机车电传动系统第八章——变压器及平波电抗器
3电力变压器及电抗器培训课件
3电力变压器及电抗器培训课件DHT1 电力变压器第一节变压器的基本原理及参数变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。
它根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足不同负荷的需要。
应用于电力系统(包括发电厂和变电所)中供输电和配电用的变压器，统称为电力变压器。
一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应原理工作的，因此它的构成原则是:有两个或两个以上互相绝缘的线圈(构成电路)套在一个共同的铁芯柱上(构成磁路)，线圈之间一般仅有磁的耦合，而无任何电的联系(在电路上不联系)，其原理示意图如图5-1所示(本图为双绕组变压器，为便于分析分别套在两个铁芯柱上)。
将线圈1接到交流电源上，在电源电压U1的作用下，线圈中流有电流I1，并在铁芯中产生交变磁通Ф，其频率与外施电压U1相同，这个交变磁通以整个铁芯作为闭合回路，同时交链于1、2两个线圈，根据电磁感应原理，分别在两个线圈中感应电势E1和E2。
E1=-W1*dФ/dt (5-1)E2=-W2*dФ/dt (5-2)式中:W1和W2分别为1、2若把负载接于线圈2，则有电流I2流过负载。
图5—1由于两个线圈都交链于同一磁通，故两线圈感应电势频率均与磁通Ф的频率相同，即等于外施电压U1的频率。
由上面两公式看出，两个线圈感应电势的大小都正比于各自线圈的匝数，通常两个线圈的匝数是不相等的，因此两个线圈感应电势的大小就不相等。
一台变压器，匝数多的感应电势就大，线圈匝数少的感应电势就小，即E1/W1=E2/W2=-dФ/dt (5-3)由式8-3可知，无论是线圈1还是线圈2，它们每一匝线圈所感应的电势都相等，又由于变压器一、二次侧的漏电抗和电阻都很小，可以忽略不计，可近似认为U1=E1,U2=E2,于是U1/U2=E1/E2=W1/W2=K,因此改变匝数(比)就可以改变电压，这就从物理意义上解释了变压器能变电压的原理。
在变压器中，与电源相接的线圈叫原线圈，简称原边或原方，接负载的线圈叫付线圈，简称付边或付方。
HXD2电力机车电传动系统和机车网络控制系统培训教材【范本模板】
HXD2型电力机车电传动系统培训教材1 交流电传动系统简介1。
1系统概述HXD2型电力机车交流电传动系统主要是由网侧电路、主变压器、牵引变流器、牵引电机及网络控制系统等部分组成。
交流电传动系统主要器件及其所在位置如图1—1所示。
图1—1 电传动系统主要器件及其位置机车主电路均采用轴控方式，交—直—交变流技术对牵引电机进行牵引和制动特性控制。
每台机车由两节车组成，设有四台变流柜，每台变流柜装有独立的两台变流器，每台变流器由IGBT模块组成的四象限变流器和逆变器组成,对该轴进行控制。
每节车的轴二、轴三变流器中间回路给辅助变流器提供电源。
整个系统采用绞线式列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）的形式实现对外通讯。
图1—2 牵引系统电气原理图1。
2 系统主要技术参数机车功率发挥基本要求：机车功率与网压关系如图1—3所示。
图1—3 八轴机车技术规范轮周功率发挥曲线图机车牵引力、制动力参数机车起动牵引力（0～5km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力) ≥760kN机车持续制牵引力≥532kN最大再生制动力（车钩处）461kN最大再生制动力开始线性下降的速度≤15km/h再生制动力线性下降至0的速度≤5km/h恒功率速度范围:牵引65～120km/h再生制动75～120km/h图1—4 机车牵引制动特性曲线轮轴参数轨距 1435mm轴式 2（B0-B0）机车整备重量 2x100 t轴荷重 25t机车轮周牵引功率(持续制）≥9600kW机车轮周再生制动功率（持续制) ≥9600kW额定牵引货物质量 1万吨车轮直径 1200（半磨耗）传动比 120/22．牵引系统介绍2。
1网侧电路网侧电路如图1-5所示，由1 台受电弓AP,1 台高压隔离开关QS—HV，1 个高压电压互感器TF1-PP，1台主断路器QF（M），1 台高压接地开关QS-GHV，1 台避雷器F1，1 个高压电流互感器TFI-QL(M），主变压器原边绕组AX,1 个接地侧电流互感器TFI—CE 和4 个回流装置，以及1 台高压连接器QF—HV 组成。
