關(guān)于CRH5型車(chē)牽引變壓器的切除原因及方法的討論

韓健

摘 要：CRH5型動(dòng)車(chē)組的重要組成部分包括牽引變壓器，牽引變壓器的工作狀態(tài)直接影響動(dòng)車(chē)組運(yùn)行狀態(tài)，本文主要思想為通過(guò)對(duì)牽引變壓器結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行介紹，來(lái)開(kāi)展CRH5型車(chē)牽引變壓器的切除診斷研究，目的為以最快的速度找出牽引變壓器的切除的原因和處理辦法，以便更快速的解決牽引變壓器的故障，保證車(chē)輛順利行駛。

關(guān)鍵詞：CRH5型車(chē);牽引變壓器;切除;原因;處理方法

1 牽引變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理

1.1 牽引變壓器的結(jié)構(gòu)

牽引變壓器在結(jié)構(gòu)上由一個(gè)單極一次繞組與6個(gè)次級(jí)繞組組成，可以支持該車(chē)在25KV，50Hz標(biāo)稱(chēng)電壓供電的線路上運(yùn)行，并且把該電壓轉(zhuǎn)為6組1170V的單相工頻交流電，提供給牽引變流器使用。牽引變壓器的輸入總功率為5261千伏安，六個(gè)副邊繞組每個(gè)繞組的輸出功率為877千伏安，可以工作在17.5KV-25KV之間，頻率范圍為49Hz-51Hz。CRH5型車(chē)設(shè)計(jì)上每列車(chē)安裝2個(gè)牽引變壓器，分別安裝在3車(chē)和6車(chē)車(chē)下。其中安裝在3車(chē)的變壓器為第一個(gè)牽引單元供電，安裝在6車(chē)變壓器為第二個(gè)牽引單元供電。

1.2 牽引變壓器的工作原理

牽引變壓器主要負(fù)責(zé)將接觸網(wǎng)的25000伏交流電轉(zhuǎn)換成1770V交流電，供給牽引輔助變流器能量，牽引輔助變流器通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)列車(chē)牽引電機(jī)及其他中、低壓負(fù)載的用電需求。牽引變壓器的工作由兩個(gè)互為冗余的本地控制單元本地控制單元進(jìn)行控制和監(jiān)控診斷，本地控制單元通過(guò)車(chē)輛總線與主控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，來(lái)保證牽引變壓器的共正常工作。牽引變壓器配置了完善的保護(hù)系統(tǒng)，如冷卻系統(tǒng)、溫檢系統(tǒng)、油流檢測(cè)、電流檢測(cè)系統(tǒng)等，如果它的保護(hù)系統(tǒng)或其他高壓系統(tǒng)發(fā)生異常，本地控制單元?jiǎng)t會(huì)發(fā)出牽引變壓器切除指令，以達(dá)到保護(hù)牽引變壓器和車(chē)輛其他高壓設(shè)備的目的。

2 牽引變壓器切除原因和診斷方法

牽引變壓器自動(dòng)切除的因素很多，研究變壓器切除的原因，系統(tǒng)對(duì)牽引變壓器進(jìn)行自切除基本有以下原因：

（1）冷卻系統(tǒng)故障。冷卻油、泵和風(fēng)扇是牽引變壓器主要組成。當(dāng)主變壓器正常工作時(shí)，控制單元會(huì)發(fā)出指令控制冷卻泵將冷卻油在油路中工作，同時(shí)冷卻風(fēng)扇也會(huì)啟動(dòng)在工作，實(shí)現(xiàn)牽引變壓器的散熱。如果冷卻泵同時(shí)故障或油溫超過(guò)60度時(shí)會(huì)導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇不啟動(dòng)，牽引變壓器自動(dòng)切除;

（2）油檢系統(tǒng)干涉;牽引變壓器的油檢系統(tǒng)分為油位檢測(cè)和油流檢測(cè)兩個(gè)方面，牽引變壓器內(nèi)部配備有三個(gè)油位傳感器和兩個(gè)油流開(kāi)關(guān)。當(dāng)牽引變壓器油位低或兩個(gè)油流開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)狀態(tài)均不正常時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髑谐?

（3）溫檢系統(tǒng)干涉;牽引變壓器的溫檢系統(tǒng)由四個(gè)油溫傳感器探頭組成，兩兩一組，兩組溫度探頭檢測(cè)到的溫度信號(hào)會(huì)對(duì)應(yīng)的反饋給兩個(gè)冗余的控制單元，同時(shí)控制溫度探頭;如果控制單元診斷出牽引變壓器冷卻油溫度過(guò)高或四個(gè)溫度探頭全部故障時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髑谐?

