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1、HXD1C電力機(jī)車(chē)牽引變壓器技術(shù)參數(shù)與維護(hù),1,前言,牽引變壓器是電力機(jī)車(chē)的關(guān)鍵部件，用作將25kV的接觸網(wǎng)電壓變換為電力機(jī)車(chē)所需的各種低電壓，以滿(mǎn)足電力機(jī)車(chē)各種電機(jī)電器工作的需要。7200kW電力機(jī)車(chē)牽引變壓器主要以HXD1、HXD1B和UTY1機(jī)車(chē)牽引變壓器為基本技術(shù)平臺(tái)，吸收西門(mén)子變壓器設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析和借鑒HXD1、HXD1B和UTY1機(jī)車(chē)牽引變壓器的技術(shù)設(shè)計(jì)方案，克服HXD1和UTY1機(jī)車(chē)牽引變壓器在運(yùn)用過(guò)程中暴露的不足。設(shè)計(jì)依據(jù)：TB/T1680IEC60310鐵路應(yīng)用機(jī)車(chē)車(chē)輛牽引變壓器和電抗器HXD1CTBQ35-8900/25,2,3,3.1基本原理,變壓器是利用電磁感應(yīng)
2、原理將一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成頻率相同的另一種電壓或多種電壓的交流電能的靜止感應(yīng)電器。,4,變壓器鐵心,單相殼式變壓器鐵心,心式變壓器鐵心,5,3.2技術(shù)指標(biāo)及結(jié)構(gòu),型號(hào)與基本參數(shù)高壓繞組額定容量kVA8900低壓繞組額定容量kVA61383高壓繞組額定電壓V25000低壓繞組額定電壓V6970外形尺寸304019501320冷卻介質(zhì)礦物油（45#變壓器油）高低壓繞組之間阻抗電壓%36（在61383kVA時(shí)）冷卻方式ODAF（強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷）濾波電抗器個(gè)數(shù)2變壓器總重kg11400變壓器油重kg2550,6,Page7,接線(xiàn)原理圖,7,Page8,基本結(jié)構(gòu)采用臥式結(jié)構(gòu)，車(chē)體地板下吊掛式安裝
3、，變壓器與高散熱能力的冷卻裝置分離，它們之間用油管連接起來(lái)。儲(chǔ)油柜安裝在冷卻柜內(nèi)，它與變壓器通過(guò)快速接頭用軟管連通。除A端子安裝在油箱端部外，其余套管都在箱蓋上。變壓器與2個(gè)濾波電抗器共油箱。,8,Page9,變壓器外形圖,9,Page10,心式變壓器，采用A級(jí)絕緣和45#礦物油。主變壓器的設(shè)計(jì)壽命約為30年。變壓器冷卻方式，采用強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷（ODAF），雙冷卻回路。變壓器油流導(dǎo)向方式見(jiàn)圖：,3.3技術(shù)指標(biāo)及結(jié)構(gòu),10,Page11,鐵心設(shè)計(jì)變壓器鐵心為單相型式，由兩個(gè)支撐繞組的心柱和兩個(gè)磁軛組成。鐵心采用冷軋晶粒取向變壓器用鋼片，表面進(jìn)行高溫絕緣涂層處理方式生產(chǎn)。為了盡量減小鐵心損耗并
4、維持低噪音級(jí)，對(duì)疊片采取了精確沖孔和疊壓。兩個(gè)鐵心柱用磁軛連接。軛片用非磁性螺栓連接到夾件上。在鐵芯兩旁設(shè)置鋼夾板。心柱和鋼板用玻璃纖維帶綁扎，然后在干燥爐中進(jìn)行硬化處理。變壓器水平布置支撐牢固，從而能承受橫向及縱向加速。,11,Page12,鐵心照片,12,Page13,繞組設(shè)計(jì)變壓器設(shè)計(jì)為單向雙柱式，軸向雙分裂結(jié)構(gòu)。變壓器低壓牽引繞組位于心柱內(nèi)側(cè)，采用層式線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高壓繞組位于位于牽引繞組外側(cè)，設(shè)計(jì)為餅式繞組。變壓器低壓輔助繞組位于心柱外側(cè)，采用連續(xù)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所有繞組線(xiàn)圈由換位導(dǎo)線(xiàn)（低壓）和扁平矩形銅線(xiàn)（高壓）制成?；静牧蠟楦叩燃?jí)電解銅。結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械強(qiáng)度高。,13,Page14
