SS7E型电力机车主变压器特点毕业论文范文.docx
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SS7E型电力机车主变压器特点
摘要
本论文主要试分析SS7E型电力机车主变压器特点。
韶山7E型电力机车变压器是组合式变压器，型号为JDFP3-9180/25，内装1台主变压器，6台平波电抗器，2台供电电抗器，4台辅助电抗器和1台高压电流互感器。
电力机车通过主变压器把供电网的25kV高压变换成电力器件可以承受的低压，经过整流变换后驱动电动机行进，在这个过程中变压器有4000W,12000W左右的损耗都转变成热能使变压器温度升高，当温度过高时将使变压器绝缘受到影响，因此电力机车主变压器一般采用强迫油循环风冷的散热方式，通过油散热带走热量，通风机在散热的时候同时也消耗大量的功率，由于温升受环境温度和负载的影响，并不是时时刻刻都需要通风机进行工作，装置通过实时监控机车主变压器油温，当计算到油温对绝缘影响足够小时，停止通风机，当温度上升到一定程度时，再打开通风机降温，这样能够节省通风机消耗的大量电能。
主变压器是主要用于交流电力机车上的特种单相降压变压器。
为满足机车牵引的特殊需要，与一般的单相电力变压器相比较，变压器具有绕组多、耐震动、阻抗电压要求高、体积和重量相对较小，且能在规定的电压波动及负载变化范围内可靠工作等特点。
主变压器的工作原理与一般电力变压器基本相同。
其结构包括:
器身、油箱、冷却系统、保护装置及出线装置等五部分。
器身由铁芯、绕组、起身绝缘和引线等组成，是变压器的核心部件。
铁芯采用单相二柱式心式结构，它由导磁性能优良的冷轧硅钢片按规定的叠积方式叠装而成，芯柱用环氧玻璃粘带绑扎，上、下铁轭用两组夹件紧固。
主变压器的绕组式由分别布置在两个芯柱上的同心式绕组并联或串联而成。
器身绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。
通常绕组对地及不同绕组之间的主绝缘采用油隔板绝缘结构;同一个绕组的线段之间或层间的纵绝缘采用由垫块和撑条组成的轴向和径向油道绝缘。
器身放置在充满变压器的油箱内。
为加强主变压器的散热能力，均采用强迫油循环风冷式冷却系统。
为了防止变压器油的迅速老化以及监视油循环系统的工作状态，主变压器上设置了储油柜、吸湿器、净油器、油流继电器、压力释放阀及信号温度计等保护装置。
在电力机车主变压器外部安装有冷却器、油泵、管路、蝶阀以及出
-I-
线端子板等部件，这些部件之间的连接面都是通过密封件（密封圈和密封胶等）来进行密封的。
这些密封件由于自身老化以及质量原因，极易造成主变压器运行过程中密封失效现象，导致渗漏油故障。
关键字;SS7E电力机车;主变压器;特点
-II-
摘要...............................................................................................................................I引言...............................................................................................................................11变压器、电抗器及互感器概述.......................................................................................2
1.1变压器接线原理图................................................................................................2
1.2变压器外形结构图................................................................................................22主变压器..........................................................................................................................5
2.1主变压器作用及技术要求....................................................................................5
2.2主变压器的主要结构............................................................................................6
2.2.1油箱............................................................................................................6
2.2.2铁心............................................................................................................6
2.2.3线圈............................................................................................................6
2.2.4冷却系统.....................................................................................................8
2.2.5油保护装置...............................................................................................10
2.2.6引出线接头...............................................................................................11
2.2.7变压器油...................................................................................................123电抗器............................................................................................................................13
3.1平波电抗器.........................................................................................................13
3.1.1铁心..........................................................................................................14
3.1.2线圈..........................................................................................................16
3.2供电电抗器.........................................................................................................17
3.2.1铁心..........................................................................................................17
3.2.2线圈..........................................................................................................18
3.3辅助电抗器.........................................................................................................19
3.3.1铁心..........................................................................................................19
3.3.2线圈..........................................................................................................194互感器............................................................................................................................21
4.1高压电流互感器..................................................................................................21
