牽引變電所的故障分析及應急處置

摘 要：本文集理論知識和實際經驗于一體，介紹了牽引變電所在日常運行中容易出現的一些典型故障及相關的應急處置辦法，并提出了一些合理化建議。

關鍵詞：牽引變電所;故障分析;應急處置

一、概述

在我國電氣化鐵路日新月異的發展大潮中，電力牽引是實現速度快、牽引力大、無污染的最佳牽引源。在電力牽引中，變電所又是整個牽引系統的心臟，變電所的安全、穩定、持續性供電是保障電氣化鐵路運輸的核心所在。所以我們要加強牽引變電所的運行管理工作，提高應急處置能力，以確保機車的安全、穩定運行。

牽引變電所的主要電氣設備是變壓器，它是電能轉換的主要設備，與之配套的設備是母線、斷路器以及交流開關，還有相對應保護設備的避雷器以及其它整流換流設備，他們是保證變電所安全運行的輔助設施。

二、牽引變電所常見故障類型

牽引變電所常見故障從性質、形式、結果等多種描述方式，會出現多種分類，這里就本人從現場工作經歷總結大致可分為以下三大類，即變壓器故障、高壓斷路器故障、及用于測量、控制、保護的二次回路故障。

變壓器故障一般分為內部故障和外部故障兩種。內部故障指的是變壓器箱體內所發生的故障，如線圈間的多相短路，線圈的層間或匝間短路，單相接地短路以及鐵芯燒損等。

外部故障指的是油箱以外的。如套管及引出線的故障等。變壓器的不正常運行狀態主要是指由于外部短路過負荷引起的過電流和溫升超過允許的，以及油面的降低。

高壓斷路器故障：電路故障和操作機構機械故障。造成操作失靈，如合不上或分不下。壓力異常，如110kvSF6斷路器壓力表指針到達黃區或紅區。絕緣子損壞、破損或污染引起套管、瓷瓶放電閃絡故障.

二次回路故障：監視測量表計回路不通，控制操作不起作用，保護裝置失靈，最常見的是直流接地故障。

三、牽引變電所故障分析

（一）主變壓器故障分析

變壓器內部線圈發生匝間或層間短路故障，產生大量氣體，會啟動瓦斯保護裝置。在差動保護范圍內的電器設備發生故障時如：電流互感器、變壓器套管、主變二次穿墻套管、變壓器內部及引線故障都會引起差動保護動作。主變內部產生大量氣體無法排出會造成主變壓器壓力釋放啟動，也可能由于呼吸器管路不暢通，氣體膨脹造成壓力釋放彈簧彈起漏油故障。如某所2#主變油枕與呼吸器不通，造成氣體膨脹壓力釋放彈簧彈起漏油故障。油循環障礙、風冷裝置故障及主變長期過負荷，會引起超高溫跳閘。超高溫跳閘設定溫度為80℃，通風裝置自動啟動溫度設定為55℃，自動停止設定為45℃。

（二）110斷路器故障分析

110kVSF6斷路器主要故障反映拒合、拒分和壓力方面。拒合、拒分時，首先要檢查控制電源是否正常，開關儲能否，如未儲能或已發出未儲能信號應對儲能電源及回路進行檢查。如儲能良好應對控制回路有關的開關、輔助開關接點、分合閘線圈進行檢查。在壓力方面壓力表分三個區，0.6-0.9綠色為正常區，0.4-0.6黃區為告警區，如指針到達此區會發出低氣壓信號，及時補氣處理。0.1-0.4為紅色區，斷路器給出低氣壓閉鎖信號，此時斷路器自動閉鎖啟動，通過轉移負荷，在空載情況下經過手動進行分閘。

（三）二次設備故障分析

監視測量表計回路不通，控制操作不起作用，保護裝置失靈，首先檢查電源開關確認狀態良好，再根據各自回路原理，采用對地電位法，和設備相對標號法，對各個設備的接點電位進行校驗，找出錯誤所在。直流接地故障有單處和多處故障點;涉及控制、信號、合閘回路及交直流混線引起的接地故障;發生處所有保護裝置、電纜引線、機構箱內、電源開關等處。多發生在設備絕緣不良。采用分段處理、拉路尋找的方法，涉及多個回路，要先信號和照明，后操作部分。先備供系統后主要設備。可以瞬間對總電源斷開，以觀察直流屏母線電壓變化從而分析出具體接地回路。

四、應急處置

牽引變電所故障的處理必須本著“先通后復”的原則，盡量縮小故障停電時間和停電范圍，防止事故擴大，特別是人為原因擴大事故范圍。盡一切可能的辦法保證設備繼續運行，以確保不間斷供電。

（一）110kV高壓場地進線失壓及設備燒損的應急處置

變電所主供的110kV進線回路故障或停電時，保護裝置應自動將備供系統和備用主變投入運行。如果主變自投不成功，手動投入備供回路和備用主變。在確保正常供電后，再對停電原因進行核實、查找。發現110kV設備燒損，立即將該回路停運，拉開進線隔離開關和110kV母橋隔離開關，拉出主變二次開關手車，將備用回路投入運行恢復對接觸網的供電。

（二）饋線開關無法供電時的應急處置

由于饋線開關本體故障無法正常供電時，變電所立即將旁路開關投入運行，由于二次回路故障引起饋線開關無法電動分合閘，且所內不具備投入旁路開關的條件時，緊急情況下可在開關本體進行分合閘操作，以盡快恢復對接觸網供電，然后再查找和處理二次回路故障。

（三）高壓室設備燒毀時的應急處置

變電所開關跳閘后，如高壓室有濃煙、異味或異常音響，可斷定高壓室內27.5kV設備發生故障。要迅速查明發生故障的設備，設法使其與27.5kV母線隔離，以盡快恢復其它設備運行。如果饋線穿墻套管擊穿或線夾連接處燒斷，無法向接觸網供電時，變電所要立即組織進行更換。如不影響其它回路供電，為保證運輸，緊急情況下可拉開該饋線的戶外隔開，通過饋線旁路開關對接觸網供電。

五、建議

建議改變變電所管理模式，運行與檢修分開，運行采用智能巡檢機器人，實現減員增效的同時提高設備安全保障能力。而檢修采用“周期修”與“狀態修”相結合，“周期修”是每年利用上下半年對管內設備進行統一清掃維護。“狀態修”是利用智能巡檢機器人發現、分析出的不良設備，存在問題的處所進行重點檢修，從而提高檢修質量，減輕作業人員的勞動強度，保證變電所不間斷供電。

參考文獻：

[1]曹建猷編著.電氣化鐵道供電系統.中國鐵道出版社，1983.

[2]張希泰，陳康龍編著.二次回路識圖及故障查找與處理指南.中國水利水電出版社，2005-02-01.

作者簡介：王棟，男，本科，助理工程師，研究方向：鐵道供電。