机车主变压器常见故障分析毕业论文

山东职业学院毕业设计（论文）题目：机车主变压器常见故障分析系别：专业：班级：学生姓名：指导教师：完成日期：山东职业学院毕业设计任务书班级学生姓名指导教师设计题目主要研究内容电力机车主变压器结构、故障分析与研究一、电力机车主变压器的特点。二、电力机车主变压器故障分析与判断主要技术指标或研究目标1.依据机车主变压器的基本结构2.掌握处理故障的原则。3.故障处理及事故抢修的过程及方法步骤。4.应急处理方案等基本要求1、根据功能要求编制设计方案。2、撰写报告。主要参考资料及文献[1]郭永年电工与电气设备水利电力出版社1995.5[2]顾绳谷电机及拖动基础机械工业出版社2003.12[3]董其国红外诊断技术在电力设备中的应用[M]北京机械工业出版社，1998.[4]吉锋中国科技文库电工技术一种变压器自动灭火系统科技文献出版社1998[5]马振良，肖信昌，何雨祥变电站值班员中国电力出版社2002.4山东职业学院毕业设计（论文）评审表班级：姓名：学号：评价内容具体要求分值评分调查论证能独立查阅文献和调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案，独立进行实验工作。20分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。20质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结构严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。20创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10成绩100论文评语：指导教师签名：评阅教师签名：年月日山东职业学院毕业设计（论文）答辩记录及总成绩（答辩小组用）班级：姓名：学号：答辩题目对学生回答问题的评语正确基本正确经提示回答不正确未回答答辩委员会（或小组）评语：成绩：答辩负责人签名：年月日指导教师评分评阅人评分答辩评分论文总成绩系毕业设计（论文）领导小组审核意见：小组组长签名：年月日注：毕业设计（论文）总成绩中，指导教师评分占40%，评阅人评分占20%，答辩评分占40%。摘要近年来，由于经济的快速发展和我国的资源分布不均等特殊条件，铁路运输以其运量大，经济等显著特点在国民经济中占有重要地位，在各种运输方式中起到不可替代的作用。为了提高运输效率，巩固和提高市场占有率，铁路部门在大刀阔斧的进行机构、制度改革的同时，也在不断进行技术革新。大力发展高速铁路和重载铁路，在货物运输车辆技术方面，不断完善铁路货车构造，运用新技术，新材料，在保证安全的前提下，进一步提高了货车的载重和速度。机车变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。关键词：机车变压器；结构，原理，故障分析；处理-1-目录-2-第一章绪论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。随着国民经济的迅速发展，我国铁路加快了以高速、重载、安全为主题的发展步伐。但行车安全是铁路运输的永恒主题，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行的状况来看，主变压器的故障率虽然不高，可是一旦出现故障就会造成很大损失。近年来,电力机车主变压器多次出现渗漏油故障,特别是有些新造的电力机车主变压器也发生了该现象。主变压器渗漏油不仅污染机车内部电缆及设备影响变压器及相关设备的外观,造成不必要的损失；而且迫使主变压器不得不停电检修,造成一定的社会影响甚至危及行车安全。所以,如何解决渗漏油问题是提高主变压器质量的关键项点之一。电气设备运行状态的在线检测和故障诊断，使设备从传统的预防性检修提高到预知性状态检修，对提高设备运行可靠性与有效度，提高电力系统经济效益，降低维修成本，都有很重要的意义。主变压器又称为牵引变压器，它是交-直流传动电力机车中的重要电器设备。用来将接触网上取得的单相工频交流25KV高压电降为机车各电路所需的电压，以满足机车各种电机、电器工作的需要。主变压器的工作原理与普通单相降压电力变压器基本相同，但由于其工作条件特殊，特别是为了满足机车调压、整流电路的特殊要求，故在主变压器的设计及结构型式上均有自身的特点。我国电力牵引变压器设计及工艺技术起源于20世纪50年代从前苏联引进的6Y2机车牵引变压器技术，代表产品为SS7E型电力机车用JDFP3-9180/25型牵引变压器。该变压器为立式结构，采用铜管冷却、车内进风等技术。经过不断的技术改进，基本上形成了一个初步技术平台。-3-第二章主变压器作用及技术要求主变压器是交流电力机车上的一个重要部件,用来把接触网上取得的25kV高压电变换为供给牵引电动机及其它电机、电器工作所适合的电压，其工作原理与普通电力变压器相同。