直流输电中的平波电抗器33页PPT
直流输电中的平波电抗 器
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 1能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
800kv干式平波电抗器概述
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(2)防止直流低负荷时电流断续平波电抗器电感值的计算。
通常防止直流电流断续对于平波电抗器参数设计不起决定作用,根据最小电流值计算平 波电抗器的电感,最小电流值一般为额定直流电流的10%,约为电流不发生断续的临界 电流值的两倍。对于十二脉动换流器,保证小电流时电流连续性要求的电感为:
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2：平波电抗器的主要作用
双极直流输电系统构成图
（1）高压直流输电优缺点
• • 高压直流输电相对于交流输电其优势体现在以下几个方面： 1）特别适合远距离、大容量送电。对于大容量远距离输电,稳定性问题成为了 交流输电的制约因素。通常采用串联补偿、静止补偿等措施来提高系统的稳 定性,这将大大增加交流输电的成本。而高压直流输电不存在相位差,没有交流 输电的稳定性问题,其传输容量和距离不受同步运行稳定极限限制。当输电距 离超过600~900km时采用高压直流输电比交流输电更为经济。 • 2）输送功率的大小和方向可以快速的进行调节,提高交流系统的稳定性。高压 直流输电换流器采用快速可控的功率器件晶闹管,可以快速实现功率的增减和 功率双向传送,在交流系统发生故障或者扰动时,利用直流输电的快速调节,来提 高交流系统的稳定性 • 3）高压直流输电不会增加电力系统的短路容量,避免更换大量的设备和增加投 资,且运行不受电网稳定极限限制 • 4）可以实现不同频率电网联网或者相同频率电网之间的非同步联网。 • 5）节省线路走廊。 • 高压直流输电相对于交流输电也有些不足之处,体现在: • 1）换流器价格高昂。 • 2）直流输电运行会产生谐波,并且换流装置消耗大量的无功功率,高压直流输 电需要增加大量交直流滤波和无功补偿装置。 • 3）保护控制系统复杂。 • 4）传统直流输电需要交流电网提供换向电压,当交流系统较弱时,直流系统运 行可能会出现一系列问题。 2019/2/14
SS4型机车平波电抗器潜伏性高温故障预报的探讨
及 支 架 松 动 ，铜
排 引 线 接 头 外 包
存在潜伏性高温过热故障，建议立即停运 ．查明原 因。后经解 体 吊芯检 查 ，发现平 波 电抗器 绕组 铜排 接 头断 ３根 （ １ ，成 功 预报 １ 变 压器 潜 伏 性 图 ） 起
故障，避免了机车事故 的发生。
收稿 日期 ：２ １－ ６ １ ０００—０ 作 者 简 介 ：徐 伟 计 ， Ｉ 师 程
发 现 故 障呈 发 展 趋 势 ，５月 ８日 ，进 行 滤油 处 理 ，
５月 １ ７日 ，继 续 跟踪 色 谱 分 析 表 明 ，故 障 由中 温 过 热发展 为 高温过 热 。为确保 机 车安全 运行 ，建 议
立 即 停 运 。 ５月
郑 州 铁 路 局 新 乡 机 务 段 ，运 行 区 问 为 新 乡 一 侯
化合 物 （ ：Ｈ 、Ｃ ２ ： ） 如 Ｈ、ＣＨ 、ＣＨ 、ＣＨ 等 ，可 初步判断变压器 内部有局部高温过 热等潜 伏性故障 。
２ ０ 年 １月 １ 日 ．Ｓ ４型 ６ ０５ ２ Ｓ ｌ６号 机 车 配 属 ｌ
图 １ 平 波 电 抗器 绕组 铜 排 接 头 烧 损 情 况
２０ ０ ８年 ４月 ２ ４日 ，利 用 气相 色谱 分 析 ，再 次
发 现 Ｓ４型 ６ ｌ Ｓ １６号机 车 Ｂ端 主变压 器 油 气相 色 谱 数 据异 常 ，初步判 断为 ３ ０ ７０ｏ的 中温 过热 ，然 ０ ～０ Ｃ 后 进 行密 切跟 踪 ４月 ３ ０日，在 色谱 跟 踪分 析 时 ，
了机 车事 故 的 发 生 。
关键词 ：电力机车 ；主变压器 ；电抗器 ；绝缘油 ；理化分析 ；故障分析
中图 分 类 号 ： Ｕ ６ ．６ ２４３
文 献 标 识 码 ：Ｂ
换流变压器油浸式平波电抗器安装工艺标准
尺寸相配合。 3.3.1.2 现场安装必须使用全新的密封垫（圈）。 3.3.1.3 法兰连接面必须平整、清洁，密封垫（圈）必须擦拭干
净，安装位置必须正确。 3.3.2 冷却器安装 3.3.2.1 外观检查无变形,法兰端面平整。 3.3.2.2 油泵转向必须正确，转动时必须无异常噪声、振动或过