5、,14,Page15,引線(xiàn)設(shè)計(jì)引線(xiàn)采用壓接工藝，采用銅棒和銅絞線(xiàn)連接到套管。支持件采用層壓模板，緊固件采用絕緣螺桿和絕緣螺母。,15,Page16,箱體油箱用來(lái)承受變壓器帶電部件的重量、兩個(gè)電抗器重量以及絕緣液體的重量。變壓器油箱安裝在機(jī)車(chē)地板下方。蓋板采用螺栓連接到變壓器油箱，并采用墊圈緊固。油箱及油箱蓋板的材質(zhì)為鋼。,16,Page17,17,Page18,變壓器油箱內(nèi)部組件及附件-1個(gè)高壓套管，-1個(gè)高壓繞組接地低壓套管-17個(gè)低壓繞組套管-2個(gè)諧振濾波電抗器-4個(gè)諧振濾波電抗器套管-符合IEC60296標(biāo)準(zhǔn)，包括含抗氧化劑特殊等級(jí)規(guī)定的礦物油-6個(gè)AOR80蝶閥-2個(gè)電阻溫度計(jì)，每個(gè)電
6、阻溫度計(jì)設(shè)有2個(gè)Pt100溫度傳感器，采用插接接頭。-2個(gè)油流繼電器-1個(gè)軟管連接到冷卻塔的快速接頭-2個(gè)注油閥-1個(gè)壓力釋放閥-2個(gè)油泵,18,Page19,高壓A端子,19,Page20,低壓出線(xiàn)套管,20,Page21,油泵,21,壓力釋放閥,Page22,22,油流繼電器,Page23,23,Page24,蝶閥,24,Page25,呼吸器,25,Page26,3.4保護(hù)系統(tǒng),1油溫保護(hù)系統(tǒng)設(shè)有2個(gè)PT100溫度傳感器，分別檢測(cè)油箱頂部的油溫。在油溫超過(guò)85后，牽引逆變器開(kāi)始線(xiàn)性降低功率；當(dāng)油溫達(dá)到90時(shí)，功率降低到額定功率的70%。在油溫超過(guò)90后，牽引逆變器被鎖止。當(dāng)油溫超過(guò)95時(shí)，
7、系統(tǒng)自動(dòng)分?jǐn)嘀鲾嗦菲鳌恳孀兤鲝挠蜏?5開(kāi)始低功率運(yùn)行，直到油溫低于80。然后牽引逆變器恢復(fù)到正常運(yùn)行。,26,Page27,電阻溫度計(jì)(PT100),27,Page28,濾波電抗器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)TXL51型頻率Hz100額定電流A1620電感值mH0.27冷卻方式OFAF數(shù)量2功率持續(xù)制冷卻介質(zhì)礦物油（45#變壓器油）,28,Page29,電抗器,29,Page30,30,Page31,表示應(yīng)實(shí)行的項(xiàng)目。,例行試驗(yàn)應(yīng)適用于每件產(chǎn)品。型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)僅適用于首批第一臺(tái)產(chǎn)品。,31,Page32,主變壓器維護(hù)說(shuō)明,油位檢查在初期階段，應(yīng)通過(guò)副油箱的玻璃觀(guān)測(cè)管檢查變壓器油位，檢查周期為每?jī)蓚€(gè)
8、月一次。其后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，檢查周期可延長(zhǎng)，通常該周期延長(zhǎng)到六個(gè)月。由操作人員進(jìn)行仔細(xì)檢查。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)變壓器大量損失油，那么不能操作變壓器。如果變壓器沒(méi)有消耗任何油液體，但是檢查到油損失，那么必然是密封件漏油或者變壓器油箱有一定的損壞。必須查明漏油原因（法蘭、油泵或者冷卻器連接件）并進(jìn)行維修。必須重新加滿(mǎn)損耗的變壓器油，冷卻系統(tǒng)不能有空氣存在。,32,Page33,定期檢查呼吸器硅膠：如果多半已經(jīng)變色，則須更換硅膠?；蛘咴?00110烘干4小時(shí)后重復(fù)使用。油泵檢查：油泵軸承連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為5年約40000小時(shí)。如果發(fā)現(xiàn)油泵噪聲和振動(dòng)過(guò)大，必須更換軸承。接地檢查：檢查主變壓器的接地情況。滲漏檢查
