主變壓器及平波電抗器

1、主變壓器（又稱為牽引變壓器），是交-直流傳動電力機車中的重要電器設(shè)備，用來將接觸網(wǎng)上取得的單相工頻交流25KV高壓電降為機車各電路所需的電壓。主變壓器的工作原理與普通單相降壓電力變壓器基本相同，但由于其工作條件特殊，特別是為了滿足機車調(diào)壓、整流電路的特殊要求，故在主變壓器的設(shè)計及結(jié)構(gòu)型式上均有自身的特點。平波電抗器是串接在電力機車主電路中的電感裝置，用來減小整流電路中的電流脈動系數(shù)，以改善脈流牽引電動機的換向條件。本章在討論主變壓器基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國產(chǎn)SS系列電力機車實際，介紹典型主變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)特點，扼要說明平波電抗器的結(jié)構(gòu)特點。第一節(jié)概述一、主變壓器的特點主變壓器與電力機

2、車其他部件相比較，其特點大致可歸納為：（1）繞組多為滿足機車調(diào)壓及輔助設(shè)備用電的需要，主變壓器除同側(cè)高壓繞組外，二次側(cè)低壓繞組有：牽引繞組、輔助繞組、勵磁繞組及采暖繞組等多個繞組，有的繞組還有多個抽頭。為保證各繞組之間耦合程度適當(dāng)，有些繞組還需交叉布置，這就給繞組的繞制和裝配帶來一定的難度。（2）電壓波動范圍大我國干線電氣化鐵道接觸網(wǎng)的額定電壓為（）KV，即允許電網(wǎng)電壓在 19-29KV范圍內(nèi)波動，這就要求主變壓器的鐵心和繞組絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)留有足夠的裕量，磁路的磁通密度不能過高，以滿足高網(wǎng)壓下正常工作的要求。（3）負載變化大隨著機車運行條件的變化，主變壓器的負載變化范圍很大，這就要求主變壓器應(yīng)

3、能承受較大的負載變化，并具有一定的過載能力，以保證機車可靠運行。（4）耐振動機車運行中產(chǎn)生的沖擊和振動將不可避免地傳給主變壓器，這就要求主變壓器各部件應(yīng)具有足夠的機械強度，所有連接緊固件應(yīng)有防松裝置。（5）對阻抗電壓要求高因主變壓器二次側(cè)繞組有較高的短路故障機率，故繞組抽頭間的阻抗電壓不能太小，以滿足機車對調(diào)壓整流電路和短路保護的要求。（6）重量輕，體積小，用銅多為滿足機車總體布置及減輕自重的需要，主變壓器與同容量的電力變壓器相比，應(yīng)具有較輕的重量和較小的體積。這就要求主變壓器在設(shè)計上采用鋼導(dǎo)線、高導(dǎo)磁率的冷軋電工鋼片，強迫油循環(huán)冷卻；工藝上采用真空干燥、真空注油等措施，來減輕重量和縮小體積。

4、由于變壓器繞組多、容量大、故用鋼量特別多。通常，一般電力變壓器的銅重與鐵重之比為1：4左右；而主變壓器一般為1：2，有的甚至達到1：1。用鋼量多不但使主變壓器造價高，而且還使冷卻困難，冷卻器龐大，這不利于變壓器的輕量化。二、主變壓器的型號國產(chǎn)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(shù)字為設(shè)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：TBQ84923/25型，即表示其容量為4923kV·A；電壓為25 kV。第二節(jié)主變壓器的基本結(jié)構(gòu)主變壓器由

5、器身、油箱、保護裝置、冷卻系統(tǒng)和出線裝置等部件組成。圖8-1所示為TBQ84923/25型主變壓器結(jié)構(gòu)圖。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(gòu)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(dǎo)磁性能和足夠的機械穩(wěn)定性。鐵心由心柱、鐵軛和夾緊裝置組成。其中，套裝繞組（線圈）的部分稱心柱；聯(lián)接心柱構(gòu)成閉合磁路的部分稱鐵軛；夾緊裝置用來夾緊心柱和鐵軛，以構(gòu)成堅實的整體，并借以支撐和壓緊繞組，固定引線。為了減小鐵心中的磁滯和渦流損耗，心柱和鐵軛均采用高磁導(dǎo)率的冷軋電工鋼片疊裝而成。圖8-1 TBQ8型主變壓器總圖（單位：