热现象，其密封必须良好，无渗油或进气现象。 3.3.2.3 风扇电动机及叶片必须安装牢固，并必须转动灵活、无 卡阻，转向必须正确。 3.3.2.4 油流继电器密封良好，动作可靠。 3.3.2.5 管路中的阀门必须操作灵活，开闭位置正确，阀门及法
持续抽真空时间符合厂家要求。抽真空时，监视并记录油 箱变形，其最大值不得超过壁厚的两倍。 3.5 真空注油 3.5.1 在真空注油前,绝缘油必须经试验合格后方可注入换流变 压器、油浸式平波电抗器中。不同牌号的绝缘油或同牌号 的新油与运行过的油混合使用前，必须做混油试验。 3.5.2 注入油的油温宜高于器身温度,注油速度必须满足厂家规 定，如厂家没有规定，则不宜大于 100L/min。 3.5.3 真空注油时根据厂家资料的规定，打开或关闭相应的阀门。 3.5.4 油面距油箱顶的距离约为 200mm 时，停止注油或按制造厂 规定执行,真空注油量和破真空方法应符合产品说明书要 求，阀侧套管升高座和调压开关油箱注油按产品技术条件 要求进行。 3.5.5 补充油至合格位置。 3.6 热油循环 3.6.1 换流变压器、油浸式平波电抗器按照厂家要求进行热油循
器，运输小车或本体推进受力点必须符合厂家要求。 3.11.4 换流变压器、油浸式平波电抗器就位尺寸误差严格控制，
位置及轴线偏差必须符合产品技术规定，并满足阀厅设备 安装对换流变套管位置的要求。 3.12 本体固定、接地 3.12.1 本体及基础牢固。
机车电传动系统第八章——变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
三、保护装置
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
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第二节 主变压器的基本结构
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（２ ０～３０年）。因此，主变压器必须具有相应的散热 能力
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。
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第三节 典型主变压器结构特点
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
通常，为使平波电抗器在大电流下仍具有一定数量的电感，要求其 磁路具有较大的气隙，以便在磁路高饱和时，磁化曲线仍具有较大 的斜率。这样，在小电流下作时，电感量比要求值小很多，故电
流脉动系数可能超过３０％。
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第四节 平波电抗器
二、平波电抗器的结构 1．ＴＸＰ ７型平波电抗器的结构 ＴＸＰ７型平波电抗器由铁心组装、绕组、引线、 油道隔板组等４部分组成
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第四节 平波电抗器
平波电抗器是串接在牵引电动机回路中的电感装置，可用来减小整 流电流的脉动，以改善牵引电动机的换回和限制过高的温升
Ki
0.33
Udo Ld Id
要求平波电抗器的电感一电流特性曲线在工作范围内为一条双曲线
SS3简答题
1、什么是机车装备作业？2、SS3B机车车顶分别装有那些设备？3、SS3B机车辅助室内分别安装有那些设备？4、SS3B电力机车变压器室内装有什么主要电气设备？5、控制气路系统供风设备有那些？6、简述车钩哪几部分构成？7、写出SS3B机车受电弓升弓控制气路8、简述机车转向架承受垂向力传递顺序？9、简述基础制动装置的作用10、简述劈相机继电器（1DYJ）的作用11、简述劈相机中间继电器PXZJ得电时机及得电电路12、无负荷起动阀1YQF（2 YQF）有何功用。
13、变压器风机和潜油汞是由谁来控制的？14、简述控制电路的组成部分15、SS3B进行电阻制动时初制动，是如何对空气制动机进行控制的16、在主电路范围内，过电流保护的种类有那些17、SS3B机车主电路接地保护是如何让划分的18、SS3B机车零压保护采用1秒的作用是什么？19、SS3B机车A组控制电子电路由哪几块插件组成？20、SS3B机车工况选择信息室通过哪个继电器得电来显示完成情况的？21、如果采用库内三组电源供电，是否还需启动劈相机、简略分析电路.22、简述空气制动阀的组成？23、简述双阀口式中继阀的组成。