9、：檢查箱沿、蝶閥、出線(xiàn)裝置、油流繼電器、電阻溫度計(jì)、注油閥、油樣活門(mén)、波紋管、快速接頭等是否有滲漏油現(xiàn)象。,33,Page34,電阻溫度計(jì)檢查：變壓器箱蓋上裝有2個(gè)電阻溫度計(jì)，裝在溫度計(jì)袋內(nèi)，所有溫度計(jì)袋內(nèi)必須總是充滿(mǎn)2/3變壓器油。溫度計(jì)接線(xiàn)必須正確、可靠。蝶閥檢查：變壓器在油泵入口、出口，變壓器進(jìn)油口處裝有蝶閥，必須注意蝶閥手柄開(kāi)關(guān)位置，變壓器運(yùn)行時(shí)蝶閥必須是打開(kāi)的。密封部位檢查：必須檢查變壓器各密封部位，如有漏油，必須及時(shí)更換密封件。清洗：如果高低壓瓷瓶表面很臟，必須進(jìn)行清洗，然后涂上硅油脂。主變壓器及附件的電氣連接與工作情況：檢查出線(xiàn)裝置、油流繼電器、電阻溫度計(jì)、壓力釋放閥等接線(xiàn)是否良
10、好，各部件是否能正常工作。,34,直流電阻的情況：測(cè)量主變壓器各繞組和電抗器繞組的直流電阻絕緣情況：測(cè)量主變壓器各繞組和電抗器繞組、平波電抗器繞組的絕緣電阻。主變壓器解體前的檢查：解體前對(duì)變壓器做絕緣電阻、直流電阻測(cè)量、油化驗(yàn)和對(duì)故障情況進(jìn)行檢查記錄等工作。,Page35,35,Page36,變壓器油：如果需要補(bǔ)油，必須補(bǔ)相同牌號(hào)的變壓器油，不能與其他牌號(hào)的油混和。定期對(duì)變壓器油進(jìn)行化驗(yàn)。建議每2年一次。變壓器油的顏色外觀(guān)呈深色或黑色的程度表示變壓器油的老化程度。運(yùn)行中油標(biāo)準(zhǔn)變壓器油化驗(yàn)至少包括下列屬性：1）純度2）酸值3）堿值4）擊穿電壓5）質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試變壓器油的擊穿電壓，擊穿電壓允許值運(yùn)
11、行變壓器油30kV酸值：0.5mgKOH/g堿值：1.25mgKOH/g若超過(guò)，建議換油。介質(zhì)損耗因數(shù)(90)：0.1，若超過(guò)0.5，與廠(chǎng)方聯(lián)系。,36,Page37,排空當(dāng)變壓器出于整備狀態(tài)，冷卻器和副油箱注滿(mǎn)變壓器油時(shí)，完全排空布荷繼電器。打開(kāi)排空閥，通過(guò)觀(guān)測(cè)玻璃觀(guān)察繼電器室的變壓器油位上升，當(dāng)變壓器油開(kāi)始釋放時(shí)，關(guān)閉塞門(mén)。,37,Page38,部件檢修,38,Page39,內(nèi)部故障及原因,39,Page40,外部征兆。-變壓器油箱變形。-變壓器油箱、管道或冷卻器漏油。-布荷繼電器內(nèi)有氣體。-變壓器油中有污物,40,放油：用帶有專(zhuān)用放油工具的軟管將放油閥連接至儲(chǔ)油桶內(nèi)，將儲(chǔ)油桶置于低于放油
12、閥高度的位置，旋開(kāi)放油閥并完全泄放變壓器油。拆卸變壓器出線(xiàn)裝置與連接的母線(xiàn)上的螺栓。拆除電阻溫度計(jì)、油流繼電器、壓力釋放閥的連線(xiàn)。拆除變壓器油箱與車(chē)體連接的油管路、接地線(xiàn)、快速接頭、A端子連線(xiàn)。拆除油箱安裝座與車(chē)體之間的安裝螺栓。將變壓器從車(chē)下運(yùn)出，吊到預(yù)定位置。拆卸變壓器的出線(xiàn)裝置、電阻溫度計(jì)、油流繼電器、壓力釋放閥。拆卸變壓器油箱與箱蓋的螺栓以及箱蓋中間的拉桿螺母，卸去箱蓋并吊到指定位置。拆卸鐵心夾件與油箱之間的安裝螺栓以及油箱之間的接地線(xiàn)。拆除電抗器與油箱之間的安裝螺栓及接地線(xiàn)。將變壓器器身和電抗器吊到預(yù)定的存放位置。,Page41,主變壓器的拆卸解體：,41,將油箱內(nèi)底部出油口處的密封
