机车变压器的基本知识-主变压器

主变压器的保护装置主变压器(三)保护装置变压器油是从石油中提炼出来的优质矿物油。在油浸式变压器中，变压器油既是一种绝缘介质，又是一种冷却介质。因此，对变压器油的要求是：介质绝缘强度高、粘度低、网点高、凝固点低、酸值低、灰粉等杂质及水分少。主变压器油箱内充满国产25#变压器油。为了防止变压器油迅速老化和受潮，专门设置了储油柜、吸湿器、净油器等保护装置。另外，还设有监视变压器油循环状态及上层油温的鼓膜式油流继电器及信号温度计。根据国家标准规定，油浸式变压器的油箱上层变压器油的温升限值为65℃。主变压器１．储油柜（油枕）２．油位表３．吸湿器４．信号温度计５．油流继电器６．压力释放阀主变压器1.储油柜（油枕）2.油位表3.吸湿器4.压力释放阀主变压器5.温度表主变压器6.油流继电器主变压器的出线设置主变压器主变压器各绕组的引线从油箱内引至油箱外时，必须采用出线装置，以便使带电的导线与接地的油箱绝缘。TBQ系列主变压器的出线装置多数采用复合瓷绝缘套管，常用的绝缘套管常用的绝缘套管如图所示的4种。绝缘套管型号中符号的意义是：B一变压器用；F—复合瓷绝缘式；L一穿缆式；J一加强绝缘；横线后面的分子表示额定电压值（单位：kV）；分母表示额定电流（单位：A）。（五）出线装置主变压器绝缘套管的结构取决于电压等级和额定电流的大小。TBQ系列主变压器的高压绕组A端子常采用图(a)所示的25kV级的穿缆式套管。该套管装在箱盖的升高座上，为了排除油箱中集存的空气，设有专门的放气塞；牵引绕组端子常采用图(b)所示的6kV级绝缘套管；其余的绕组端子则采用图(b)、(c)所示的1kV级绝缘套管。主变压器图

绝缘瓷套管(a)BLJ-25/300型穿缆式套管；(b)BF-1/300和BF-1/600型套管；(c)BF-1/800型套管；(d)BF-6/2000型套管和BF-6/300型套管。1-接线头；2-圆螺母；3-衬垫；4-磁盖；5-封环；6-上磁套；7-密封垫圈；8-纸垫圈；9-下磁套；10-导电杆；11-纸垫圈；12-磁套；13-衬垫；14-压钉；15-电缆；16-放气塞。主变压器主变压器主变压器的检修主变压器（二）主变压器的检修