24、简述紧急阀的组成。
25、简述电空位操纵、空气制动阀置“制动”位时作的用原理。
26、简述空气位操纵，空气制动阀置“缓解”位时的作用原理。
27、排1电空阀得电前提条件是什么？排1电控阀得点作用是什么？28、109分配阀均衡部的作用？29、简述109分配阀均衡部制动位作用过程？30、重联阀作用有哪些？1、什么是机车装备作业？答：所谓的机车装备作业，是指机车在投入运用前的一切准备工作，包括各种冷却油脂、润滑油脂及砂子的供应，机车清扫及对机车各部进行的日常检查、给油作业等。
为机车的整备作业而设置的各种设备称为机车装备设备，它是机车设备的重要组成部分，直接影响着机车的运用效率，是机车正常工作的基本保证。
2、SS3B机车车顶分别装有那些设备？答：SS3B机车车顶上分别装有两台单臂受电弓。
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第二节 主变压器的基本结构
二、油 箱 油箱是油浸式主变压器的外壳，变压器的器身就放 在充满变压器油的油箱内
（１）在保证内部必要的绝缘距离条件下，尽可能减 小体积，以节约用油； （２）应具有必要的真空强度，以便在检修时能利用 油箱进行真空干燥； （３）油箱外部各种附件的布置应便于安装和维护。
（１）绕组的结构形式 绕组的结构形式分为同心式和交迭式两种 主变压器中常用的同心式绕组有以下几种形式。
①圆筒式绕组 ②螺旋式绕组 ③连续式绕组 ④双饼式绕组
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第二节 主变压器的基本结构
（２）绕组的绕向 绕组的线匝环绕方向称为绕向，绕组的绕向分 为左绕向和右绕向两种 （３）绕组的排列 ３.器身绝缘和引线装置 绕组引线均用裸铜排制成，引线与绕组出头的焊接采 用电阻焊接。由于钢是加速变压器 油氧化的催化剂，故引线表面要覆盖一层绝缘漆作保 护层。所有绕组引线均通过引线支架固 定在器身上。
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。
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第三节 典型主变压器结构特点
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
二、主变位器的型号 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（ｋＶ·Ａ）／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４ ９２３ ｋ Ｖ·A；电压为２５ ｋＶ。
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第四节 平波电抗器
平波电抗器是串接在牵引电动机回路中的电感装置，可用来减小整 流电流的脉动，以改善牵引电动机的 Id
要求平波电抗器的电感一电流特性曲线在工作范围内为一条双曲线
即平波电抗器电感量Ｌ与流过平波电抗器的整流电流平均值Id的大小 成反比
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第四节 平波电抗器
２．ＴＸＰ8型平波电抗器的结构特点
ＴＸＰ8型平波电抗器充分吸收了ＴＸＰ７型的优点，铁心 结构为单相二柱分段式叠铁心，其结构尺寸略有不同。铁心柱 的中间部分是分段的，每柱有１２段铁心饼，有１３个气隙， 最上和最下的气隙为 １４ ｍｍ，其余为 １６ ｍｍ气隙。两铁 心往气隙总长为 ４０８ ｍｍ。每个铁心柱上套有一个绕组。每 个绕组由４组电感绕组构成。每组电感绕组和一台牵引电动机 串联。同一铁心柱上的 ４组电感绕组彼此间有 １０ ｍｍ的油道。 每组的线段之间的油道高为 ４．５ｍｍ。两柱绕组之间的间隙 为１５ｍｍ，间隙间有一根长撑条，以保证两绕组间的绝缘距 离。长撑条同时起着油流导向作用。绕组出线通过钎焊焊在铜 排上，铜排将绕组出线引到油箱的出线装置处，铜排与出线装 置之间通过软编织线连接。
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第四节 平波电抗器
