牵引变压器结构.
CRH2型动车组牵引变压器
CRH2型动车组牵引变压器7.4.1牵引变压器的结构及原理牵引变压器是动车组上的重要部件，用来把接触网上取得的25kV高压电变换为供给牵引变流器及其他电器工作所适合的电压。
变压器中最主要的部件是铁芯和绕组，它们构成了变压器的本体。
变压器的铁芯既是磁路，又是套装绕组的骨架。
按照铁芯的结构，变压器可分为芯式和壳式两种。
芯式结构的绕组装配和绝缘比较容易，所以电力变压器常常采用芯式结构。
壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。
绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。
其中输入电能的绕组称为原边绕组，输出电能的绕组称为牵引绕组，它们通常套装在同一芯柱上。
原边、牵引绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，原边绕组的电能可传递到牵引绕组，且使原边、牵引绕组具有不同的电压和电流。
原边、牵引绕组的电压分别与绕组的匝数成正比，电流分别与绕组匝数成反比。
7.4.2牵引变压器的特点CRH2型动车组采用ATM9型牵引变压器，其工作原理与普通电力变压器相同。
但由于动车组变压器工作条件的特殊性，又具有如下特点：(1)具有坚固的机械结构，耐机械振动和冲击。
(2)采用特制30ZHl05E低损耗硅钢片，降低了变压器的铁损。
(3)体积小、质量轻。
①变压器采用壳式铁芯，其油箱紧包变压器铁芯及线圈，使得变压器内部结构紧凑，减小了变压器的尺寸及质量；②原边、牵引线圈采用铝质线圈；③电磁线电密大，用量小；④取消了牵引绕组滤波电抗器。
(4)牵引绕组①各牵引绕组的电抗相等，以保证牵引绕组侧并联的PWM整流器的负荷平衡；②牵引绕组侧各绕组的电抗比较高，从而达到抑制牵引绕组电流纹波、控制开关器件的关断电流以及抑制网侧谐波电流的要求；③牵引绕组侧励磁电抗应尽量小；④牵引绕组侧各绕组之间采用去耦结构，避免当各绕组之间相互干扰很强时，牵引绕组电流波形紊乱而严重影响开关器件的关断电流及网侧谐波电流的抑制；⑤牵引绕组为两个独立绕组，每个绕组与一台牵引变流器连接，确保牵引绕组的高电抗和疏耦合性，两牵引绕组与各自的高压线圈耦合，相互影响很小，牵引变换装置具有稳定运行的特性。
牵引变压器
牵引变压器牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给两个各自带负载的单相牵引线路。
两个单相牵引线路分别给上、下行机车供电，在理想的情况下，两个单相负载相同。
我国牵引变电所分为三相、三相-二相和单相三类。
牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，担负着将电力系统供给的110 kV或220 kV三相电源变换成适合电力机车使用的27.5 kV的单相电。
由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣得多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强。
容量过小会使牵引变压器长期过载，将造成其寿命缩短，甚至烧损；容量过大会使牵引变压器长期不能满载运行，从而造成其容量浪费，损耗增加，运营费用增大。
牵引变压器的主要部件如下：（1）铁芯。
铁芯是变压器最基本的组成部分之一，它由硅钢片叠装而成，变压器的一、二次线圈都绕在铁芯上。
（2）线圈。
线圈是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，有一次侧线圈和二次侧线圈，都绕在铁芯柱上。
导线外面用纸或纱布等绝缘。
（3）油箱。
油箱是变压器的外壳，内部充满变压器油，铁芯与线圈浸在变压器油内。
变压器油的作用是绝缘与散热。
（4）绝缘套管。
变压器各侧引线必须使用绝缘套管，通过绝缘套管将线圈的引出线从油箱内引到油箱外，使带电的引线穿过油箱时与接地的油箱绝缘。
绝缘套管有纯瓷和充油等不同种类。
（5）油枕。
变压器油因温度变化会发生热胀冷缩现象，油面也将随温度变化而上升或下降。
油枕的作用就是储油与补油，保证油箱内充满油，同时油枕缩小了变压器与空气的接触面，减慢了油的劣化速度。
油枕侧面的油位计可以用来监视油的变化。
（6）呼吸器。
油枕内空气随变压器油的体积膨胀或缩小，排出或吸入的空气都经过呼吸器。