6、mm）1-100蝶閥；2-波紋管；3-油流繼電器；4-BJL-25/300套管；5-信號溫度計；6-油樣活門；7-下油箱；8-出線裝置；9-吸濕器；10-上油箱；11-油位表；12-儲油柜；13-主變壓器銘牌；15-濾波電抗器銘牌；16-潛油泵；17-通風(fēng)機；18-冷卻柜；19-壓力釋放閥；20-50活門。主變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)型式有心式和殼式兩類。心式鐵心通常為垂直放置，圓筒形的高、低壓繞組同心地套裝在心柱上，使繞組包圍心柱見圖 7-2(a)。為充分利用繞組內(nèi)圓空間，心柱截面常為外接圓形的多級階梯形；為使磁通在鐵軛中分布均勻，鐵軛截面最好與心柱截面相同，但為了使夾緊裝置及絕緣零件等結(jié)構(gòu)簡化，鐵軛

7、截面一般都采用矩形或倒多級梯形。心式鐵心結(jié)構(gòu)簡單、并具有繞組裝配及絕緣處理比較容易，短路時繞組機械穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因此是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。國產(chǎn)TBQ系列主變壓器大多采用單相二柱式心式疊鐵心，如圖8-2所示。圖8-2 TBQ8型主變壓器的單相二柱式心式疊鐵心（單位：mm）殼式鐵心通常為臥放布置，它由電工鋼片疊成“日”字形，鐵心截面為矩形。高、低壓繞組交錯疊裝在中間的一個心柱上，心柱通過旁軛構(gòu)成閉合磁路，使鐵心包圍繞組，見圖7-2(b)。這種結(jié)構(gòu)具有機械強度高，能采用適形油箱、阻抗電壓易滿足各種需求等優(yōu)點。但其制造復(fù)雜，鐵心用材較多，故實際應(yīng)用較少。目前在我國運用的干線電力機車中，只有從法

8、國引進的6G型電力機車及國產(chǎn)SS7型電力機車的主變壓器采用殼式鐵心。鐵心的心柱和鐵軛由剪切成條形的冷軋硅鋼片疊裝而成，因此在選擇鐵心疊積方式時，應(yīng)充分考慮冷軋電工鋼片的導(dǎo)磁性能具有方向性的特點，即順著材料軋制方向的導(dǎo)磁性能最好，而垂直于軋制方向的導(dǎo)磁性能顯著降低。為盡量避免磁通轉(zhuǎn)向時垂直于軋制方向，冷軋電工鋼片接縫宜采用45°斜接縫。但由于斜接縫疊片的剪切工藝裝備比較復(fù)雜，故TBQ系列主變壓器的鐵心均采用半直半斜接縫。即電工鋼片的4個接縫中，有二個是直接縫，有二個是斜接縫。這可顯著減小空載損耗和空載電流。在鐵心疊裝過程中，疊片應(yīng)按圖8-2中、兩種排列方式交錯疊積，使疊裝后相鄰兩層的接

9、縫互相錯開。為了提高工作效率通常對厚電工鋼片，采用每三片為一疊。由電工鋼片疊成的鐵心必須用夾緊裝置夾緊，使鐵心層間緊密，防止鐵心反復(fù)磁化時產(chǎn)生噪音，同時也使變壓器器身在運輸和運行中保持機械穩(wěn)定。心柱采用環(huán)氧玻璃纖維粘帶綁扎，綁扎后加熱固化。鐵軛的夾緊裝置由上、下兩組夾件、方鐵和鐵軛絕緣組成，夾件通過鐵軛兩邊的方鐵，借助穿心螺桿夾緊鐵軛。為減少夾件和鐵軛疊片中的渦流損耗，必須在夾件和鐵軛、鐵軛和方鐵之間墊以絕緣紙板做成的夾件絕緣。夾件絕緣還可形成油道，以冷卻鐵軛。為了防止變壓器運行或試驗時由于靜電感應(yīng)作用在鐵心或其他金屬構(gòu)件上產(chǎn)生懸浮電位，造成對地放電，鐵心及所有金屬構(gòu)件（除穿心螺桿外）都必須可

10、靠接地。由于鐵心疊片間的絕緣電阻較小，一片疊片接地即可認為所有疊片已接地。TBQ系列主變壓鐵心的接地點設(shè)在高壓側(cè)上夾件處，上鐵軛與上夾件之間用導(dǎo)電片相連接，然后通過油箱蓋或拉板等經(jīng)油箱接地。應(yīng)當(dāng)注意的是：整個鐵心只允許有一點接地。如果有兩點或兩點以上接地時，則接地點之間可能形成閉合回路，當(dāng)主磁通穿過此閉合回路時，就會在其中產(chǎn)生循環(huán)電流，造成鐵心局部過熱、鄰近的絕緣件碳化、變壓器油被分解等故障這是不允許的。2繞組繞組是主變壓器最關(guān)鍵的部件，為了保證變壓器安全可靠運行，變壓器繞組必須具有足夠的電氣強度、耐熱強度、機械強度和良好的散熱條件，使變壓器既能在額定工作條件下長期使用，又能經(jīng)受住過渡過程中（

