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摘要：作为城市交通中重要的一环，地铁在其供电系统方面必须做到安全稳定运行。由于变压器在地铁供电系统中占有重要地位，必须熟练掌握地铁变压器故障产生的诸多原因，做到日常维护、人人保护的原则，才能减少或避免变压器故障的产生，从而对地铁安全可靠的运营提供保障。本文针对地铁供电变压器保护问题及排除方法进行了探讨。
关键词：地铁供电；变压器；保护问题；排除方法
1地铁供电系统概述
地铁作为一种现代交通工具，其运行的动力来源是电能。供电系统具备经济合理、运行灵活安全、操作方便、供电可靠等原则，此外，在接线方式上还应该具有发展的可能性。地铁供电系统作为供电系统的一个子系统，也必须符合这样的原则。另外，地铁中的辅助设备，如排水、通风、防灾警报、照明、信号、通信、自动扶梯、空调等，都必须依靠电力系统供电才能得以运行。变压器作为供电系统中各级电压变换的装置，对于整个电力系统来说是一个不可或缺的组成部分，因此对变压器的维护也就显得尤为重要。
2地铁供电系统中变压器的常见故障
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。
3地铁供电系统中的变压器保护
3.1瓦斯保护
在变压器中，瓦斯保护是指通过改变变压器油箱内的气体流动和数量，以此实现对变压器的进一步保护。首先，应该在户内的0.4MWA以上变压器，以及户外0.8MVA以上的油浸式变压器上安装瓦斯保护装置，从而有效解决变压器油箱内部油面降低和短路等各种故障。并且，瓦斯保护具有较高的灵敏度，动作十分迅速，接线安装简单，还可以直接将变压器油箱内发生的各种故障切实反映出来。因此，瓦斯保护与纵联差动保护相互补充、相互配合，可以及时有效地解决变压器的各种故障问题。
3.2过电流保护
在变压器保护中，过电流保护主要是纵联差动和瓦斯保护的后续保障，其是为了应对并处理外部相间短路所导致的过电流问题。而且，为了满足灵敏度的要求，可以安装低压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、过电流保护、负序过电流保护以及阻抗保护，选取较大的反应相间短路电流，从而造成的过电流保护作为变压器的主要后备保护措施。
3.3过励磁保护
在变压器保护中，安装过励磁保护，是为了有效解决变压器中的过励磁问题。励磁涌流造成的冲击电流一般只存在一段时间，因此不会对变压器造成太大的伤害，但是很有可能会造成变压器的纵联差动保护动作。由此可见，最好不要多次连续合闸来对变压器充电，否则绕组间的机械力作用会因为大电流的多次冲击，逐渐造成固定物松动，引起故障。
3.4零序电流保护
在变压器保护中，零序电流保护，是变压器相邻元件短路的后续保障，以及主保护的后续保护措施，这主要是为了解决反应大接地电流系统接地短路的问题。一般情况下，零序电流保护是在110kV以上的中性点直接接地系统中的电力变压器上进行安装。但是大接地电流系统出现接地短路故障，这时供电系统中，变压器中性点的接地位置和数量，就会直接影响零序电流的分布和大小。
3.5电流速断保护与纵联差动保护
通过对变压器安装电流速断保护或者纵联差动保护，以此解决变压器中性点直接接地电网侧绕组和引线接地短路、引出线和绕组导致的相间短路和绕组匝间短路等故障。一般情况下，电流速断保护应安装在过流时限大于0.5s的10MVA以下变压器；纵联差动保护应安装在10MVA及以上单独运行的变压器和6.3MVA以上并列运行的变压器。
4地铁供电系统中变压器故障的排除策略
4.1避雷装置故障排除
为了确保避雷装置的完整性，必须定期进行预防性的试验，避免雷击谐振严重损坏变压器，与此同时，还要及时更换与标准不相符的避雷器装置。变压器的上层位置上放置着很多的电感设备。所以，必须对变压器的容量和温度进行适当控制，上层油温需要控制在85℃以内，而最高不能超过95℃。与此同时，还要确保变压器不可以长期过负荷运作，全面防止发生故障。
4.2螺杆转动维护措施
拆装变压器的过程中，操作人员应该仔细检查螺杆的转动情况，及时确认是否发生转动问题，在检查并确认无状况后，才能够使用。并且，还应该合理选择二次测导线的接线方式。为了尽量避免变压器氧化放热等问题的发生，作业人员还可以适当在接触面上涂抹导电膏，以此提高相关器件的导热能力。
4.3三相电压与负载平衡的保持
变压器的三相电压出现失衡，会导致变压器无法正常工作，因此，为了保证单相电压的平衡性，必须定期进行检查。如果发现异常，则需要及时采取有效的应对措施，对其进行适当调整。与此同时，还要对变压器的温度、油位和渗漏现象，进行详细检查和监督，一旦呼吸器内的干燥剂颜色产生变化，必须及时进行更换。对于三相负载不平衡的变压器来说，应看作是最大电流的负荷，并重新调整和分配三相电。
4.4外施耐压不合格的解决对策
在进行打耐压时如果出现了声音较大、有放电声音或跳闸的现象，这就说明外施耐压不合格，这时就需要对其进行详细的排查与分析，甚至有时还可能会需要将连接标杆或铜排拆去进行逐一检查，尽力去查找不合格所出现的原因，其中主要的原因包括两种情况，一种情况是由于低压内侧出线铜排与铁心柱之间的绝缘距离过近，导致出现串联的现象，这时就需要工作人员对低压线圈进行及时的调整，或是在铜排与铁心柱之间添加绝缘板。另一种情况则是低压线圈与铁心柱之间不小心掺杂了金属物，这种情况则需要工作人员将金属物小心取出，并对其进行详细的修理，保证其能够正常的工作。高压不合格的主要是因为低压中性点连接到地的铜排距离高压线圈过近，这严重的与所规定的安全距离不相符。
4.5变压器的日常监测与维护
相关工作人员还要对变压器进行实时监测、定期检查和维护。在相对干净的地方，需要一年或者更长的时间对变压器进行检测与维护。但是在其他场合，则就需要每季度或者每半年做一次维护检查。在检查过程中，如果发现灰尘聚集过多，需要定期清理，确保空气得以流通，防止绝缘击穿，尤其是变压器的绝缘子和绝缘垫块等位置，必须清理彻底，在此基础上，还需要通过使用干燥的压缩空气，将灰尘清除干净。并且，实时观察负载情况、变压器各相的温度以及风机启停的情况。停电检修过程中，详细检查紧固件和连接件有没有松动现象，导电零件或者其他零件有没有生锈和腐蚀的迹象。而分接开关是变压器的重要组成部分，所以必须确保动静触头之间的接触压力。
结语
总而言之，地铁供电系统是地铁运行的基础和关键，在我国轨道交通发展中起着非常重要的作用，不容忽视。但是，目前我国地铁供电系统中依旧存在着许多问题，亟待解决。这就需要相关人员必须积极加强对地铁供电系统变压器保护和故障排除的高度重视，充分合理利用现代化技术，采取有效的应对策略，解决其中存在的问题，从而推动我国城市交通轨道的健康可持续发展，实现城市经济发展。
参考文献:
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[2]梁秋旋.地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].中国高新技术企业，2013（19）.
梁建生（1975.3.18），男，广东广州，中国农业大学，单位:深圳地铁集团运营总部，（广东深圳），单位邮编，518000。