3HXD1C牵引变压器结构与维护.ppt

1、HXD1C电力机车牵引变压器技术电力机车牵引变压器技术参数与维护参数与维护前言前言牵引变压器是电力机车的关键部件，用作将25kV 的接触网电压变换为电力机车所需的各种低电压，以满足电力机车各种电机电器工作的需要。7200kW电力机车牵引变压器主要以HXD1、HXD1B和UTY1机车牵引变压器为基本技术平台，吸收西门子变压器设计和结构的特点，分析和借鉴HXD1、HXD1B和UTY1机车牵引变压器的技术设计方案，克服HXD1和UTY1机车牵引变压器在运用过程中暴露的不足。设计依据：设计依据：TB/T1680 IEC60310 铁路应用铁路应用 机车车机车车辆牵引变压器和电抗器辆牵引变压器和电抗器H

2、XD1C TBQ35-8900/253.1 基本原理基本原理 变压器是利用电磁感应原理将一种电压的交流电能变压器是利用电磁感应原理将一种电压的交流电能转变成频率相同的另一种电压或多种电压的交流电转变成频率相同的另一种电压或多种电压的交流电能的静止感应电器。能的静止感应电器。变压器铁心单相壳式变压器铁心心式变压器铁心3.2 技术指标及结构技术指标及结构型号与基本参数型号与基本参数高压绕组额定容量 kVA 8900低压绕组额定容量kVA 61383高压绕组额定电压 V 25000低压绕组额定电压 V 6970外形尺寸 304019501320冷却介质 矿物油（45#变压器油）高低压绕组之间 阻抗电

3、压%36（在61383kVA时）冷却方式 ODAF（强迫导向油循环风冷）滤波电抗器个数 2变压器总重 kg 11400变压器油重 kg 2550Page 7接线原理图Page 8基本结构 采用卧式结构，车体地板下吊挂式安装，变压器与高散热能力的冷却装置分离，它们之间用油管连接起来。储油柜安装在冷却柜内，它与变压器通过快速接头用软管连通。除A端子安装在油箱端部外，其余套管都在箱盖上。变压器与2个滤波电抗器共油箱。Page 9变压器外形图Page 10心式变压器，采用心式变压器，采用A级绝缘和级绝缘和45#矿物油。矿物油。主变压器的设计寿命约为主变压器的设计寿命约为30年。年。变压器冷却方式，采用

4、强迫导向油循环风冷（变压器冷却方式，采用强迫导向油循环风冷（ODAF），双冷却），双冷却回路。回路。变压器油流导向方式见图：变压器油流导向方式见图：3.3 3.3 技术指标及结构技术指标及结构技术指标及结构技术指标及结构Page 11铁心设计铁心设计 变压器铁心为单相型式，由两个支撑绕组的心柱和变压器铁心为单相型式，由两个支撑绕组的心柱和两个磁轭组成。两个磁轭组成。铁心采用冷轧晶粒取向变压器用钢片，铁心采用冷轧晶粒取向变压器用钢片，表面进行高温绝缘涂层处理方式生产。为了尽量减小表面进行高温绝缘涂层处理方式生产。为了尽量减小铁心损耗并维持低噪音级，对叠片采取了精确冲孔和铁心损耗并维持低噪音级，对

5、叠片采取了精确冲孔和叠压。叠压。两个铁心柱用磁轭连接。轭片用非磁性螺栓连接到两个铁心柱用磁轭连接。轭片用非磁性螺栓连接到夹件上。在铁芯两旁设置钢夹板。心柱和钢板用玻璃夹件上。在铁芯两旁设置钢夹板。心柱和钢板用玻璃纤维带绑扎，然后在干燥炉中进行硬化处理。纤维带绑扎，然后在干燥炉中进行硬化处理。变压器水平布置支撑牢固，从而能承受横向及纵变压器水平布置支撑牢固，从而能承受横向及纵向加速。向加速。Page 12铁心照片铁心照片Page 13绕组设计绕组设计 变压器设计为单向双柱式，轴向双分裂结构。变压器低压牵引绕组位于心柱内侧，采用层式线圈结构设计。高压绕组位于位于牵引绕组外侧，设计为饼式绕组。变压器