根据铁道部《电力机车段修规程》规定，主变压器分为小修和大修两个修程。一般情况下，电力机车在中修时进行主变压器的小修，每4—5年进行一次大修。电力机车进行辅修、小修时，主变压器应进行外部检查：各瓷瓶应清洁、无裂纹，接线应牢固、无漏油现象；瓷瓶表面缺损面积小于3cm2时进行涂绝缘漆处理，修补面积大于3cm2时须经耐压试验，合格后方可继续使用。油箱焊缝、油泵及散热器的管路、接头均不得漏油；油位应在规定范围内。干燥剂半数以上变色或变质时，应进行干燥或更换。主变压器电力机车小修时，主变压器的变压器油应作耐压试验及化学分析，均须符合规定的技术标准。电力机车中修时，对主变压器应用2500V兆欧表测定各绕组的对地绝缘电阻，应符合限度要求。除上述定期检修外，在主变压器运行中，如发现异常声响、瓷套管破损或放电、变压器油温度不正常、漏油严重等情况时，必须进行事故性检修。主变压器（三）主变压器的吊心检查在电力机车两次中修后再进行中修时，或由于主变压器故障，需对主变压器内部进行检查，维修及改造时，主变压器必须做吊心检查。1.吊心前的准备在变压器吊心检查前应做好充分的准备工作，以保证检修工作的顺利进行。吊心时应选择时间，尽量做到不在阴雨天吊心，而且器身暴露在空气中的时间应尽量短。在较干燥的空气中(相对湿度小于65％)应不超过16h，在较潮湿空气中(相对湿度大于75％)应不超过12h。器身在空气中暴露的时间应以自开始放油时，器身与外部空气相接触的时算起，至器身吊进油箱安装完毕，注油的时间不包括在内。吊心前，应测量周围环境温度和主变压器上层的油温，一般当油温(变压器铁芯的温度)高于环境温度10℃左右时，方可进行吊心。主变压器2.器身的检查器身是主变压器最主要的部件。在运行中铁芯不但要发热，而且还要受到电磁振动和机械振动；绕组不但因流经电流而发热，且当电线路发生短路故障时，还要受到电动力的作用。所以当器身吊出后，必须仔细进行下列检查：(1)铁芯的检查：检查各紧固螺栓是否松动；铁芯的接地铜片是否可靠接地；铁芯散热油道是否畅通；油道内是否有杂物堵塞，如有堵塞必须清除，芯柱和扼部表面的沉积油垢必须清除干净，并用清洁的变压器油冲洗。主变压器(2)绕组的检查：检查其外形是否完整；夹件和垫块是否松动；扎线是否松开。检查绕组的绝缘，不得有擦伤、擦破、变脆或烧焦。绕组的轴向和幅向油道不得堵塞；绕组上的压铁螺栓不得松动或过紧；各夹件应紧因，不得裂损和炭化。检查引出线的绝缘包扎是否完好，接头不得有裂纹、开焊或断开。用2500V兆欧表检查各绕组的对地绝缘电阻及绕组问的绝缘电阻，不得低于限度的规定。在检查绕组时，要特别注意不能将水及其他异物落入绕组内。(3)油箱及其他部件的检查：油箱的焊缝不得有裂纹和渗油现象；各出线瓷瓶不得渗油；瓷瓶的缺损不得大于3cm2。更换瓷瓶时，注意检查密封胶垫的状态、应完好且富有弹性，否则应更换。呼吸器应组装牢固，其内装的吸湿器应干燥。将留在箱底的油从箱底放油孔放出，并用布擦净箱底。主变压器主变压器是电力机车牵引供电系统的核心设备,也是保证牵引供电系统安全稳定运行的关键设备。主变压器漏油及处理方法渗漏油故障是油浸式变压器的惯性故障之一,变压器渗漏油不仅影响变压器及相关设备的外观,还会污染机车内部电缆及设备,迫使变压器不得不停电检修,甚至危及行车安全。因此,解决渗漏油问题是提高主变压器质量的关键项之一。电力机车主变压器渗漏油的部位主要有连接部位、密封垫的交接面和箱体及附件焊接部位。