呼吸器内装有干燥剂（硅胶），用来吸收空气中的水分，过滤空气，从而保持油的清洁。
（7）防爆管。
防爆管现在多用压力释放器替代，装在变压器顶盖上。
变压器内部故障时，油箱内温度升高，产生大量气体，压力也增大，油和气体便冲破防爆管口薄膜向外喷出，防止变压器油箱爆炸或变形。
电力机车牵引变压器—牵引变压器的结构特点
2.绕组 结构形式：同心式和交叠式两种。 绕组绕向：
左绕向：逆时针环绕
右绕向：瞬时针环绕
左绕向； 右绕向
二、牵引变压器的基本结构
3.油箱——器身和平波电抗器共用 4.保护装置 （1）油枕：使油箱在任何时候都充满变压器油。 （2）油位表：指示油位表油位。 （3）吸湿器：减小大气中水分对变压器油的影响 （4）油流继电器：监视变压器油循环状态。 （5）压力释放阀：缓解变压器内部压力。
牵引变压器结构特点
一、牵引变压器的特点
（1）绕组多 （2）电压波动范围大 （3）负载变化大 （4）耐振动 （5）对阻抗电压要求高 （6）质量轻、体积小、用铜多 与电力机车其他部件相比，体积大、质量重， 一般安装在机车中部
二、牵引变压器的基本结构
1.铁芯
要求必须具有良好的导磁性能和足够的机械稳
定性。心式结构运用比较广泛
四、HXD3型电力机车牵引变压器
1.型号：JQFP2-9006/25（DL
3. 绕组
（1）高压绕组AX （2）牵引绕组a1x1~a6x6：1450V× 6 （3）辅助绕组a7x7~a8x8：399V× 2
总结
1.牵引变压器上设有哪些保护装置？ 2.SS4G型电力机车上牵引变压器的电气原理图、 绕组名称、作用、额定电压？ 3.HXD3型电力机车上牵引变压器的电气原理图、 绕组名称、额定电压？
三、SS4G型电力机车牵引变压器
1.型号：TBQ8-4934/25 2. 牵引变压器电气原理图
三、SS4G型电力机车牵引变压器
3.绕组名称、作用、额定电压 （1）高压绕组AX：接触网吸取电能，25 kV （2）牵引绕组a1x1~a4x4：满足机车牵引或机车电
阻制动的需要，695.4× 4 V （3）辅助绕组a6x6：给辅助电路用电，399V （4）励磁绕组a5x5：机车电阻制动时用，104.3 V
牵引变压器 结构
高、低压绝缘套管
1 ：当载流导体需要穿过与其电位不同的金 属箱壳或墙壁时，需用套管 2：套管结构具有强垂直分量的极不均匀电 场 3：套管内部结构影响外绝缘性能和内绝缘 性能
高压套管整体外形
单油隙套管：35kV及以下 导杆表面油道里的场强较高：常在导杆上包 5～15mm的电缆纸或套绝缘纸桶=>纸的介 电常数较高，因而场强降低。
▪线圈匝数多的一侧电压高
▪反之,线圈匝数少的一侧电压低
▪变压器空载时,一、二次侧端电压与一、二次线圈匝数成正比
▪这样,变压器就起到了变换电压的作用
三相变压器工作原理
A
B
C
X
Y
Z
x
y
z
a
bcΒιβλιοθήκη ❖ 三相变压器的铁心有三个心柱， 每个心柱上都套装着一、二次 线圈
❖ 其一、二次线圈分别接成星形 或三角形，构成三相电路并分 别与电源和负荷连接
804型温控器具有以下新特点： 1、 适用范围广： 针对变电所无人值班的智能化控制要求，本机能输出以下控制信号：
(1) Pt100铂电阻； (2) 直流4-20mA电流； (3) RS232、RS485通讯接口。 2、 带有4组开关，开关可全量程设定，分别用于变压器冷却系统的控制，超 温报警，超温跳闸等。
安全气道（防爆管）
❖ 密封式安全气道是油箱内部过压力保护部件，与储油柜配 合使用，增强密封效果，发生内部故障致产生较高压力时， 变压器油冲破气道膜到指定范围并释放。
❖ 新装变压器是装设压力释放阀做保护。
呼吸器
❖ 油枕内空气随变压器油的体积膨胀或缩小，排出或吸入的 空气都经过呼吸器。
呼吸器内装有干燥剂（硅胶）来吸收空气中的水分，过滤 空气，从而保持油的清洁。
牵引变压器 结构
变压器的外部结构和各部分作用 变压器的型号和参数介绍 变压器的工作原理 变压器的接线组别介绍 阻抗匹配平衡变压器介绍 三相不等容变压器介绍
变压器常见故障分析和处理
高压套管 油箱
铁心 信号温度计 线圈
分低瓦 接压斯 开套继 关管电
器
防爆管 油枕
油位表
呼吸器
散热器
10-----铭牌 11-----接地螺栓 12-----油样阀门 13-----放油阀门 14-----阀门 18-----净油器 20-----变压器油
高、低压绝缘套管
1 ：当载流导体需要穿过与其电位不同的金 属箱壳或墙壁时，需用套管 2：套管结构具有强垂直分量的极不均匀电 场 3：套管内部结构影响外绝缘性能和内绝缘 性能
