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关于电力机车主变压器毛病处理的讨论

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    铁路运输是我国经济运行的大动脉,在我国交通体系中占有重要的地位。随着国民

关于电力机车主变压器毛病处理的讨论


    铁路运输是我国经济运转的大动脉,在我国交通系统中占有重要的方位。跟着国民经济的迅速开展,我国铁路加快了以高速、重载、安全为主题的开展脚步。但行车安满是铁路运输的永久主题,铁路提速后对机车的安全性提出了更高更严的要求。机车主变压器是电力机车的心脏部分,它的好坏直接影响到机车的行车安全。从电力机车主变压器多年来运转的状况来看,主变压器的毛病率尽管不高,可是一旦出现毛病就会构成很大丢失。
   近年来,电力机车主变压器屡次出现渗漏油毛病,特别是有些新造的电力机车主变压器也发作了该现象。主变压器渗漏油不只污染机车内部电缆及设备影响变压器及相关设备的外观,构成不必要的丢失;并且迫使主变压器不得不停电检修,构成必定的社会影响乃至危及行车安全。所以,怎么处理渗漏油问题是进步主变压器质量的要害项点之一。
  一、机车主变压器的概略
  (1)机车主变压器的作用与运转条件
   电力机车主变压器是沟通电力机车上的一个重要部件[1],用来把触摸网上获得的25kV高电压变换为供应牵引电动机及其他电机、电器作业所合适的电压,其作业原理与一般电力变压器相同。主变压器设备在沟通馈电的电力机车动车上,把馈电电源变换为恰当的主电路电源和辅佐电路电源,为了能自由地改动电压,使之适用于牵引电动机,沟通电气化的初期,变压器的原边或次边绕组设有抽头,可使电压在必定的规模内改动,以完结牵引电动机的电压操控(即速度操控)。后来选用半导体器材操控牵引电动机电压,为此要把次边绕组分红具有必定电压的2个绕组,向半导体变流器供电。辅佐电源从变压器第3绕组获取。
   因为机车主变压器作业在电力机车上,因而电力机车在运转进程中所具有的一系列特色,必定要在主变压器的实践作业中反映出来,成果就构成了主变压器具有不同于一般变压器的作业条件和特色。主变压器的作业条件及特色,首要表现在以下几个方面:
  1、常常遭到机械冲击和接连而激烈地机械振荡;
  2、外型尺度和分量有较严厉约束(因为机车车体内安放电气设备的空间极为有限,并且机车轴重也有必定的规范);
  3、触摸网动摇规模比较大,牵引负荷改动也比较大;
  4、受大气过电压和操作过电压的作用,一起低压侧有较高的短路或率;
  5、当选用改动主变压器输出电压的办法来调理机车速度时,主变压器的绕组需求组织较多的抽头数目,以便进行调压。
   综上所述,主变压器的作业条件与一般电力变压器天壤之别,它的作业条件和作业环境是恰当恶劣的。
   电力机车主变压器运转条件特别,触摸网电压改动大,机车额外作业电压25kV,正常的作业电压20~29kV,答应误差+16%和-20%,毛病运转电压为19kV。在实践运转中,触摸网首端电压有时到达31kV,机车再生制动时,网压可到达32kV。而电力变压器网压改动率只要±5%。与一般变压器比较,主变压器的馈电电压改变规模大;别的,馈电的分段处有电力中止,一起还伴有相位改动,所以主变压器常遭到大的电冲击。
   机车运转时要求无流转过分相区,触摸网分相间隔一般为20~40km。牵引变压器要常常断开和接通。当列车平均速度为80km/h时,机车主变压器约15~ 30min投切一次。当列车平均速度为200kn/ h时,则10~ 20min就要投切一次。
  (2)变压器根本结构
   主变压器的根本结构有芯式和壳式两类。芯式结构或壳式结构是指变压器铁芯与绕组的相对方位而言。在我国,芯式变压器在应用上占有优势[2]。