（四）主变压器常见故障处理主变压器1渗漏油主要原因主变压器的渗漏原因是多种多样的,主要表现在:密封件的老化和密封件本身的产品质量不过关;焊接质量不良;安装工艺和安装操作不规范;铸件有砂眼以及设备结构不合理和制造问题等等。2处理方法针对密封垫渗漏,应先检查密封垫是否有龟裂、断裂等现象;同时检查紧固螺栓紧固是否良好、有无卡滞。在SS4机车主变压器上,曾多次发现由于法兰与碟阀之间螺母选择不当致使影响密封垫无法压紧的情况。主变压器如检查良好,先均匀紧固连接螺栓;紧固无效时,应更换密封圈并重新上胶密封。结构不良或密封方法不合理的部件,如有些散热器、净油器联结法兰强度不够,在拧紧螺栓时引起了变形,应予以改造或更换;同时应注意密封处的压接平面要光洁平整。针对裂纹及焊接质量不良造成的漏油,对存在的油污点,先用小扁铲或钢丝刷清理,再用汽油清洗并用绵丝擦净,观察并找到渗漏点的准确位置。如无法用眼睛观察到,可以用粉笔涂抹在疑点,观察粉笔湿润状态,来确定准确渗漏点。针对渗漏点,可采取补焊办法进行修复。主变压器变压器油箱上部发现渗漏时,只须排出少量的油即可焊接处理;油箱下部发现渗漏时,由于吊芯放油浪费太大且受现场条件限制,可采用带油焊接处理。带油补焊应在漏油不显著的情况下进行,一般禁止使用气焊。焊接选用较细的焊条如422、425焊条为宜。补焊时应将施焊部位的油迹清除干净,施焊过程中要注意防止穿透和着火。施焊部位必须在油面200mm以下。施焊时采用断续、快速点焊,燃弧时间应控制在10s一20s之内,绝对不允许长时间连续焊接。主变压器补焊渗漏油较严重的孔隙时,可先用铁线等堵塞或铆后再施焊;在靠近密封橡胶垫圈或其它易损部件附近施焊时,应采取冷却和保护措施。3散热器堵塞造成的油温升高故障及处理方法除SS1、SS3和SS6机车主变压器外,其他机车主变压器均采用了铝制箱式散热器。我厂检修的SS7系列电力机车从2006年开始,多次接到主变压器油温报警的质量信息,特别是西安机务段的SS7E机车变压器,有多台运行温度曾达到90℃。3.1油温高主要原因经过对故障变压器散热器检电力机车主变压器常见故障的分析及处理主变压器查发现,原因主要有两方面。一部分散热器由于风路翅片间隙设计较小(片间为矩形孔,规格为10.5mm×2.5mm),散热片间堵塞严重,检查发现堵塞物主要是破裂的滤尘网,由于机车上盖安装的散热风道滤尘网强度不高,破裂后卡滞在散热片间,影响了散热器通风量;另一部分散热器的上部翅片大面积倒塌,堵塞了翅片之间的间隙,使散热器通风量减少,影响散热效果。3.2处理方法我厂结合中修对原有滤尘网进行了改造加固,在原有的滤尘网上下加装了强度较高的钢制滤尘网,避免原滤尘网受力破裂;针对箱式散热器上侧倒塌的散热片,利用扁嘴钳将其修复垂直,保证通风顺畅。此外,建议运用段定期对滤尘网进行清扫。主变压器4通过直流电阻测量发现的器身问题测量主变压器绕组直流电阻值是正常检修、例行试验等过程中的基本项目之一,也是发生故障之后的重要检查项目。我厂在2006年7月对一台SS4主变压器进行中修正常检查时,测量其某绕组直流电组大于出厂标准值的30%,远超过了中修限度的5%。随后进行吊芯检查,将器身从油箱中吊出后,经过检查,发现A柱与X柱绕组短接点外包绝缘有发黑现象;剥开外包绝缘,发现引出头焊接部位由于虚焊存在间隙,有轻微放电现象。重新打磨处理进行焊接后,直流电组恢复正常。此次故障的检出,进一步证实了测量主变压器直流电阻的必要性。主变压器5感应耐压试验击穿故障及处理方法主变压器的感应耐压试验是保证变压器质量标准的一项重要试验。