高压套管整体外形
单油隙套管：35kV及以下 导杆表面油道里的场强较高：常在导杆上包 5～15mm的电缆纸或套绝缘纸桶=>纸的介 电常数较高，因而场强降低。
牌
L：铝线（铜线不标）
）
Z：有载调压（无励磁调压不标）
TH：湿热 （防护代号） TA：干热
高压绕组额定电压（KV） 额定容量（KVA）
设计序号（1、2、3……）
S F 2- QY – 20000 / 110 S F 3 – Q Y – 25000 / 110 GY
三相 油浸风冷
设计序号 牵引
三相 油浸风冷
4、线圈组别 5、阻抗电压
阻抗电压也称短路阻抗或短路电压，即把变压器二次线圈短路，一次线圈通以 额定电 流时所加的电压，以对额定电压比值的百分数来表示。 6、短路损耗 二次侧短路、一次侧通以额定电流时，变压器所消耗的功率，称为短路损耗（铜耗） 7、空载电流 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，一次线圈中流过的电流称之为空载电流。 8、空载损耗 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，变压器所消耗的功率，称之为空载损耗（铁 损） 9、冷却方式
动车组主供电、牵引系统及设备-动车组牵引变压器概述及CRH1型车变压器
油冷循环示意图
牵引变压器在工作中，由于能量损耗变压器绕组升温。由于绕组 浸在冷却油中，冷却油吸收热量。油泵使冷却油流经安装在变压器前 部的两组热交换器，安装在热交换器之间的冷却风扇吸入冷空气然后 向下吹出。在变压器箱的侧面设有一个膨胀油箱，用于补偿由于温度 不同而造成的冷却油的体积差异。当冷却油体积发生变化时，冷却油 系统将会吸入或排出空气。所有的空气都会经过一个空气干燥器，水 分便被干燥剂干燥。防止水进入冷却油中。
2.各牵引绕组的电抗必须相等 3.各绕组之间采用磁去耦结构； 4.要求很高的冷却系统； 5.体积小、重量轻、性能稳定。
二、变压器工作原理
变压器工作原理：是利用电磁感应原理，将一种电压的交流电 能变换为同频率的另一种电压的交流电。与电源相连的线圈，接收 交流电能，称为原边绕组；与负载相连的线圈，送出交流电能，称 为副边绕组 。当原边绕组中有电流流过时，根据电磁感应原理，即 可在铁芯上感应出磁场，在副边绕组上感应出不同电压、电流。改 变原、副绕组的匝数之比，就可变换电压，满足不同用户的要求。
第二节 CRH1动车组主变压器
接地变压器结构
第二节 CRH1动车组主变压器 （二）接地变压器的主要功能特点：
1.接地变压器是一个互感元件。 2.接地变压器原边和次边的电流值相等。 3.主变压器原边电流通过特殊的电路接地。 4.车轴轴承上无漏电流。 5.接地变压器压降很低。
第二节 CRH1动车组主变压器
（二）绕组 作用：电路部分，完成能量转换 材料：铜或铝绝缘导线 型式：同心式（高低压绕组同心套在铁心上） 交叠式（高低压绕组交叠放置）
（三）绝缘套管：引出线由绕组到箱外的绝缘体 （四）油箱及附件：油箱、储油柜、安全气道
第二节 CRH1动车组主变压器
《动车组牵引系统维护与检修》教学课件—CRH5型动车组牵引变压器结构
箱体在设计过程中采用ANSYS有限元分析软件进行结构强 度计算，以确保变压器能够符合IEC61373标准中规定的冲击、 振动要求。
箱体重量：1380Kg
10
3.4.2.2有源部件
变压器的有源部件主要指铁心和绕组。其中铁心为变压器 的磁路，绕组则为电路。本次引进的变压器为单相心式结构， 结构的热绝缘等级为F级。
In
[A]
36 RDC
[mΩ]
(Tol. +/- 15 % )
Minimum 最低
(*)19
Maximum 最高
(*)29
原级 1
1 x 5261
25000 210
1x2510
牵引 6
6 x 877 6x1770 6x496
6x45.78
短路绕组
Short-circuit 短路
2(*)
withstand time 耐压时间
Length 长度[mm]
(*)
Width 宽度 Height 高度
[mm] [mm]
(*)
(*)
39
4.4 结构特点
变压器采用心式卧放结构。内部结构主 要由铁心、线圈构成的器身和引线等组 成，外部结构主要由油箱及储油柜、冷 却系统、组件等几部分组成。
40
• 单相心式开放式结构； • 层式绕组，绝缘等级F级。 • 导线绝缘等级H级（Nomex/H） • 冷却方式：KDFA-强迫导向油循环风冷； • 冷却液：酯类油（Ester Oil） MIDEL7131； • 车下整体吊装； • 4124mm×2465mm×685mm； • 7500Kg；