13、圈拿出。更換所有密封件。檢查表面絕緣紙有無(wú)破損，顏色和韌性如何，用手按是否有彈性；檢查絕緣包扎是否完好；檢查的壓板是否松動(dòng)，線(xiàn)圈座是否被壓破，導(dǎo)線(xiàn)是否變形。檢查裝置是否牢靠，接地線(xiàn)有無(wú)斷裂現(xiàn)象。檢查線(xiàn)圈、引線(xiàn)等部位是否有放電痕跡和燒損情況。檢查引線(xiàn)的支持件和銅排的安裝是否良好，緊固件是否松動(dòng)。,Page42,42,檢查繞組老化程度。絕緣膠帶是否有韌性、彈性，是否已脆化，用手按是否出現(xiàn)裂紋；各種絕緣材料外觀(guān)顏色是否變深，紙制絕緣材料是否由淺黃色變成深褐色；絕緣紙板和底部墊塊是否有油泥和爬電痕跡。檢查主變壓器25kV套管是否清潔，是否有裂損、缺邊及放電痕跡等。變壓器安裝座進(jìn)行探傷。所有檢修完成后，
14、對(duì)變壓器、電抗器器身進(jìn)行干燥處理。在空氣中停留時(shí)間超過(guò)下述規(guī)定時(shí)應(yīng)進(jìn)行烘干處理：干燥天氣（即空氣的相對(duì)濕度不超過(guò)65%）-16小時(shí)潮濕天氣（即空氣的相對(duì)濕度不超過(guò)75%）-12小時(shí)空氣的相對(duì)濕度達(dá)到或超過(guò)75%時(shí)，吊蓋檢查后應(yīng)烘干。,43,Page44,1、油泵拆卸,關(guān)閉油泵，確保不帶電。打開(kāi)端子盒，斷開(kāi)電纜。拆下電纜。關(guān)閉油泵前后的蝶閥。打開(kāi)油泵上方聯(lián)管放氣塞。準(zhǔn)備接油盆，以防止油流到外面。卸下油泵的安裝螺栓和油泵進(jìn)、出油口的蝶閥側(cè)法蘭的螺栓。輕輕晃動(dòng)油泵，將油泵內(nèi)的油倒出。當(dāng)油流完以后，更換油泵。這時(shí)應(yīng)更換新的密封墊。拆下油泵，并更換。,注意：確保新油泵中正確的油流方向，確保新油泵的正確旋
15、轉(zhuǎn)方向。,44,Page45,準(zhǔn)備一個(gè)油盆，放在油管下方。在更換油流繼電器之前，務(wù)必先關(guān)閉油流繼電器前、后的蝶閥，蝶閥為鑄鋁結(jié)構(gòu)，蝶閥的開(kāi)關(guān)鍵具有防松功能，并可指示“開(kāi)”和“關(guān)”的方向。轉(zhuǎn)動(dòng)蝶閥的開(kāi)關(guān)鍵并指示在“關(guān)”的位置。并確認(rèn)蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)。用干凈棉布擦拭油流繼電器以及安裝聯(lián)管周?chē)酃?。用螺絲刀打開(kāi)接線(xiàn)盒，拆開(kāi)油流繼電器的接線(xiàn)。用扳手慢慢拆開(kāi)油流繼電器在油管上的安裝螺栓，讓聯(lián)管內(nèi)變壓器油徐徐流下。待不再有油流下時(shí)，拆除原油流繼電器，安裝合格的油流繼電器,注意把表面擦拭干凈。,2、油流繼電器拆卸,45,Page46,從端子盒取下插頭。從溫度計(jì)槽取出電阻溫度計(jì)。驗(yàn)證溫度計(jì)槽內(nèi)充滿(mǎn)其容量2/3
16、的變壓器油。將新電阻溫度計(jì)用螺栓擰到溫度計(jì)槽中。連接插頭。將蓋板用螺栓擰到電阻溫度計(jì)上。測(cè)試溫度計(jì)指示是否正確。,3、電阻溫度計(jì)拆卸,46,主變壓器組裝按拆卸步驟反方向進(jìn)行,Page47,主變壓器的組裝：,檢查組裝是否正確，是否有多余零件。檢查需進(jìn)行的檢修項(xiàng)目是否按要求完成。按工藝文件要求進(jìn)行注油。靜置24小時(shí)后檢查變壓器是否有滲漏現(xiàn)象。,測(cè)量主變壓器和電抗器絕緣電阻和吸收比。鐵心和鐵軛夾件的絕緣電阻測(cè)試。工頻耐壓試驗(yàn)（出廠(chǎng)試驗(yàn)值的85%）。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)（出廠(chǎng)試驗(yàn)值的85%）。變壓器外表面重新噴漆。,重新組裝后的檢查：,重新組裝后實(shí)驗(yàn)要求：,47,套管外部應(yīng)清潔，無(wú)裂紋和破損，無(wú)放電痕跡及其它