11、如短路、雷擊、操作等）產(chǎn)生的過電壓、過電流以及相應(yīng)的電磁力作用，不致發(fā)生絕緣擊穿、過熱、變形或損壞。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(lián)或串聯(lián)而成。繞組由紙包扁（圓）銅線和絕緣件組成，絕緣件構(gòu)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。（1）繞組的結(jié)構(gòu)形式繞組的結(jié)構(gòu)形式分為同心式和交迭式兩種（見圖7-2）。同心式繞組是將變壓器的高、低壓繞組繞成直徑不同的圓筒形，套裝在同一個鐵心柱上。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便等特點，是最常用的一種繞組形式。按繞制方式不同，同心式繞組又分為圓筒式、螺旋式、連續(xù)式和糾結(jié)式等基本形式。交迭

12、式繞組都做成餅式繞組，高、低壓繞組互相交錯疊放，易于構(gòu)成多條并聯(lián)支路，主要用于殼式變壓器和特種變壓器（如電焊、電爐變壓器）中。變壓器繞組根據(jù)容量大小、電壓高低和使用條件的不同，選用不同的結(jié)構(gòu)形式。主變壓器中常用的同心式繞組有以下幾種形式。圓筒式繞組圓筒式繞組又稱層式繞組，是同心式繞組中最簡單的一種形式。通常用單根或幾根扁導(dǎo)線或圓導(dǎo)線繞制而成，同層線匝相互緊靠，沿繞組軸向排列，如圖8-3(a)所示。圓筒式繞組分為單層、雙層、多層3種。單層和雙層繞組一般用作低壓繞組。用16根導(dǎo)線直接在繞線?；蚪^緣紙筒上并連繞制；多層繞組用作高壓繞組，層間用電纜紙及絕緣撐條隔開，構(gòu)成軸向油道，以改善散熱條件。圓筒式

13、繞組繞制方便，但端部支撐的穩(wěn)定性較差。圖8-3 同心式繞組（a）圓筒式；（b）螺旋式；（c）連續(xù)式。1-絕緣端圈；2-絕緣紙筒；3-絕緣撐條；4-絕緣墊塊.螺旋式繞組螺旋式繞組通常由沿繞組幅向重疊排列的多根扁導(dǎo)線并繞而成，每一線餅只有一匝，整個繞組象螺紋一樣繞制下去，故稱為螺旋式。匝間墊有絕緣墊塊，形成徑向油道，固定在絕緣紙筒上的撐條間構(gòu)成軸向油道，如圖8-3(b)所示。螺旋式繞組按并列繞制的線圈數(shù)目的不同，又有單列、雙列和四列螺旋繞組之分。螺旋式繞組的機械強度高、冷卻條件好，并聯(lián)導(dǎo)線多，但匝數(shù)較少，常用作大電流的低壓繞組。螺旋式繞組由于并繞導(dǎo)線根數(shù)較多，內(nèi)層和外層導(dǎo)線所處的磁場位置不同，導(dǎo)線

14、長度也不相等，故每根導(dǎo)線的阻抗不等，致使并聯(lián)導(dǎo)線中電流分布不均勻，繞組附加損耗增加而發(fā)熱加劇。為此，在繞制過程中并繞導(dǎo)線間必須進行換位。圖8-4 并聯(lián)導(dǎo)線的換位示意圖并繞導(dǎo)線的換位方法有標準換位。特殊換位及均勻交叉換位等幾種，如圖8-4所示。所謂“標準換位”就是通過換位把并繞導(dǎo)線的位置完全對稱互換，如圖8-5(a)所示?！疤厥鈸Q位”則是把并繞導(dǎo)線等分成兩組（或四組），把兩組（或四組）導(dǎo)線間進行標準換位，而每組內(nèi)導(dǎo)線相互位置不變，如圖8-5(b)、(d)所示，“均勻交叉換位”通常用于雙螺旋式繞組，它在并列的兩列螺旋繞組之間進行，在每個換位處，將第一列螺旋的最上面一根導(dǎo)線移至第二列螺旋的最上面；同

15、時將第二列螺旋的最下面一根導(dǎo)線移至第一列螺旋的最下面（上、下?lián)Q位成交叉狀），如圖8-5(e)所示。這種換位方法的換位數(shù)等于兩列螺旋并繞導(dǎo)線總數(shù)，換位位置均勻分布在繞組的不同位置上，通過全部換位依次將一列螺旋的導(dǎo)線換到另一列螺旋上，最后回到原來的位置。對于四螺旋式繞組可將相鄰的兩列螺旋看成一組雙螺旋繞組，這樣四螺旋繞組就可分成兩組雙螺旋繞組分別進行均勻交叉換位。圖8-5 并繞導(dǎo)線的換位(a)標準換位；(b)2組特殊換位；(c)2組標準換位；(d)4組特殊換位；(e)均勻交叉換位。連續(xù)式繞組連續(xù)式繞組是由單根或多根（一般不超過4根）并聯(lián)扁導(dǎo)線先沿繞組徑向串聯(lián)繞制數(shù)匝，構(gòu)成一個線段（又稱線餅），然后