变压器绕组的匝间、层间、段间及相间绝缘的绝缘感应耐压试验,是变压器绝缘试验中的重要项目。2006年我厂已有三台主变压器在做例行试验时,发生了感应耐压击穿故障。5.1故障原因我们通过对故障变压器高压绕组进行1.8kV的无油耐压试验,找到了故障点及故障原因。由于变压器外牵引绕组绕制及组装需要,在其绝缘筒上部圆周上钻有8个直径8mm的孔,组装完毕后用木楔填满并进行了涂漆处理。由于部分填补处处理不当造成绝缘薄弱,而高压绕组首头部分与外牵引绕组电位差较大,长时间运行后绝缘老化,在此处发生了击穿现象。主变压器5.2处理方法对绝缘筒缝隙处打磨处理,用环氧树脂对其进行填补,填补后涂绝缘漆;对烧损的铜线进行短接处理,焊接部位需做外包绝缘处理。6结束语在实际检修与运用中,变压器还有一些其他的故障出现,如匝间短路、绕组开路、接地等。牵引变压器故障后,往往会给运行单位在经济上、安全上带来较大损失,同时由于其较一般电力变压器运行环境恶劣得多,故障几率也远大于电力变压器。因此,牵引变压器故障的正确分析、处理和预防将一直是我们工程技术人员长期研究的课题。主变压器的结构特点主变压器三典型主变压器结构特点（一）TBQ8—4923/25型主变压器TBQ8－4923／25型（简称TBQ8型）主变压器是用于SS4G型电力机车上的主变压器铁心为单相二柱式叠铁心主变压器的绕组有：高压绕组、牵引绕组、辅助绕组和励磁绕组等４种TBQ8型主变压器采用独立的强迫导向油循环风冷却系统专门设置了储油柜、吸湿器、净油器等保护装置。TBQ8型主变压器的出线装置采用两种套管主变压器（二）TBQ9·5816／25型主变压器TBQ9－5816／25型（简称TBQ9型）主变压器是用于SS8型电力机车上的主变压器。该主变压器是一体化变压器，除主变压器外，还有平波电抗器，它们装在一个油箱里，共用一个冷却系统。TBQ9型主变压器由下油箱、上油箱、器身、油保护装置、冷却系统及其他附属装置等组成。其中，器身由铁心、绕组、绝缘件组成。油保护装置由储油柜、油位表、吸湿器、信号温度计、油流继电器、压力释放阀等组成。主变压器主变压器的铁心为心式结构。采用性能优良的冷轧电工钢片TBQ9型主变压器有高压绕组、牵引绕组、辅助绕组、励磁绕组和采暖绕组等５种绕组。TBQ9型主变压器采用3种套管主变压器的冷却系统主变压器(四)冷却系统主变压器运行中产生的所有损耗将转变为热能，使各部件的温度升高，当主变压器温升超过规定的限值，将使绝缘损坏，直接影响主变压器的使用寿命(20～30年)。因此，主变压器必须具有相应的散热能力。主变压器在保证内部散热能力良好的同时，其外部冷却采用了强迫油循环风冷式冷却系统，该系统分油路和风路两部分。冷却系统的油路为：热油从油箱上部出油口抽出进人潜油泵的进油口，经冷却器冷却后，打人油箱底部。冷油先冷却主变压器的铁心、绕组，然后冷却平波电抗器的绕组、铁心。此后冷油进人上油箱，再冷却4台滤波电抗器后进人潜油泵的进油口，反复循环。主变压器采用独立的强迫油循环风冷却系统。其油路中配置了一台大流量、高扬程的潜油泵，并采用由272根紫铜散热管组成的圆柱形冷却器。潜油泵，冷却器及油流继电器的前后，都设置了活门或蝶阀，检修某个部件时，可关闭相应的前后活门或蝶阀，使之与整个油路隔离。其风路中设有专用通风机，在冷却器上部装有一台轴流式风机，冷却风由机车侧墙吸人后，直接冷却散热管。该冷却系统对提高主变压器的寿命和可靠性十分有利。主变压器主变压器