6、低压辅助绕组位于心柱外侧，采用连续线圈结构设计。所有绕组线圈由换位导线（低压）和扁平矩形铜线（高压）制成。基本材料为高等级电解铜。结构紧凑、机械强度高。Page 14Page 15引线设计引线设计 引线采用压接工艺，采用铜棒和铜绞线连接到套管。支持件采用层压模板，紧固件采用绝缘螺杆和绝缘螺母。Page 16箱体箱体 油箱用来承受变压器带电部件的重量、两个电抗器重量以及绝缘液体的重量。变压器油箱安装在机车地板下方。盖板采用螺栓连接到变压器油箱，并采用垫圈紧固。油箱及油箱盖板的材质为钢。Page 17Page 18变压器油箱内部组件及附件-1个高压套管，-1个高压绕组接地低压套管-17个低压绕组套

7、管-2个谐振滤波电抗器-4个谐振滤波电抗器套管-符合IEC 60296标准，包括含抗氧化剂特殊等级规定的矿物油-6个AOR80蝶阀-2个电阻温度计，每个电阻温度计设有2个Pt100温度传感器，采用插接接头。-2个油流继电器-1个软管连接到冷却塔的快速接头-2个注油阀-1个压力释放阀-2个油泵Page 19高压A端子Page 20低压出线套管Page 21油泵压力释放阀压力释放阀Page 22油流继电器油流继电器Page 23Page 24蝶阀Page 25呼吸器Page 263.4 保护系统保护系统 1 油温保护 系统设有2个PT100温度传感器，分别检测油箱顶部的油温。在油温超过85后，牵引

8、逆变器开始线性降低功率；当油温达到90时，功率降低到额定功率的70%。在油温超过90后，牵引逆变器被锁止。当油温超过95时，系统自动分断主断路器。牵引逆变器从油温85 开始低功率运行，直到油温低于80。然后牵引逆变器恢复到正常运行。Page 27电阻温度计(PT100)Page 28滤波电抗器主要技术参数 型号 TXL51型 频率Hz 100 额定电流A 1620 电感值mH 0.27 冷却方式 OFAF 数量 2 功率 持续制 冷却介质 矿物油（45#变压器油）Page 29电抗器Page 30序号试验项目型式试验例行试验特殊试验1外观检查 -2极性试验 -3绕组电阻测量 -4变压器比测量

9、-5空载电流及空载损耗测量 -6阻抗电压及负载损耗测量 -7温升试验 -8正规冷却特性试验 -9绝缘电阻测量 -Page 31序号试验项目型式试验例行试验特殊试验10介质损耗角正切测量-11工频耐电压试验-12感应耐电压试验-13雷击耐电压试验-14油密试验 -15噪音测量-16重量测量-表示应实行的项目。例行试验应适用于每件产品。型式试验和特殊试验仅适用于首批第一台产品。Page 32主变压器维护说明油位检查油位检查在初期阶段，应通过副油箱的玻璃观测管检查变压器油位，检查周期为每两个月一次。其后，根据经验，检查周期可延长，通常该周期延长到六个月。由操作人员进行仔细检查。如果在检查中发现变压器

10、大量损失油，那么不能操作变压器。如果变压器没有消耗任何油液体，但是检查到油损失，那么必然是密封件漏油或者变压器油箱有一定的损坏。必须查明漏油原因（法兰、油泵或者冷却器连接件）并进行维修。必须重新加满损耗的变压器油，冷却系统不能有空气存在。Page 33定期检查呼吸器硅胶：定期检查呼吸器硅胶：如果多半已经变色，则须更换硅胶。或者在100110烘干4小时后重复使用。油泵检查：油泵检查：油泵轴承连续运行时间为5年约40000小时。如果发现油泵噪声和振动过大，必须更换轴承。接地检查：接地检查：检查主变压器的接地情况。渗漏检查：渗漏检查：检查箱沿、蝶阀、出线装置、油流继电器、电阻温度计、注油阀、油样活门