17、異?，F(xiàn)象壓力釋放閥處的蝶閥應(yīng)處于開(kāi)啟位置，壓力釋放閥應(yīng)正常，且無(wú)滲漏現(xiàn)象。油箱、冷卻器和管路連接處的蝶閥應(yīng)處于開(kāi)啟位置。油箱和車(chē)體之間接地應(yīng)良好。變壓器外表面應(yīng)清潔、漆膜完好，各銘牌、字母牌應(yīng)清潔、字跡清楚。變壓器油箱和儲(chǔ)油柜上的組件及連接處應(yīng)無(wú)滲漏現(xiàn)象。變壓器與車(chē)體連接處的安裝螺栓應(yīng)無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。變壓器油樣化驗(yàn)合格。運(yùn)轉(zhuǎn)油泵和通風(fēng)機(jī)，并檢查是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，有無(wú)異音。接通負(fù)載，變壓器正式投入運(yùn)行。聽(tīng)變壓器運(yùn)行的聲音中是否夾有雜音。,Page48,變壓器投入運(yùn)行前的檢查操作：,48,變壓器聲音正常，無(wú)異常聲響發(fā)生。油泵和通風(fēng)機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。變壓器各密封件和焊縫無(wú)滲漏現(xiàn)象。油箱壁表面溫度應(yīng)正常。通過(guò)機(jī)車(chē)
18、上的計(jì)算機(jī)檢測(cè)油溫應(yīng)正常、油泵運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)正常。引線(xiàn)接頭和電纜應(yīng)無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象。,Page49,變壓器投入運(yùn)行中的檢查操作：,49,變壓器與車(chē)體連接處的安裝螺栓應(yīng)無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。套管外部應(yīng)清潔，無(wú)裂紋和破損，無(wú)放電痕跡及其它異?，F(xiàn)象。油箱和車(chē)體之間接地應(yīng)良好。變壓器外表面應(yīng)清潔、漆膜完好，各銘牌、字母牌應(yīng)清潔、字跡清楚。變壓器油箱密封件、組件和焊縫有無(wú)滲漏現(xiàn)象。變壓器油樣化驗(yàn)合格。檢察壓力釋放閥是否動(dòng)作，有無(wú)滲漏現(xiàn)象。如果壓力釋放閥動(dòng)作，應(yīng)觀(guān)察變壓器油箱的外壁是否明顯變形，且應(yīng)測(cè)量變壓器的絕緣電阻、直流電阻、電壓比和對(duì)變壓器油做油樣簡(jiǎn)化試驗(yàn)，以便進(jìn)一步確認(rèn)變壓器有無(wú)故障。如果變壓器無(wú)故障或?qū)⒐收闲迯?fù)后，應(yīng)將
19、壓力釋放閥的信號(hào)桿復(fù)位。,Page50,變壓器投入運(yùn)行后的檢查操作：,50,Page51,維修等級(jí)：,51,Page52,常見(jiàn)故障處理：,52,Page53,變壓器的運(yùn)輸,主變壓器充滿(mǎn)變壓器礦物油。為運(yùn)輸和存儲(chǔ)方便，主變壓器和副油箱一起進(jìn)行運(yùn)輸。建議使用專(zhuān)門(mén)吊具起吊變壓器。運(yùn)輸和存儲(chǔ)期間，主變壓器必須一直保持在平整的地面上以確保不會(huì)損壞變壓器外層。在運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)后或開(kāi)始裝運(yùn)時(shí)，必須馬上檢查所有主變壓器是否存在可能的運(yùn)輸損壞。如果出現(xiàn)任何損壞或發(fā)現(xiàn)礦物油滲漏，應(yīng)立即通知制造商。,53,如果滿(mǎn)足以下條件，主變壓器可進(jìn)行存儲(chǔ)：主變壓器放置的區(qū)域必須足夠平穩(wěn)且在該區(qū)域下面禁止水流。必須阻止礦物油滲漏給環(huán)境帶來(lái)任何不良影響。應(yīng)提供適當(dāng)?shù)奶鞖夥雷o(hù)（棚屋，車(chē)頂，庫(kù)房）以防止在管道配件內(nèi)形成凝結(jié)物。在變壓器各項(xiàng)零件袋內(nèi)使用干燥劑，充分保護(hù)零件包裝以防腐化。必須保護(hù)保油箱以避免腐蝕及機(jī)械損壞。,Page54,變壓器的貯存：,54,
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