（4）牽引變壓器絕緣不良;變壓器的壽命是由絕緣材料的壽命決定，變壓器故障大多由絕緣損壞而造成，溫濕度以及國(guó)電都會(huì)影響變壓器絕緣性能。同時(shí)鐵芯、鐵芯疊片之間如果絕緣不良，絕緣材料損壞，絕緣油老化均造成絕緣故障。導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髯郧谐?

（5）電流檢測(cè)系統(tǒng)干涉;牽引變壓器原邊配備一個(gè)電流傳感器TAP，采集牽引變壓器原邊電流，CLT經(jīng)過(guò)特定的算法將TAP采集的電流模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量形式的電流峰值和有效值，當(dāng)電流峰值大于490A時(shí)，CLT會(huì)診斷變壓器原邊發(fā)生短路;當(dāng)CLT檢測(cè)到以上三種電流干涉或TAP傳感器發(fā)生故障時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髑谐?

（6）高壓系統(tǒng)設(shè)備故障;由于牽引變壓器是高壓系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)高壓系統(tǒng)中的一些高壓設(shè)備發(fā)生一些特定故障時(shí)，也會(huì)影響牽引變壓器的運(yùn)行。牽引輔助變流器發(fā)生出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)重新配置相應(yīng)的高壓接觸器來(lái)斷開(kāi)此故障變流器與牽引變壓器之間的連接，但是如果此高壓接觸器由于線路故障或機(jī)械故障原因沒(méi)有完成斷開(kāi)操作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)則會(huì)診斷高壓接觸器斷開(kāi)失敗，從而導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髯詣?dòng)切除;

（7）過(guò)壓閥干涉; 牽引變壓器上具有一個(gè)過(guò)壓閥，過(guò)壓閥具有3個(gè)輔助觸點(diǎn)，當(dāng)油壓正常時(shí)，輔助觸點(diǎn)1斷開(kāi)，輔助觸點(diǎn)2閉合，輔助觸點(diǎn)3斷開(kāi);當(dāng)變壓器油壓大于0.8bar時(shí)，過(guò)壓閥的行程開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)生動(dòng)作，從而將油噴出降低油壓。當(dāng)油壓過(guò)大時(shí)，輔助觸點(diǎn)1， 3會(huì)閉合，輔助觸點(diǎn)2斷開(kāi)，導(dǎo)致?tīng)恳儔浩髑谐?/p>

（8）控制單元干涉;CLT是牽引變壓器工作的控制單元，負(fù)責(zé)采集變壓器冷卻系統(tǒng)、油檢系統(tǒng)、油流系統(tǒng)、油壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時(shí)與MPU進(jìn)行通訊收集各個(gè)高壓設(shè)備的工作狀態(tài)，也會(huì)將變壓器診斷信息傳輸給MPU記錄。如果CLT發(fā)生硬件或通訊故障時(shí)，主變壓器也會(huì)發(fā)生自動(dòng)切除。

牽引變壓器發(fā)生自切除，在故障中是很常見(jiàn)但很難判斷其根源。可以通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)、測(cè)量電壓、更換部件、分析記錄等方式來(lái)進(jìn)行判斷原因。以上的這些方式都會(huì)消耗很長(zhǎng)時(shí)間，不利于維修和突發(fā)情況的處理，所以我們還是要繼續(xù)研究能夠快速查找牽引變壓器發(fā)生自動(dòng)切除原因，就能及時(shí)的解決牽引變壓器的故障，對(duì)變壓器的維修提供便利條件。

3 結(jié)論

本文對(duì)牽引變壓器的結(jié)構(gòu)分布、工作原理和工作條件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，著重的分析了系統(tǒng)發(fā)生自切除的原因和診斷方法。車(chē)輛運(yùn)行的動(dòng)力保障就是牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)車(chē)組牽引變壓器是電力牽引系統(tǒng)中電壓等級(jí)變換和電源分配的重要設(shè)備，是高速動(dòng)車(chē)組列車(chē)的核心部件，所以探討牽引變壓器自動(dòng)切除的原因有利于提高診斷效率，并且更快遞處理故障，同時(shí)這也是一個(gè)很好的研究課題，希望后續(xù)投入更大的力量更加深入的研究和探討。

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