主要技术参数额定容量、电压、电流(见表2.1)表2.1额定容量、电压、电流绕组名称网侧牵引取暖励磁辅助端子代AXa1b1x1，a3x3a2a2x2，a4x4a8x8a9x9a5x5a6x6a7x7b7x7额定容量kVA91804×1905.42×5822×3632012额定电压V250002×337.8+675.62×872.7168.9337.8225.2额定电流A367.22820667213.194753.5额定频率…………………………………………………………………………50Hz工作电压范围：最低………………………………………………………………………………19kV最高………………………………………………………………………………29kV额定阻抗电压(归算到二次侧)(见表2.2)表2.2额定分接的阻抗电压(归算到二次侧额定电流)线圈组合阻抗电压线圈组合阻抗电压网侧-牵引AX-a1x115.7%AX-a8x810.08%AX-a2x215.9%网侧-取暖AX-a9x911.01%AX-a3x316.9%AX-a8x8+a9x911.98%AX-a4x416.8%网侧-励磁AX-a5x51.049%-4-AX-a1x1+a3x39.8%AX-a6x61.071%AX-a2x2+a4x49.8%网侧-辅助AX-a7X73.355%AX-a1x1+a2x2+a3x3+a4x418.2%空载电流………………………………………………………………………0.394％空载损耗…………………………………………………………………………4.2kW负载损耗(75℃)……………………………………………………………………128kW总损耗(75℃)……………………………………………………………………132.2kW冷却方式…………………………………………强迫导向油循环吹风冷却（ODAF）第三章主变压器3.1主变压器的主要结构韶山7E型电力机车主变压器采用壳式结构，与韶山7型电力机车主变压器结构相似。变压器铁心呈双“口”字形，水平叠装，中心柱上布置高、低压绕组，铁心和铁轭截面为矩形。所有高、低压绕组均由饼式线圈组成，线饼为带圆弧角的矩形。油箱分上、下两部分，其水平和垂直方向截面都是矩形，铁心卧式搁置在下油箱上，上油箱套住器身，上下油箱压紧后焊接，从而使铁心夹紧。中间铁心采用楔形板把线圈挤紧。为减少线圈漏磁引起的附加损耗，油箱上压紧铁心用的“∩”筋板、楔形板及其上、下垫板均采用低碳钢板，并在线圈内腔的铁心上、下方装设了由硅钢片制成的磁分路。3.2主变压器主要部分的具体结构3.2.1油箱主变压器油箱分上、下两节油箱。箱底及侧壁均由5mm的16Mn钢板焊接而成。3.2.2铁心主变压器铁心采用30Q130硅钢片叠压而成，斜接缝，其尺寸同韶山7型电力机车主变压器。如图2-1。铁心叠厚800mm,窗口尺寸为290X700，铁心截面-5-积1755cm2，铁心有效截面积1650cm2。心柱磁通密度1.535T。叠片系数0.94。铁心重3055kg。3.2.3线圈主变压器所有线圈均采用饼式线圈,交错排列。网侧线圈的一端X永久接地，称为接地端；另一端A与接触网相接，称为高压端。为提高耐冲击过电压能力，除首端4个线饼采用加强绝缘导线，增大饼间油道和隔板数外，在高压第一线饼外还装设了静电屏，它与网侧线圈的引出头A端相连，以改善匝间电容的分布，降低起始电位梯度。为保证低压电路工作的可靠性，与高压端邻近的牵引线圈侧装有接地屏。网侧线圈采用两根复合导线并绕及饼间换位以减少附加损耗。复合导线由两根3.15mm×4.75mm扁铜线NOMEX纸包组合而成。牵引、辅助、励磁线圈均由铜板焊接而成，尺寸相同，仅板厚不同。取暖线圈采用换位导线绕制。线圈技术数据见表2.1。图2.1主变压器铁心图-6-表2.3主变压器线圈技术参数项目网侧线圈牵引线圈励磁线圈辅助线圈取暖线圈总匝数444匝4X12匝6匝(2+4）匝2X15.5匝线圈编号25～285～1228～321～415～1821～2433～363713141920每饼匝数2728333+32415.515.5导体尺寸2(3.15×4.75)2.5×2501×2501×2509(79.582.26.565.2)绝缘厚度1.281.120.580.580.580.45（1）网侧线圈共分16个线饼，其中有4个线饼是用2根组合导线并绕27匝而成；有12个线饼是用2根组合导线并绕28匝而成。（2）牵引线圈采用2.5mm厚铜板，每饼线圈都为3匝，匝绝缘采用1层0.18mm厚NOMEX纸板加2层0.2mm厚纸板。（3）取暖线圈共2个线饼，采用NOMEX纸包的换位导线（9根）绕制，每饼匝数15.5匝。（4）励磁线圈只有一个线饼，但分为两部分，一部分为a5x5,一部分分为a6x6,各是3匝，由1mm铜板焊接而成，匝绝缘采用1层0.18mm厚NOMEX纸板加2层0.2mm厚纸板。（5）辅助线圈由2个线饼组成。一个线饼为2匝，一个线饼为4匝，也是由1mm铜板焊接而成，匝绝缘采用1层0.18mm厚NOMEX纸板加2层0.2mm厚纸板。整个线饼通过成组工艺作成一个外观平整的绝缘整体，设有多种规格绝缘件，有∪形槽板、弯隔板、L形角板、隔板等成形绝缘件。如图2.2所示。-7-图2.2绝缘件a）低压∪形直槽板（外粘垫块）；b）高压∪形直槽板（内粘垫块）；c）∪形外弯板；d）∪形内弯板；e）L形直角板；f）L形圆角板；g）带油道割板（有A、B两种）。3.2.4冷却系统JDFP2-7700/25型主变压器采用强迫油循环风冷(ODAF)，冷却系统见图2.3所示。其附属装置主要有：-8-图2.3主变压器冷却系统图1．潜油泵（B80-20/11B-SS11）主要技术参数供电电源……………………………………………辅助逆变电源，三相50±1Hz额定功率…………………………………………………………………………11kW额定电流………………………………………………………………………22.6A额定电压…………………………………………………………………………380V额定电流………………………………………………………………………22.6A转速………………………………………………………………………2920r.p.m流量……………………………………………………………………………80m3/h-9-扬程……………………………………………………………………………200kPa2．全铝合金板翅式冷却器（STD-SS11）主要技术参数热交换功率……………………………………………………………………260kW循环油量………………………………………………………………………80m3/h入口油温…………………………………………………………………………850C空气侧压力损失…………………………………