-7000/25型主变压器技术数绕组网侧绕组牵引绕组辅助绕组励磁绕组出线标志A,X额定容量（kV.A）67006365320/5140额定电压（V）25000（1070＋53505×2）×2397/218198额定电流（A）2651485805/20700调压方式：三段桥顺控空载电流：0.7％W空载损耗：5400负载损耗：11200W阻抗电压:

高压绕组－牵引绕组：14％

高压绕组－辅助绕组：4.6％冷却方式：强迫油循环风冷（OFAF）联接组：I,（I0+IO）－（I0+IO）,IO,IO外施耐压试验：

高压绕组X端对牵引,辅助组绕和地(A端不进行工频试验)5kV

基本绕组与调压串连后对地及其他

7kV

辅助绕组对地及其他5kV

主变压器的特点主变压器(一)主变压器的特点（１）绕组多（２）电压波动范围大（３）负载变化大（４）耐振动（５）对阻抗电压要求高（６）重量轻，体积小，用钢多主变压器(二)主变压器的型号国产SS系列电力机车上使用TBQ系列主变压器，其型号其意义为：“T”一“铁”路机车用；“B”一“变”压器；“Q”一“牵”引；数字为设计序号；“一”后为“容量（KVA）／电压等级（KV）”。例如SS4改型电力机车主变压器的型号为：TBQ8－4923/25型，即表示其容量为4923KV·A；电压为25KV。HXD3主变压器维护主变压器1.油泵检查主变压器油泵，接通工频电源时应无异常噪声及渗漏发生；2、紧固件HXD3C型检查主变压器及其部件的安装螺栓，应安装牢靠，无松动；3、变压器油从油箱底部的注放油阀处采取变压器油样，进行化验、分析，每年至少一次。主变压器4、油位及氮气压力检查如主变压器发生严重漏油，在漏油问题解决后，观察储油柜上的油标，如果油位显示的温度于实际环温误差大于30℃时，需要用专用设备对主变压器进行补油（45#变压器油）或补氮（纯度99.999%），调整油标高度与环温相符。调整后氮气膨胀箱内氮气的压力应满足下表中的要求。主变压器的维护主变压器四主变压器的维护与检修为了使主变压器经常处于良好的工作状态，必须对主变压器进行日常的维护和定期检修。以减少或避免主变压器在运行中发生故障及不必要的临时检修，从而保证主变压器安全可靠运行。（一）日常维护和保养1.主变压器必须保持正常的油量，以保证良好的冷却作用和绝缘性能。油量不足时，必须及时补足合格的同型号变压器油。2.定时检查和校验测量油温用的温度计，以保证指示准确。3.经常检查油的温度，正常运行时，主变压器上层油温应不大于95℃，绕组平均温度不得大于105℃(环境温度为十40℃时)。主变压器4.主变压器各部分电气接触应保持良好，若有触头发热等不正常现象时，应及时处理。绝缘瓷瓶应经常保持清洁、无裂纹、无放电痕迹及其他异常现象，确保瓷瓶绝缘性能良好。5.主变压器刚开始投入运行、长期停运或检修后投入运行时，必须仔细检查它的外部状态，并对主变压器的各绕组及变压器油进行绝缘强度试验，确认合格后，方能投入运行。主变压器6.加强对变压器油的保养。若变压器油不净或老化，将严重威胁变压器的安全运行。若变压器油制造厂过滤不净或在使用中由于油泵烧损、轴承磨损、泵轮转子铁芯松动等原因都可能使变压器油内混入金属碎片和产生游离，使油变污；变压器油经长期使用后，也会发生老化析出酸及油泥，因此在下列情况下，变压器必须进行滤油处理，以提高变压器油的质量。(1)变压器油泵烧损修复后；(2)烧损油泵时；(3)运行多年而未经滤油的；(4)主变压器中修时；(5)闪点下降及发生其他情况认为需要滤油时。7.定时检查吸湿器中的干燥剂，观察是否变色。硅胶在干燥时呈蓝色，吸收潮气后呈粉红色。因此当硅胶呈粉红色时，需要进行干燥或更换。受潮的硅胶在140℃温度下焙烘约8h(或在300℃温度下焙烘约2h)后，便可以完全变成蓝色。主变压器主变压器绕组主变压器２．绕组绕组是主变压器最关键的部件，为了保证变压器安全可靠地运行，变压器绕组必须具有足够的电气强度、耐热强度、机械强度和良好的散热条件，使变压器既能在额定工作条件下长期使用，又能经受住过渡过程中（如短路、雷击、操作等）产生的过电压、过电流以及相应的电磁力作用，不致发生绝缘击穿、过热、变形或损坏。

绕组是组成变压器绕组的基本单元，单相心式变压器的每个绕组都是由分别布置在两个心柱上的两个绕组并联或串联而成。绕组由纸包扁（圆）铜线和绝缘件组成，绝缘件构成绕组的主绝缘的纵绝缘，使绕组固定在一定位置上，并形成冷却油道。主变压器主变压器主变压器的绕组有：网侧绕组、牵引绕组和辅助绕组三种；其中，牵引绕组又分为基本绕组和调压绕组两种。（1）网侧绕组（AX）（2）牵引绕组（基本绕组和调压绕组）高压