11、、波纹管、快速接头等是否有渗漏油现象。Page 34电阻温度计检查电阻温度计检查：变压器箱盖上装有2个电阻温度计，装在温度计袋内，所有温度计袋内必须总是充满2/3变压器油。温度计接线必须正确、可靠。蝶阀检查蝶阀检查：变压器在油泵入口、出口，变压器进油口处装有蝶阀，必须注意蝶阀手柄开关位置，变压器运行时蝶阀必须是打开的。密封部位检查：密封部位检查：必须检查变压器各密封部位，如有漏油，必须及时更换密封件。清洗：清洗：如果高低压瓷瓶表面很脏，必须进行清洗，然后涂上硅油脂。主变压器及附件的电气连接与工作情况：主变压器及附件的电气连接与工作情况：检查出线装置、油流继电器、电阻温度计、压力释放阀等接线是否

12、良好，各部件是否能正常工作。直流电阻的情况：测量主变压器各绕组和电抗器绕组的直流电阻绝缘情况：测量主变压器各绕组和电抗器绕组、平波电抗器绕组的 绝缘电阻。主变压器解体前的检查：解体前对变压器做绝缘电阻、直流电阻测量、油化验和对故障情况进行检查记录等工作。Page 35Page 36变压器油：变压器油：如果需要补油，必须补相同牌号的变压器油，不能与其他牌号的油混和。定期对变压器油进行化验。建议每2年一次。变压器油的颜色外观呈深色或黑色的程度表示变压器油的老化程度。运行中油标准运行中油标准 变压器油化验至少包括下列属性：1）纯度 2）酸值 3）碱值 4）击穿电压 5）质损耗因数 测试变压器油的击穿

13、电压，击穿电压允许值运行变压器油 30kV 酸值：0.5mg KOH/g 碱值：1.25mg KOH/g 若超过，建议换油。介质损耗因数(90)：0.1 ，若超过0.5，与厂方联系。Page 37排空排空 当变压器出于整备状态，冷却器和副油箱注满变压器油时，完全排空布荷继电器。打开排空阀，通过观测玻璃观察继电器室的变压器油位上升，当变压器油开始释放时，关闭塞门。Page 38部件检修部件检修 序号故障现象/信息直接原因处理方法/测量/测试1温度计；无指示或指示错误，机械故障等电阻温度计故障更换有故障电阻温度计2油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻塞、漏油等油泵故障更换有故障油泵3压

14、力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作压力释放阀故障更换压力释放阀4油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作油流继电器故障更换油流继电器5变压器烧损短路、过压等更换有故障变压器Page 39内部故障及原因内部故障及原因电气原因：电气原因：短路过压电压波动较大频率波动较大谐波波动较大直流电压太高-部件 冷却回路故障：冷却回路故障：冷却器或管道阻塞油泵故障冷却器通风机故障变压器油损耗单向法兰片故障单向法兰片闭合 机械原因：机械原因：振动外部物质侵入 Page 40外部征兆。-变压器油箱变形。-变压器油箱、管道或冷却器漏油。-布荷继电器内有气体。-变压器油中有污物 l放油：用带有专用放油工具

15、的软管将放油阀连接至储油桶内，将储油桶置于低于放油阀高度的位置，旋开放油阀并完全泄放变压器油。l拆卸变压器出线装置与连接的母线上的螺栓。l拆除电阻温度计、油流继电器、压力释放阀的连线。l拆除变压器油箱与车体连接的油管路、接地线、快速接头、A端子连线。l拆除油箱安装座与车体之间的安装螺栓。将变压器从车下运出，吊到预定位置。l拆卸变压器的出线装置、电阻温度计、油流继电器、压力释放阀。l拆卸变压器油箱与箱盖的螺栓以及箱盖中间的拉杆螺母，卸去箱盖并吊到指定位置。l拆卸铁心夹件与油箱之间的安装螺栓以及油箱之间的接地线。l拆除电抗器与油箱之间的安装螺栓及接地线。l将变压器器身和电抗器吊到预定的存放位置。P

