變壓器及平波電抗器

主變壓器又稱為牽引變壓器，是交直流電力機車上的一個重要的電器設備，用來將接觸網上取得的25KV高壓電降為機車和電路所需的電壓。平波電抗器是用來限制牽引電動機電流脈動的電抗器，由于其基本原理和結構與變壓器有相似之處，常與變壓器一起統稱為變壓器類產品。本章將重點介紹主變壓器的基本結構以及國產TBQ系列主變壓器的主要技術數據和結構特點。同時，對平波電抗器的結構特點也作簡要介紹。第一節概述一、主變壓器的特點（１）繞組多（２）電壓波動范圍大（３）負載變化大（４）耐振動（５）對阻抗電壓要求高（６）重量輕，體積小，用鋼多第一節概述二、主變位器的型號國產ＳＳ系列電力機車上使用ＴＢＱ系列主變壓器，其型號其意義為：“Ｔ”一“鐵”路機車用；“Ｂ”一“變”壓器；“Ｑ”一“牽”引；數字為設計序號；“一”后為“容量（ｋＶ·Ａ）／電壓等級（ｋＶ）”。例如ＳＳ４改型電力機車主變壓器的型號為：ＴＢＱ8－４９２３／２５型，即表示其容量為４９２３ｋＶ·A；電壓為２５ｋＶ。第二節主變壓器的基本結構主變壓器由器身、油箱、保護裝置、冷卻系統和出線裝置等部件組成。一、器身器身由鐵心、繞組（線圈）、器身絕緣和引線裝置等組成。１．鐵心鐵心的作用是構成變壓器的閉合磁路，同時也是支撐繞組及引線裝置的機械骨架。因此，要求鐵心必須具有良好的導磁性能和足夠的機械穩定性。第二節主變壓器的基本結構２．繞組繞組是組成變壓器繞組的基本單元，單相心式變壓器的每個繞組都是由分別布置在兩個心柱上的兩個繞組并聯或串聯而成。繞組由紙包扁（圓）銅線和絕緣件組成，絕緣件構成繞組的主絕緣的縱絕緣，使繞組固定在一定位置上，并形成冷卻油道。第二節主變壓器的基本結構（１）繞組的結構形式繞組的結構形式分為同心式和交迭式兩種主變壓器中常用的同心式繞組有以下幾種形式。①圓筒式繞組②螺旋式繞組

③連續式繞組

④雙餅式繞組第二節主變壓器的基本結構（２）繞組的繞向繞組的線匝環繞方向稱為繞向，繞組的繞向分為左繞向和右繞向兩種（３）繞組的排列３、器身絕緣和引線裝置繞組引線均用裸銅排制成，引線與繞組出頭的焊接采用電阻焊接。由于鋼是加速變壓器油氧化的催化劑，故引線表面要覆蓋一層絕緣漆作保護層。所有繞組引線均通過引線支架固定在器身上。第二節主變壓器的基本結構二、油箱油箱是油浸式主變壓器的外殼，變壓器的器身就放在充滿變壓器油的油箱內（１）在保證內部必要的絕緣距離條件下，盡可能減小體積，以節約用油；（２）應具有必要的真空強度，以便在檢修時能利用油箱進行真空干燥；（３）油箱外部各種附件的布置應便于安裝和維護。第二節主變壓器的基本結構三、保護裝置１．儲油柜（油枕）２．油位表３．吸濕器４．信號溫度計５．油流繼電器６．壓力釋放閥第二節主變壓器的基本結構四、冷卻系統主變壓器運行中產生的所有損耗將轉變為熱能，使各部件的溫度升高，當主變壓器溫升超過規定的限值，將使絕緣損壞，直接影響主變壓器的使用壽命（２０～３０年）。因此，主變壓器必須具有相應的散熱能力五、出線裝置主變壓器各繞組的引線從油箱內引至油箱外時，必須采用出線裝置，以便使帶電的導線與接地的油箱絕緣。第三節典型主變壓器結構特點一、ＴＢＱ8—４９２３/2５型主變壓器ＴＢＱ8－４９２３／２５型（簡稱ＴＢＱ8型）主變壓器是用于ＳＳ４改型電力機車上的主變壓器