CRH2型动车组牵引变压器
CRH2型动车组牵引变压器7.4.1牵引变压器的结构及原理牵引变压器是动车组上的重要部件，用来把接触网上取得的25kV高压电变换为供给牵引变流器及其他电器工作所适合的电压。
变压器中最主要的部件是铁芯和绕组，它们构成了变压器的本体。
变压器的铁芯既是磁路，又是套装绕组的骨架。
按照铁芯的结构，变压器可分为芯式和壳式两种。
芯式结构的绕组装配和绝缘比较容易，所以电力变压器常常采用芯式结构。
壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。
绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。
其中输入电能的绕组称为原边绕组，输出电能的绕组称为牵引绕组，它们通常套装在同一芯柱上。
原边、牵引绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，原边绕组的电能可传递到牵引绕组，且使原边、牵引绕组具有不同的电压和电流。
原边、牵引绕组的电压分别与绕组的匝数成正比，电流分别与绕组匝数成反比。
7.4.2牵引变压器的特点CRH2型动车组采用ATM9型牵引变压器，其工作原理与普通电力变压器相同。
但由于动车组变压器工作条件的特殊性，又具有如下特点：(1)具有坚固的机械结构，耐机械振动和冲击。
(2)采用特制30ZHl05E低损耗硅钢片，降低了变压器的铁损。
(3)体积小、质量轻。
①变压器采用壳式铁芯，其油箱紧包变压器铁芯及线圈，使得变压器内部结构紧凑，减小了变压器的尺寸及质量；②原边、牵引线圈采用铝质线圈；③电磁线电密大，用量小；④取消了牵引绕组滤波电抗器。
(4)牵引绕组①各牵引绕组的电抗相等，以保证牵引绕组侧并联的PWM整流器的负荷平衡；②牵引绕组侧各绕组的电抗比较高，从而达到抑制牵引绕组电流纹波、控制开关器件的关断电流以及抑制网侧谐波电流的要求；③牵引绕组侧励磁电抗应尽量小；④牵引绕组侧各绕组之间采用去耦结构，避免当各绕组之间相互干扰很强时，牵引绕组电流波形紊乱而严重影响开关器件的关断电流及网侧谐波电流的抑制；⑤牵引绕组为两个独立绕组，每个绕组与一台牵引变流器连接，确保牵引绕组的高电抗和疏耦合性，两牵引绕组与各自的高压线圈耦合，相互影响很小，牵引变换装置具有稳定运行的特性。
牵引变电分类、结构和要求
1、直接供电方式
这是一种最简单的供电方式。在线路上，机车 供电由接触网—轨—地直接构成回路，对通信干 扰不加特殊防护措施，如下图所示。电气化铁路 最早大都采用这种供电方式。这种供电方式最简 单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低， 供电距离一般为30—40Km。电气化铁路的单相负 荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。由于钢 轨与大地是不绝缘的，一部分回流由钢轨流入大 地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供 电方式的缺点，它一般用在铁路沿线无架空通信 线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆的区段，必 要时，也常将通信线迁到更远处。
二、开闭所、分区所、AT所
（一）开闭所：
开闭所实际上是不降压而仅用于开关设备 开、闭电路的配电所，多设于枢纽站，其功用 是：
1）将长供电臂分段，以便发生事故时缩小 停电范围；
2）复线区段，供电臂中间设开闭所，可实 行上、下行牵引网并联供电；
3）增多馈线回数
（二）分区所：
分区所的功用主要是实施上、下行并联供 电，以及在必要时实施越区供电。
（1）三相YN/D11接线（Y/△接线） （2）单相V/V接线 （3）单相并联接线 （4）三相/两相斯科特接线
下面列表简要说明变压器各种接线方式的比较
（三）牵引变电所分类及典型接线
牵引变电所，按照电压等级分，有110KV、220KV和 330KV三种，下面列出四种变电所典型接线：
（1） V/V变 （2）平衡变（上海局） （3）全三相（霸州所） （4）AT所
东 南 线 （ 426km ， 270km/h）为AT与直供混 合供电方式，而大西洋 线、北方线、地中海线 总长918km，全部采用AT 供电方式，运营速度为 300～350km/h。