（３）引线 在平波电抗器绕组外部，连接绕组各引出端和油箱 上出线端子的导线称为引线。引线将电感线圈串接 在电机回路。 ＴＸＰ７型平波电抗器的铜排和油箱出线装置之间 的连接采用软编织线结构。 （４）油道隔板组 ＴＸＰ７型平波电抗器设有绕组上部的上隔板，绕组前 部的前隔板，绕组两侧的弯隔板和绕组下部的下隔板， 油流导向措施较好，冷却效果也比较理想。
第八章 变压器及平波电抗器
第一节 概述 第二节 主变压器的基本结构 第三节 典型主变压器的结构特点 第四节 平波电抗器
第一节 概 述
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
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第一节 概 述
通常，为使平波电抗器在大电流下仍具有一定数量的电感，要求其 磁路具有较大的气隙，以便在磁路高饱和时，磁化曲线仍具有较大 的斜率。这样，在小电流下工作时，电感量比要求值小很多，故电
流脉动系数可能超过３０％。
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第四节 平波电抗器
二、平波电抗器的结构 1．ＴＸＰ ７型平波电抗器的结构 ＴＸＰ７型平波电抗器由铁心组装、绕组、引线、 油道隔板组等４部分组成
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第二节 主变压器的基本结构
主变压器由器身、油箱、保护装置、冷却系统和出线 装置等部件组成。
一、器 身 器身由铁心、绕组（线圈）、器身绝缘和引线装置 等组成。 １．铁心 铁心的作用是构成变压器的闭合磁路，同时也是支撑 绕组及引线装置的机械骨架。因此， 要求铁心必须具有良好的导磁性能和足够的机械稳定 性。
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第二节 主变压器的基本结构
三、保护装置
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
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第二节 主变压器的基本结构
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（２ ０～３０年）。因此，主变压器必须具有相应的散热 能力
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第二节 主变压器的基本结构
２．绕组 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。
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第二节 主变压器的基本结构
（１）铁心组装 铁心采用 ０．５ ｍｍ厚的电工钢片叠成平波电抗 器铁心柱截面近似圆形上。下铁轭采用穿心螺杆拉 紧夹件夹紧；铁心饼采用穿心螺杆拉紧夹板绝缘夹 紧
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第四节 平波电抗器
（２）绕组 平波电抗器的每个铁心柱上套有一个绕组。每个绕组 由４组构成，两铁心柱上相同位置的各组线圈通过联 线彼此井联，构成４组电感线圈。每组电感线圈和一 台牵引电动机串联。绕组采用连续式，两铁心柱上的 绕组绕制方向相反。绕组要经过浸漆处理，一般浸１ ０３２醇酸树脂漆。绕组浸漆可以增加机械强度，但 是降低了耐电强度和散热能力。由于平波电抗器额定 电流较大，而电压等级并不太高，因此通过浸漆可进 一步获取抗短路能力和过载能力
五、出线装置 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。
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第三节 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ＳＳ４ 改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
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第三节 典型主变压器结构特点
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。