鐵心為單相二柱式疊鐵心

主變壓器的繞組有：高壓繞組、牽引繞組、輔助繞組和勵磁繞組等４種ＴＢＱ8型主變壓器采用獨立的強迫導向油循環風冷卻系統專門設置了儲油柜、吸濕器、凈油器等保護裝置。

ＴＢＱ8型主變壓器的出線裝置采用兩種套管

第三節典型主變壓器結構特點二、ＴＢＱ9·５８１６／２５型主變壓器ＴＢＱ9－５８１６／２５型（簡稱ＴＢＱ9型）主變壓器是用于ＳＳ8型電力機車上的主變壓器。該主變壓器是一體化變壓器，除主變壓器外，還有平波電抗器，它們裝在一個油箱里，共用一個冷卻系統。ＴＢＱ9型主變壓器由下油箱、上油箱、器身、油保護裝置、冷卻系統及其他附屬裝置等組成。其中，器身由鐵心、繞組、絕緣件組成。油保護裝置由儲油柜、油位表、吸濕器。信號溫度計、油流繼電器、壓力釋放閥等組成。第三節典型主變壓器結構特點主變壓器的鐵心為心式結構。采用性能優良的冷軋電工鋼片ＴＢＱ9型主變壓器有高壓繞組、牽引繞組、輔助繞組、勵磁繞組和采暖繞組等５種繞組。ＴＢＱ9型主變壓器采用３種套管第五節平波電抗器平波電抗器是串接在牽引電動機回路中的電感裝置，可用來減小整流電流的脈動，以改善牽引電動機的換回和限制過高的溫升要求平波電抗器的電感一電流特性曲線在工作范圍內為一條雙曲線即平波電抗器電感量Ｌ與流過平波電抗器的整流電流平均值Id的大小成反比通常，為使平波電抗器在大電流下仍具有一定數量的電感，要求其磁路具有較大的氣隙，以便在磁路高飽和時，磁化曲線仍具有較大的斜率。這樣，在小電流下工作時，電感量比要求值小很多，故電流脈動系數可能超過３０％。

第五節平波電抗器二、平波電抗器的結構1．ＴＸＰ７型平波電抗器的結構ＴＸＰ７型平波電抗器由鐵心組裝、繞組、引線、油道隔板組等４部分組成（１）鐵心組裝鐵心采用０．５ｍｍ厚的電工鋼片疊成平波電抗器鐵心柱截面近似圓形上。下鐵軛采用穿心螺桿拉緊夾件夾緊；鐵心餅采用穿心螺桿拉緊夾板絕緣夾緊第五節平波電抗器（２）繞組平波電抗器的每個鐵心柱上套有一個繞組。每個繞組由４組構成，兩鐵心柱上相同位置的各組線圈通過聯線彼此井聯，構成４組電感線圈。每組電感線圈和一臺牽引電動機串聯。繞組采用連續式，兩鐵心柱上的繞組繞制方向相反。繞組要經過浸漆處理，一般浸１０３２醇酸樹脂漆。繞組浸漆可以增加機械強度，但是降低了耐電強度和散熱能力。由于平波電抗器額定電流較大，而電壓等級并不太高，因此通過浸漆可進一步獲取抗短路能力和過載能力第五節平波電抗器（３）引線在平波電抗器繞組外部，連接繞組各引出端和油箱上出線端子的導線稱為引線。引線將電感線圈串接在電機回路。ＴＸＰ７型平波電抗器的銅排和油箱出線裝置之間的連接采用軟編織線結構。（４）油道隔板組ＴＸＰ７型平波電抗器設有繞組上部的上隔板，繞組前部的前隔板，繞組兩側的彎隔板和繞組下部的下隔板，油流導向措施較好，冷卻效果也比較理想。第五節平波電抗器２．ＴＸＰ8型平波電抗器的結構特點ＴＸＰ8型平波電抗器充分吸收了ＴＸＰ７型的優點，鐵心結構為單相二柱分段式疊鐵心，其結構尺寸略有不同。鐵心柱的中間部分是分段的，每柱有１２段鐵心餅，有１３個氣隙，最上和最下的氣隙為１４ｍｍ，其余為１６ｍｍ氣隙。兩鐵心往氣隙總長為４０８ｍｍ。每個鐵心柱上套有一個繞組。每個繞組由４組電感繞組構成。每組電感繞組和一臺牽引電動機