   从变压器结构方面来说,一般分为六大部分即绕组、铁心、引线、器身、油箱和总装。机车主变压器也是由这几部分组成的。其间绕组、引线、器身和总装(触及外绝缘)四大部分直接与绝缘有严密的联络,铁心和油箱也触及到绝缘问题。别的,绝缘问题无论是在变压器制作进程中,仍是在变压器运转中,往往都是最灵敏,最直观表现出来,所以电力变压器各部件的绝缘成为变压器制作厂家和运用部分最为注重,最为注重的问题。变压器结构可用图2-1表明。
  (3)运转中的常见毛病类型
  1、按毛病发作部位分类:
  ①变压器外部毛病
   油箱:焊接质量欠好,密封填圈欠好;电压分接开关传动设备:机械操动部分,操控部分等问题;冷却设备:电扇,输油泵、操控设备等问题;附件:绝缘套管、温度计、油位计、各种继电器等问题。
  ②变压器内部毛病
   绕组:绝缘击穿,断线,变形;铁心:铁心叠片之间绝缘欠好,接地欠好,铁心两点或多点接地及铁心螺栓绝缘击穿;内部的设备金具问题:电压分节开关操控不到位,引线绝缘单薄;绝缘油老化。
  2、按毛病性质分类
   变压器的内部毛病首要有:过热性毛病、放电性毛病、油毛病等类型。加快变压器寿数完结的本源是绝缘的老化。它使变压器逐步损失原有的机械功能和绝缘功能,简单发作部分放电,下降绝缘的工频及冲击击穿强度,缩短变压器的运用寿数。下面从毛病性质动身对主变压器渗漏油的毛病部位及首要原因进行具体论说。并从油箱结构规划、制作工艺和现场处理等方面提出处理主变压器渗漏油毛病的办法。
  二、渗漏油的部位
   电力机车主变压器渗漏油的部位首要有箱体及附件的焊缝部位以及衔接部位密封件的交界面。
  (1)焊缝部位
   主变压器包含油箱、箱盖、储油柜、散热器、净油器、安全气道等组件,这些组件都是通过施焊或许衔接件来完结拼装的。组焊完结后假如焊缝部位存在夹砂、气孔、隐性裂纹,或许现场操作中没有完全消除剩余应力等都会构成焊缝部位渗漏油现象的发作。实践运用中电力机车主变压器的渗漏油一般大部分是这些部件上渗漏油,据材料显现,其间SS3,SS4型机车主变压器就曾发作多起焊接部件渗漏油现象。
  (2)衔接部位密封件的交界面
   在电力机车主变压器外部设备有冷却器、油泵、管路、蝶阀以及出线端子板等部件,这些部件之间的衔接面都是通过密封件(密封圈和密封胶等)来进行密封的。这些密封件因为本身老化以及质量原因,极易构成主变压器运转进程中密封失效现象,导致渗漏油毛病。
  三、渗漏油毛病的原因
  (1)焊缝部位渗漏油原因
  ①规划缺点。在对SS3,SS4等车型所发作的主变压器储油柜及散热器因为焊接缺点构成渗漏油现象的剖析处理中发现:关于惯性及批量漏油现象,往往与结构规划有必定的联系。结构规划时假如对部分应力会集部位剖析不深入、或许存在规划缺点,则机车通过必定时刻运转后,会导致渗漏油毛病。其次,在机车运转进程中,在某些特别线路及特别区段时,该部件遭到冲击载荷,当部分应力长期超越许用应力时,就会构成疲惫裂纹,然后导致主变压器渗漏油现象的发作。别的,规划时某些结构缺点如没能发现并处理好往往会导致批量主变压器油箱渗漏油现象发作。
  ②制作工艺原因。在主变压器制作进程中假如在进行工艺剖析时,对一些结构的特别要求没有留意,编制工艺时按一般结构焊缝进行处理;或焊接操作人员不严厉遵守工艺规范,焊接次序不对,焊缝高度过大或过小,主变压器油箱制作完结后焊接剩余应力处理不妥;一起加上在产品查验进程中的忽略或查验手法的缺少,都会导致风险焊缝缺点的存在,然后发作渗漏油现象。
  (2)密封件交界面渗漏油原因
  ①密封件的产品质量存在问题。
  ②在电力机车主变压器的制作进程中各衔接部位的密封件设备不妥,整固不到位。
  ③在电力机车主变压器大修及保护中密封件替换不及时,密封件失效。
  四、渗漏油现象的处理
  (1)防备办法
