拧紧螺丝、改善绕组结构、修补绝缘等措施，实现对于绕组短路、断路、松动、变形、位移等问题的高效解决。
（三）绝缘故障的解决措施
为有效促进地铁供电系统变电器绝缘故障的有效解决，电力技术人员往往应事先加强对于变压器内部绝缘故障原因的思考和分析。如果是热、电、机械应力以及环境因素导致的绝缘受潮问题，则需要技术人员加强干燥处理，但若是因为变压器油劣化而导致的故障，则需要及时更换或处理变压器油。除此之外，电力技术人员还需要定期对油道的堵塞状况进行检查和处理，以便解決绝缘故障问题。
四、结束语
该文主要分析了地铁供电系统变压器保护措施：瓦斯保护、电流速断与纵联差动保护以及温度保护，并对地铁供电系统变压器故障的解决措施进行了具体的阐释。笔者认为，随着相关措施的落实到位，我国的地铁供电系统必将获得平稳的发展，并以此为基础促进相关效益的取得，促进城市交通的高效发展。
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论文作者:陈敬绵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/15
标签：变压器论文; 故障论文; 供电系统论文; 地铁论文; 绕组论文; 油箱论文; 瓦斯论文; 《防护工程》2017年第20期论文;