16、age 41主变压器的拆卸解体：主变压器的拆卸解体：l将油箱内底部出油口处的密封圈拿出。l更换所有密封件。l检查表面绝缘纸有无破损，颜色和韧性如何，用手按是否有弹性；检查绝缘包扎是否完好；检查的压板是否松动，线圈座是否被压破，导线是否变形。l检查装置是否牢靠，接地线有无断裂现象。l检查线圈、引线等部位是否有放电痕迹和烧损情况。l检查引线的支持件和铜排的安装是否良好，紧固件是否松动。Page 42l检查绕组老化程度。绝缘胶带是否有韧性、弹性，是否已脆化，用手按是否出现裂纹；各种绝缘材料外观颜色是否变深，纸制绝缘材料是否由浅黄色变成深褐色；绝缘纸板和底部垫块是否有油泥和爬电痕迹。l检查主变压器25

17、kV套管是否清洁，是否有裂损、缺边及放电痕迹等。l变压器安装座进行探伤。l所有检修完成后，对变压器、电抗器器身进行干燥处理。在空气中停留时间超过下述规定时应进行烘干处理：干燥天气（即空气的相对湿度不超过65%）-16小时潮湿天气（即空气的相对湿度不超过75%）-12小时空气的相对湿度达到或超过75%时，吊盖检查后应烘干。Page 441、油泵拆卸、油泵拆卸 a)关闭油泵，确保不带电。b)打开端子盒，断开电缆。拆下电缆。c)关闭油泵前后的蝶阀。打开油泵上方联管放气塞。准备接油盆，以防止油流到外面。d)卸下油泵的安装螺栓和油泵进、出油口的蝶阀侧法兰的螺栓。e)轻轻晃动油泵，将油泵内的油倒出。当油流

18、完以后，更换油泵。这时应更换新的密封垫。拆下油泵，并更换。注意：确保新油泵中正确的油流方向，确保新油泵的正确旋转方向。Page 45a)准备一个油盆，放在油管下方。b)在更换油流继电器之前，务必先关闭油流继电器前、后的蝶阀，蝶阀为铸铝结构，蝶阀的开关键具有防松功能，并可指示“开”和“关”的方向。转动蝶阀的开关键并指示在“关”的位置。并确认蝶阀处于关闭状态。c)用干净棉布擦拭油流继电器以及安装联管周围污垢。用螺丝刀打开接线盒，拆开油流继电器的接线。d)用扳手慢慢拆开油流继电器在油管上的安装螺栓，让联管内变压器油徐徐流下。待不再有油流下时，拆除原油流继电器，安装合格的油流继电器,注意把表面擦拭干净

19、。2、油流继电器拆卸、油流继电器拆卸 Page 46a)从端子盒取下插头。b)从温度计槽取出电阻温度计。c)验证温度计槽内充满其容量2/3的变压器油。d)将新电阻温度计用螺栓拧到温度计槽中。e)连接插头。f)将盖板用螺栓拧到电阻温度计上。g)测试温度计指示是否正确。3、电阻温度计拆卸、电阻温度计拆卸 主变压器组装按拆卸步骤反方向进行Page 47主变压器的组装：主变压器的组装：u检查组装是否正确，是否有多余零件。u检查需进行的检修项目是否按要求完成。u按工艺文件要求进行注油。u静置24小时后检查变压器是否有渗漏现象。p测量主变压器和电抗器绝缘电阻和吸收比。p铁心和铁轭夹件的绝缘电阻测试。p工频