   关于由规划原因构成的油箱渗漏,除选用改善产品结构,加强结构剖析,添加新产品运转查核等办法外,还能够凭借先进的先期确诊手法,如选用计算机辅佐结构剖析软件进行强度和模态剖析等,以削减规划缺点。而关于制作原因构成的渗漏,应要求操作人员严厉按专业焊接规范操控变压器油箱制作工艺,在变压器油箱拼装焊接完结后还需采纳正确的消除剩余应力办法,如振荡或时效处理等,以处理因为加工焊接进程构成的应力会集,保证变压器油箱加工进程中构成的应力会集区和缺点数量最少,然后消除漏油危险。
  (2)现场处理办法
  ①焊缝渗漏
   榜首,焊缝渗漏毛病首要是因为焊缝存在应力会集、夹砂、气孔或裂纹导致的,处理时在确认渗漏方位后,先用钢丝刷整理,再用除油剂冲刷洁净,用净布重复擦洗,最终在渗漏点处进行补、堆焊处理。
   第二,主变压器发作渗漏油不严峻时,可考虑带油焊修。在补焊进程中,咱们多选用石棉绳、木锲等物预先将渗漏处堵死,然后再进行焊接;对不能预先塞死的渗漏处(如条裂),能够选用先一部分一部分地焊修,待渗漏处归结至一点后再用石棉绳、木锲塞死进行焊修;关于厚板上的小缝隙,先用小锤捻死,然后再焊接;关于微渗漏则一般采纳先用电弧快速晃烤渗漏处四周,令其升温胀大按捺油流,然后焊成。焊修时为避免烧穿,使漏处扩展,能够先在漏处上方进行恰当加厚(即堆焊一下)。选用带油焊修时禁止长时刻施焊,焊修点最好在油面下100~200 mm处;箱内无油时禁止施焊。因为带油补焊是处理渗漏油的暂时办法,依旧存在再次渗漏的可能性,因而在恰当时分有必要严厉按焊缝返修工艺进行清根返修。在现场处理渗漏油现象消失后,还需进行仔细盯梢调查,保证不影响电力机车主变压器的正常运转。
   第三,假如漏油较严峻,则须选用完全的处理办法。在条件答应时可考虑先放油,吊芯后对漏油部位选用完全的焊接弥补办法。件答应时可考虑先放油,吊芯后对漏油部位选用完全的焊接弥补办法。
   第四,抽真空排油法。使变压器内部构成负压,变压器油不再渗漏,此刻能够补焊,可是,抽真空时负压不宜过高,以表里压力持平为宜。
  ②密封件渗漏处理
   密封件渗漏状况比较复杂,要具体问题具体剖析。先确认密封失效的原因,在现场能够先紧固密封件两头的紧固螺栓,假如还处理不了问题则需替换变形或许损害的密封件。此外,在电力机车变压器大修或设备进程中一方面要不断进步密封件质量,另一方面现场操作中要留意密封件的正确设备和查看,有问题的及时替换,最大极限避免密封件渗漏现象的发作。
  五、结语
   实践上构成渗漏的原因还有许多:如密封设备面对接部件不平(出现马蹄形状),部分油塞密封面规划不合理,以及密封面法兰钢板较薄、强度不行,不足以坚持密封作用等现象。漏油毛病不同,处理问题的办法也不同,实践作业中需求咱们仔细剖析和总结,以便把电力机车主变压器渗漏的防备及处理作业做的更好。
  参考文献:
  [1]王晓莺等.变压器毛病与监测.北京:机械工业出版社,2004.
  [2]马开国.电力机车概论.北京:我国铁道出版社,1990.
  [3]马开国.电力机车概论.北京:我国铁道出版社,1990.
  [4]戴伟跃.谈科学合理的电力机车修理系统.机车电传动,1995.2
  [5]余卫斌.韶山9型电力机车[M].北京:我国铁道出版社,2005.
  (1) 以单相沟通电能作为动力的电力机车。按牵引电动机的性质又可分为直流传动电力机车和沟通传动电力机车两大类。
  (2)芯式铁心一般为笔直放置,圆筒形的高、低压绕组同心肠套装在心柱上,使绕组围住心柱。为充分利用绕组内圆空间,心柱截面常为外接圆形的多级阶梯形;为使磁通在铁扼中散布均匀,铁扼截面最好与心柱截面相同,但为了使夹紧设备及绝缘零件等结构简化,铁扼截面一般都选用矩形或倒多级梯形。

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