關于動車組主變壓器故障模式的分析

沈輝

摘要：動車本身零件多系統復雜，內部結構協調性強并且特殊等問題，動車的故障維修也就越來越嚴重。動車發展和應用是必然趨勢，動車主變壓器的故障對系統的運行影響很大，故障模式影響分析是可靠性分析的常用方法，以動車組主變壓器為分析對象，按照功能對其組成部件進行分組，繪制功能框圖說明主變壓器內部能量、物質、信號的傳遞過程，逐一分析主變壓器的故障模式、故障原因、故障影響及故障檢測方法，因此本文介紹了動車集團公司主變壓器，分析了主變壓器的故障情況，討論了主變壓器故障的主要原因，分析了故障的影響。

關鍵詞：動車組;主變壓器;故障模式

一、車輛調壓變壓器

隨著我國經濟水平的迅速提高，高鐵在我國得到了廣泛的推廣和應用。在實際的運行過程中，高鐵具有穩定性強，運行速度快并且安全性高的優點。但是正式因為高鐵運行速度比較快，所以一旦發生事故，相關工作人員必須要在短時間內采取有效的安全措施，才能確保高速鐵路的安全運行。所以將安全保障系統應用在高速鐵路電力分配系統中，可以全面有效地控制高速鐵路的運行，以最大程度確保高速鐵路在實際運行中的安全和穩定。傳統電力系統存在設計效率低，配電混亂并且能耗大，浪費嚴重等缺點。由于電氣設備設施安裝位置不科學，對列車運行安全影響不大，電力控制系統落后，智能化程度低，列車空間相對狹小，各種控制設備配置不合理，對于運營運輸和售后等工作要求都比較高，并且檢測效率低，與此同時，調試和故障處理成本較低，且不斷增加。CRH2車輛主變壓器除了傳統變壓器的繞組和鐵芯外，還包括冷卻裝置，動車系統的保護裝置，對于發動機的測量模塊和連接組件，具體結構如圖所示。動車內部系統中的主變壓器部件較多，其原理是高壓電接收的電能通過插頭傳送到繞組和鐵心，通過低壓端將牽引變壓器，主變壓器的信號發送到模塊，變壓器和溫度傳感器，通過氣體繼電器等設備進行控制，實現主變壓器的相關工作，主變壓器的冷卻方式采用油冷卻，變壓器的油流流向冷卻回路，油熱交換器冷卻后進行空氣冷卻然后回到油箱，降低主變壓器的溫度，避免變壓器過熱引起的故障。

二、動車組主變壓器故障模式分析

故障模式是車輛主變壓器的主要故障模式，分為功能故障分析和潛在故障分析兩種，功能性故障主要是主變壓器或其部分發生故障，無法正常運行，導致主變壓器功能下降或喪失。該功能故障主要有繞組短路，測量元件損壞等，等主變壓器的潛在故障主要是指主變壓器或部分功能無法實現，屬于指示功能故障，通過監測和識別主變壓器可能發生的故障狀態，在主變壓器中潛在的故障主要包括變壓器的漏油和異常噪音等問題，甚至會出現裂紋和堵塞等情況，這些潛在故障不僅不會對主變壓器的正常使用產生重大影響，甚至可以忽略其影響，但故障發生時間長，變壓器就會出現問題，給變壓器帶來更大的問題，從潛在故障向功能性故障的轉換直接影響主變壓器的正常使用。變壓器使用的冷卻方式是油冷卻導致變壓器故障模式漏油，這可能與鑄件本身質量不高有關，系統的密封性下降，出現焊接缺陷，漏油現象相對較少因此不會造成系統功能的失效，但如果這個問題長期得不到改善或變壓器不及時注油，變壓器可能無法達到過熱或預期的油冷卻效果，從而導致主變壓器內的溫度會在短時間內突然升高，絕緣層的熱解會污染變壓器內的油質，降低變壓器的功能，降低列車速度。

三、動車組主變壓器故障原因分析

動車組主變壓器故障的主要原因是根據變壓器的故障模式進行有針對性的分析，總體上有兩種故障原因，包括直接原因和間接原因。由于電子設備和主變壓器及其相關部件的物理或化學成分和狀態的變化，動車的變壓器發生絕緣老化問題，或者是由油污染等引起的變壓器功能和潛在故障，后者主要是人為或環境因素造成的，可能導致主變壓器故障，如供電線路故障或安裝不合理，可能導致變壓器間接故障。在車輛運行過程中，由于列車振動和摩擦引起的螺栓開裂和松動，可能導致主變壓器故障。

四、故障檢測方法分析

故障檢測方法可為主變壓器及其組成部件的維修與測試提供依據，一般分為事前檢測與事后檢測，對于潛在故障模式，應盡可能設計事前檢測。目前主變壓器僅在進行規定幾級維修和平時庫檢時，對其進行不同程度的檢查與維修，即事前檢測，其他均等到發生故障后做事后檢測。最典型的事前檢測是定期檢測主變壓器油，通過分析油中溶解氣體的成分、特征氣體含量和變化趨勢等，可判斷主變壓器是否存在內部潛在故障及故障的性質。主變壓器的事后檢測主要有保壓試驗、無損探傷、電氣性能試驗、動作性能試驗、吊芯檢查、功率及電流測試。等適用于主變壓器的故障檢測方法還可以分為目視檢查、離機檢査、原位測試等。組件滲漏油，干燥劑變色，零部件松動及翅片、濾網臟堵等通過目視檢查即可發現故障位置及嚴重程度;絕緣損壞，壓力釋放閥工作異常，測量組件損壞等故障現場無法處理，只能進行離機檢查;油泵、風機不工作、油流繼電器損壞可采用原位測試的方法來檢測故障。

五、結束語

現階段動車組主變壓器的故障模式多種多樣，極大地影響了動車組的安全高效運行，因此為了提高變壓器運行的可靠性，必須預防和解決變壓器的相關故障，預防和控制變壓器故障指望有幫助。

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