關于CRH5型車牽引變壓器的切除原因及方法的討論

韓健

摘 要：CRH5型動車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直接影響動車組運行狀態，本文主要思想為通過對牽引變壓器結構、工作原理進行介紹，來開展CRH5型車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，保證車輛順利行駛。

關鍵詞：CRH5型車;牽引變壓器;切除;原因;處理方法

1 牽引變壓器的結構、工作原理

1.1 牽引變壓器的結構

牽引變壓器在結構上由一個單極一次繞組與6個次級繞組組成，可以支持該車在25KV，50Hz標稱電壓供電的線路上運行，并且把該電壓轉為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，六個副邊繞組每個繞組的輸出功率為877千伏安，可以工作在17.5KV-25KV之間，頻率范圍為49Hz-51Hz。CRH5型車設計上每列車安裝2個牽引變壓器，分別安裝在3車和6車車下。其中安裝在3車的變壓器為第一個牽引單元供電，安裝在6車變壓器為第二個牽引單元供電。

1.2 牽引變壓器的工作原理

牽引變壓器主要負責將接觸網的25000伏交流電轉換成1770V交流電，供給牽引輔助變流器能量，牽引輔助變流器通過電壓轉換來實現列車牽引電機及其他中、低壓負載的用電需求。牽引變壓器的工作由兩個互為冗余的本地控制單元本地控制單元進行控制和監控診斷，本地控制單元通過車輛總線與主控制單元進行數據傳輸，來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系統，如冷卻系統、溫檢系統、油流檢測、電流檢測系統等，如果它的保護系統或其他高壓系統發生異常，本地控制單元則會發出牽引變壓器切除指令，以達到保護牽引變壓器和車輛其他高壓設備的目的。

2 牽引變壓器切除原因和診斷方法

牽引變壓器自動切除的因素很多，研究變壓器切除的原因，系統對牽引變壓器進行自切除基本有以下原因：

（1）冷卻系統故障。冷卻油、泵和風扇是牽引變壓器主要組成。當主變壓器正常工作時，控制單元會發出指令控制冷卻泵將冷卻油在油路中工作，同時冷卻風扇也會啟動在工作，實現牽引變壓器的散熱。如果冷卻泵同時故障或油溫超過60度時會導致冷卻風扇不啟動，牽引變壓器自動切除;

（2）油檢系統干涉;牽引變壓器的油檢系統分為油位檢測和油流檢測兩個方面，牽引變壓器內部配備有三個油位傳感器和兩個油流開關。當牽引變壓器油位低或兩個油流開關觸點狀態均不正常時，則會導致牽引變壓器切除;

（3）溫檢系統干涉;牽引變壓器的溫檢系統由四個油溫傳感器探頭組成，兩兩一組，兩組溫度探頭檢測到的溫度信號會對應的反饋給兩個冗余的控制單元，同時控制溫度探頭;如果控制單元診斷出牽引變壓器冷卻油溫度過高或四個溫度探頭全部故障時，則會導致牽引變壓器切除;

（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，溫濕度以及國電都會影響變壓器絕緣性能。同時鐵芯、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。導致牽引變壓器自切除;

（5）電流檢測系統干涉;牽引變壓器原邊配備一個電流傳感器TAP，采集牽引變壓器原邊電流，CLT經過特定的算法將TAP采集的電流模擬量轉換成數字量形式的電流峰值和有效值，當電流峰值大于490A時，CLT會診斷變壓器原邊發生短路;當CLT檢測到以上三種電流干涉或TAP傳感器發生故障時，均會導致牽引變壓器切除;

（6）高壓系統設備故障;由于牽引變壓器是高壓系統的重要組成部分，當高壓系統中的一些高壓設備發生一些特定故障時，也會影響牽引變壓器的運行。牽引輔助變流器發生出現問題時，網絡系統會重新配置相應的高壓接觸器來斷開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械故障原因沒有完成斷開操作時，網絡則會診斷高壓接觸器斷開失敗，從而導致牽引變壓器自動切除;

（7）過壓閥干涉; 牽引變壓器上具有一個過壓閥，過壓閥具有3個輔助觸點，當油壓正常時，輔助觸點1斷開，輔助觸點2閉合，輔助觸點3斷開;當變壓器油壓大于0.8bar時，過壓閥的行程開關會發生動作，從而將油噴出降低油壓。當油壓過大時，輔助觸點1， 3會閉合，輔助觸點2斷開，導致牽引變壓器切除。

（8）控制單元干涉;CLT是牽引變壓器工作的控制單元，負責采集變壓器冷卻系統、油檢系統、油流系統、油壓系統的工作狀態，同時與MPU進行通訊收集各個高壓設備的工作狀態，也會將變壓器診斷信息傳輸給MPU記錄。如果CLT發生硬件或通訊故障時，主變壓器也會發生自動切除。

牽引變壓器發生自切除，在故障中是很常見但很難判斷其根源。可以通過以往經驗、測量電壓、更換部件、分析記錄等方式來進行判斷原因。以上的這些方式都會消耗很長時間，不利于維修和突發情況的處理，所以我們還是要繼續研究能夠快速查找牽引變壓器發生自動切除原因，就能及時的解決牽引變壓器的故障，對變壓器的維修提供便利條件。

3 結論

本文對牽引變壓器的結構分布、工作原理和工作條件進行簡單介紹，著重的分析了系統發生自切除的原因和診斷方法。車輛運行的動力保障就是牽引電傳動系統，動車組牽引變壓器是電力牽引系統中電壓等級變換和電源分配的重要設備，是高速動車組列車的核心部件，所以探討牽引變壓器自動切除的原因有利于提高診斷效率，并且更快遞處理故障，同時這也是一個很好的研究課題，希望后續投入更大的力量更加深入的研究和探討。

參考文獻

[1]本社.變壓器基礎知識.機械工業出版社.

[2]李丹娜.電力變壓器應用技術.中國電力出版社.

[3]郭清海.典型變壓器故障案例與檢測.中國電力出版社.