20、耐压试验（出厂试验值的85%）。p感应耐压试验（出厂试验值的85%）。p变压器外表面重新喷漆。重新组装后的检查：重新组装后的检查：重新组装后实验要求：重新组装后实验要求：套管外部应清洁，无裂纹和破损，无放电痕迹及其它异常现象 压力释放阀处的蝶阀应处于开启位置，压力释放阀应正常，且 无渗漏现象。油箱、冷却器和管路连接处的蝶阀应处于开启位置。油箱和车体之间接地应良好。变压器外表面应清洁、漆膜完好，各铭牌、字母牌应清洁、字迹清楚。变压器油箱和储油柜上的组件及连接处应无渗漏现象。变压器与车体连接处的安装螺栓应无松动现象。变压器油样化验合格。运转油泵和通风机，并检查是否运转正常，有无异音。接通负载，变压

21、器正式投入运行。听变压器运行的声音中是否夹有杂音。Page 48变压器投入运行前的检查操作：变压器投入运行前的检查操作：变压器声音正常，无异常声响发生。油泵和通风机应运转正常。变压器各密封件和焊缝无渗漏现象。油箱壁表面温度应正常。通过机车上的计算机检测油温应正常、油泵运转应正常。引线接头和电缆应无发热现象。Page 49变压器投入运行中的检查操作：变压器投入运行中的检查操作：变压器与车体连接处的安装螺栓应无松动现象。套管外部应清洁，无裂纹和破损，无放电痕迹及其它异常现象。油箱和车体之间接地应良好。变压器外表面应清洁、漆膜完好，各铭牌、字母牌应清洁、字迹清楚。变压器油箱密封件、组件和焊缝有无渗漏

22、现象。变压器油样化验合格。检察压力释放阀是否动作，有无渗漏现象。如果压力释放阀动作，应观察变压器油箱的外壁是否明显变形，且应测量变压器的绝缘电阻、直流电阻、电压比和对变压器油做油样简化试验，以便进一步确认变压器有无故障。如果变压器无故障或将故障修复后，应将压力释放阀的信号杆复位。Page 50变压器投入运行后的检查操作：变压器投入运行后的检查操作：Page 51维修等级：维修等级：维修等级说明运行里程数间隔期VI 目检 10.000 km 2周 I1 检查1级 100.000 km 6个月 I2 检查2级 200.000 km 1年 I3 检查3级 400.000 km 2年 R1 修正1级

23、800.000 km1.200.000 km 46年 R2 修正2级 1.600.000 km2.400.000 km 812年 R3 修正3级 3.200.000 km3.600.000 km 1618年 UM 计划外维修 Page 52常见故障处理：常见故障处理：序号 故障现象/信息直接原因处理方法1变压器油管，金属软管、油泵渗油油管，金属软管、油泵故障更换部件2变压器油流故障油流继电器故障监测油流继电器发生问题频率，核对是否是低温造成产品不动作，3变压器箱体内充满气体，油位超出正常值，放油阀不能放出油检查与外部大气连接部件（如呼吸器），起动油泵，按照正常的工艺进行排气处理4辅助变压器接地

24、辅助变压器故障及时清灰，并干燥产品，再进行试验。检查过滤装置有无问题Page 53变压器的运输变压器的运输u主变压器充满变压器矿物油。为运输和存储方便，主变压器 和副油箱一起进行运输。建议使用专门吊具起吊变压器。运输和存储期间，主变压器必须一直保持在平整的地面上以确保不会损坏变压器外层。u 在运送到现场后或开始装运时，必须马上检查所有主变压器是否存在可能的运输损坏。如果出现任何损坏或发现矿物油渗漏，应立即通知制造商。如果满足以下条件，主变压器可进行存储：如果满足以下条件，主变压器可进行存储：l主变压器放置的区域必须足够平稳且在该区域下面禁止水流。l必须阻止矿物油渗漏给环境带来任何不良影响。l应提供适当的天气防护（棚屋，车顶，库房）以防止在管道配件内形成凝结物。l在变压器各项零件袋内使用干燥剂，充分保护零件包装以防腐化。l必须保护保油箱以避免腐蚀及机械损坏。Page 54变压器的贮存：变压器的贮存：