4.2高压电压互感器..................................................................................................21
4.2.1铁心..........................................................................................................23
4.2.2绕组..........................................................................................................24
4.2.3油箱..........................................................................................................25
-III-
4.2.4其他..........................................................................................................25
4.2.5使用注意事项...........................................................................................25
4.3其他互感器.........................................................................................................26
4.3.1主变压器二次侧电流互感器....................................................................26
4.3.2LMZ-0.5型电流互感器............................................................................26结论.............................................................................................................................27致谢.............................................................................................................................28参考文献.............................................................................................................................29
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引言
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。
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。
电力机车在1958年我国成功地自行研制了第一台电力机车SS1型，开始了中国铁路电气化的进程。
在今天以电力机车为主导的年代，我国投入了大量的资金和技术来研制更多新型的电力机车和电力动车组，并且我国在这方面逐渐走向成熟。
韶山7E型电力机车变压器是组合式变压器，型号为JDFP3-9180/25，内装1台主变压器，6台平波电抗器，2台供电电抗器，4台辅助电抗器和1台高压电流互感器。
除了从国外进口新型的电力机车以及电力动车组以外，还实现了本国机车出口国外的目标。
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。
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1变压器、电抗器及互感器概述
韶山7E型电力机车变压器是组合式变压器，型号为JDFP3-9180/25，内装1台主变压器，6台平波电抗器，2台供电电抗器，4台辅助电抗器和1台高压电流互感器。
1.1变压器接线原理图
整个变压器除网侧高压套管外，共有42个接线端子（含高压电流互感器接线端子）。
总重17.25t,外形尺寸为3930mm×2449mm×1820mm。
接线原理图和外形结构图分别见图1.1和图1.2。
图1.1变压器接线原理图
1.2变压器外形结构图
-2-
图1.2
图1.3
-3-
图1.4
图1.5变压器外形结构图
（1.2）变压器外形结构图（主视图）;（1.3）变压器外形结构图（左视图）;
（1.4）变压器外形结构图（俯视图）;（1.5）变压器外形结构图（右视图）;1）环氧浇注的高压电流互感器接线座;2）环氧浇注的高压套管;3）油位表;4）导向座;5）防爆玻璃;6）压力释放阀;7）活门;8）潜油泵;9）蝶阀;10）油温度计;11）铝合金储油柜;12）软木橡胶密封垫;13）油流继电器;14）波纹管;15）板翅式冷却器;16）冷却器支架;17）底座;18）吊耳;19）变压器上、下油箱焊缝;20）接地螺栓;21）铭牌;22）平波电抗器油箱;23）吸湿器;24）环氧浇注的单端子;25）环氧浇注的十端子;26）高压套管筒;27）环氧浇注的
六端子;28）注油活门;29）接线端子手孔盖;30）高压套管筒与电抗器油箱联管
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2主变压器
2.1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
a1b1x1，a3x3a8x8a5x5a7x7b7x7AX端子代a9x9a6x6a2a2x2，a4x4
918032012额定容量kVA4×1905.42×5822×36
2×337.825000168.9337.8225.2额定电压V2×872.7+675.6
367.22820667213.194753.5额定电流A
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
AX-a1x115.7%AX-a8x810.08%
AX-a2x215.9%AX-a9x911.01%网侧-取暖AX-a3x316.9%AX-a8x8+a9x11.98%网侧-牵引9AX-a4x416.8%AX-a5x51.049%网侧-励磁
AX-a1x1+a3x39.8%AX-a6x61.071%
AX-a2x2+a4x49.8%AX-a7X73.355%网侧-辅助
AX-a1x1+a2x2+a3x3+18.2%
a4x4
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空载电流………………………………………………………………………0.394,
空载损耗…………………………………………………………………………4.2kW
）……………………………………………………………………128kW负载损耗（75?
总损耗（75?
）……………………………………………………………………132.2kW
冷却方式…………………………………………强迫导向油循环吹风冷却（ODAF）2.2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。
几个主要部分的具体结构如下:
2.2.1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。
2.2.2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。
2.2.3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。
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图2.1主变压器铁心图
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
1,4
5,1215,183713141920线圈编号25,2828,3221,24
33,36
327283+32415.515.5每饼匝数3
2.65，5.6导体尺寸2（3.15×4.75）2.5×2501×2501×2502.82，5.799（）
1.281.120.580.580.580.45绝缘厚度
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（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。
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）。
2.2.4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:
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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…
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