沈陽地鐵35kV高壓開關柜電壓互感器維修策略研究

徐楓琳

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司 遼寧沈陽 110000

電壓互感器作為變電所重要的一次設備，負責35kV開關設備母線電壓的測量。每座車站變電所2組，一、二號線共計92組。由于沈陽地鐵電壓互感器存在爆裂風險，研究維修策略解決現(xiàn)有問題，已經(jīng)迫在眉睫[1]。

1 電壓互感器現(xiàn)狀

自一、二號線運營以來，多次發(fā)生爆裂故障，基本可以確定是產(chǎn)品質(zhì)量問題引起的，故先后經(jīng)歷三批次更換，其最近一次為2011年全部更換為第3代，2014年第3代壓互開始出現(xiàn)問題，因此后續(xù)采取策略為故障修結(jié)合主動更換的方式更換第4代壓互，截至目前已更換34組，其中故障修更換23組，主動更換11組（巡檢發(fā)現(xiàn)壓互異響后更換2組；為保障大供電分區(qū)穩(wěn)定性更換9組）。目前一、二號線運行中的第3代壓互還有58組。更換后的第4代壓互未發(fā)生燒損故障，最長運行時間為4年零2個月（2016年2月在二號線金融中心站更換），根據(jù)以往經(jīng)驗判斷，第4代壓互可靠性仍需進一步驗證。

注：2010年12月24日，指揮部組織沈陽變壓器研究院、沈陽供電公司和特變電工康嘉（沈陽）互感器有限公司三名專家組成專家組對第3代壓互投運可行性進行了分析和討論，最終意見為更換第3代壓互可行。設備處同意將第3代壓互投入試運行，在運行中注意監(jiān)測互感器的運行狀態(tài)。

2 前期工作

2.1 調(diào)研情況

經(jīng)調(diào)研，南京地鐵和深圳地鐵部分線路壓互與沈陽地鐵一致（均為第3代），也多次發(fā)生壓互燒損故障，至今未能有效解決，具體維修與沈陽地鐵現(xiàn)有策略基本一致：每次發(fā)生壓互燒損故障時，廠家沈高負責免費更換。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

通過對運營至今的壓互燒損情況進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，壓互每年燒損的型號、數(shù)量、具體發(fā)生故障的車站沒有特定規(guī)律。但是查閱相關文獻資料，初步分析為地鐵雜散直流分量串入電壓互感器一次側(cè)（如下圖），直流偏磁造成的電壓互感器燒損擊穿。

3 風險分析、控制及維修策略

3.1 風險分析

當壓互出現(xiàn)燒損故障時，故障變電所35kV單段失壓，造成35kV單母線供電，單臺動力變壓器退出運行，分區(qū)內(nèi)部分站內(nèi)動照存在短時停電，幾秒后自動恢復。若故障發(fā)生在整流機組側(cè)母線，還會導致該站整流機組退出運行，供電可靠性下降，列車可正常運行。另根據(jù)近期發(fā)生的南市場站壓互燒損經(jīng)驗，嚴重情況下會導致變電所內(nèi)溫感、煙感報警，氣體滅火裝置啟動，對設備及人身安全造成極大隱患，但沒有對運營產(chǎn)生較大影響。

由于二號線三臺子主變電所未投入運行，現(xiàn)中醫(yī)藥大學站至蒲田路站供電方式環(huán)網(wǎng)大分區(qū)供電方式，包含13座車站變電所和2座區(qū)間變電所。當中醫(yī)藥大學站或北陵公園站發(fā)生一路環(huán)網(wǎng)故障時，供電能力降低，早晚高峰行車間隔變長，運營服務質(zhì)量降低[2]。

3.2 風險控制

（1）將壓互作為重點設備進行巡視，采取加強壓互異響巡視、測量壓互溫度及定期查看后臺5分鐘電壓采樣數(shù)據(jù)等措施。工班駐點配備壓互堵頭、壓互備件及更換壓互的相關工器具，做好壓互故障時的搶修及更換工作。同時完善《電壓互感器更換作業(yè)指導書》，并對一線員工進行專題培訓，目前已具備自主更換能力，降低沈高終止售后服務的風險。當壓互燒損時搶修人員可以在2小時內(nèi)恢復35kV供電。電壓互感器故障搶修過程中，沒有發(fā)生過另一段35kV環(huán)網(wǎng)同時故障造成站內(nèi)設備長時間停電的情況（國內(nèi)采用相同型號設備的運營線路也未出現(xiàn)過），供電風險可控。

（2）為確保人身安全，將“變電所電壓互感器爆裂”列為分公司風險因素進行風險管控，在變電所高壓開關柜旁粘貼“止步，高壓危險”標識牌和設置防護欄，并且全部壓互加裝鋼材質(zhì)防護罩。

電壓互感器加裝的壓互罩

高壓柜旁設置防護欄

（3）針對二號線中醫(yī)大學站至蒲田路站大分區(qū)供電情況，工電中心已經(jīng)采取主動更換方式更換第4代壓互9組，結(jié)合故障修5組，共計更換14組壓互。目前該大分區(qū)僅剩余航空航天大學站和遼寧大學站4組第3代壓互未更換。上述兩站為降壓變電所，發(fā)生環(huán)網(wǎng)故障時不會影響行車，工電中心采取的措施已經(jīng)大大降低了壓互燒損造成的供電和運營風險。

3.3 維修策略

（1）第一種：采取與南京、深圳地鐵同樣的方式，維持現(xiàn)有故障修策略，繼續(xù)由沈高廠家免費提供備件和安裝服務。

（2）第二種：將剩余還在運行的3代壓互全部更換。由運營分公司自主采購第4代產(chǎn)品并自主實施更換。由于第4代壓互運行時間較短，其是否會發(fā)生同類故障尚無法預知，同時現(xiàn)有的3代產(chǎn)品均遠遠未達到設計使用壽命（依據(jù)電力行業(yè)標準《電力用電磁式電壓互感器使用技術規(guī)范》DL/T726-2013，產(chǎn)品使用期限應不小于30年），提早更換如無法提高設備可靠性將造成浪費。

4 結(jié)語

目前該故障的人身危害和運營影響均可控，故建議維持第一種策略進行維修。待4代產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)時間認證后，考慮批量采購更換的可行性。綜上，不考慮計劃性更換。針對壓互設備采用故障修維修策略。