16、采用特殊的“翻線法”使繞制連續(xù)過渡到下一個線段，用這種方法繞制的若干個串聯(lián)線段就成了連續(xù)式繞組，如圖8-3(c)所示，相鄰線段之間用絕緣墊塊隔開，形成徑向油道，撐條之間形成軸向油道。連續(xù)式繞組的繞制技術(shù)要求較高，且費工時，但它的機械強度高，冷卻條件好，能在較大范圍內(nèi)適應(yīng)容量和電壓的要求，一般用于大容量變壓器中作高壓或中壓繞組。雙餅式繞組雙餅式繞組的繞制方法與連續(xù)式繞組基本相似，它是以兩個連續(xù)式線段為一組，組成一個雙餅。各雙餅繞組在套裝到心柱上后，再根據(jù)需要把它們之間并聯(lián)或串聯(lián)焊接起來。因此，采用雙餅式繞組可使繞組具有較多的抽頭，一般用作特種變壓器及殼式變壓器的繞組。繞組繞制完成后，需進行干燥、

17、調(diào)整高度、整形壓緊、出頭包扎、浸漬絕緣漆等處理，以提高繞組的機械強度和絕緣強度，防止繞組在各工序傳遞過程中吸潮。（2）繞組的繞向繞組的線匝環(huán)繞方向稱為繞向，繞組的繞向分為左繞向和右繞向兩種，左繞向：指從起繞頭由上往下看，若線匝環(huán)繞方向為逆時針方向，則為左繞向，如圖8-6（a）所示。圖8-6 繞組的繞向（a）左繞向；（b）右繞向右繞向：指從起繞頭由上往下看，若線匝環(huán)繞方向為順時針方向，則為右繞向，如圖8-6（b）所示。判別繞組的繞向非常重要，繞組繞向不同，則繞組的極性也不相同，如果繞組繞向判別錯誤，那么繞組經(jīng)過串聯(lián)或并聯(lián)之后，繞組間預(yù)期的電勢極性關(guān)系必然也是錯誤的，不是電壓輸出不正確，就是繞組因

18、短路而燒損。（3）繞組的排列繞組排列方式主要應(yīng)從阻抗電壓大小、出線方便程度及絕緣結(jié)構(gòu)的合理性等方面綜合考慮。對于同心式排列的三繞組變壓器，一般將低壓繞組靠近鐵心柱布置，因它與鐵心所需的絕緣距離較小，有利于縮小繞組尺寸；帶有較多抽頭的低壓繞組布置在最外面，便于抽頭的引出和連接；高壓繞組位于兩個低壓繞組之間，形成低一高一低排列方式，以減少阻抗電壓。圖8-7所示為TBQ84923/25型主變壓器的繞組布置和絕緣結(jié)構(gòu)示意圖。3、器身絕緣和引線裝置油浸式變壓器的內(nèi)部絕緣分為主絕緣和縱絕緣兩類，主絕緣是指繞組（或引線）對地及對其他繞組（或引線）之間的絕緣；縱絕緣則指同一繞組不同部位之間的絕緣。絕緣結(jié)構(gòu)尺寸

19、，特別是主絕緣尺寸將直接影響變壓器的重量和外形尺寸，以及阻抗電壓、損耗等性能數(shù)據(jù)。對于同心式繞組的主絕緣廣泛采用油隔板絕緣結(jié)構(gòu)，TBQ系列主變壓器的繞組與心柱、不同繞組之間的隔板為45mm厚的酚醛紙筒，繞組均勻繞在酚醛紙筒上，并且繞組與油箱、鐵心以及不同繞組之間必須有足夠的絕緣距離（油隙）。繞組不同部位間的縱絕緣為由墊塊、撐條構(gòu)成的軸向、徑向油道組成。主變壓器的器身絕緣結(jié)構(gòu)除了要保證足夠的絕緣強度外，還應(yīng)滿足繞組散熱的要求。為此器身裝配時，必須保證套裝時3個繞組必須同心，高度一致，墊塊要上下對齊，保證油路通暢。并且，套裝最外層低壓繞組前，必須先放好隔板組，讓外層繞組壓住隔板。隔板組的作用是讓冷

20、卻油沿繞組之間和繞組與心柱之間的油道流動，以利繞組和鐵心的散熱。應(yīng)當(dāng)指出，變壓器的內(nèi)部絕緣強度在很大程度上與器身的工藝處理有關(guān)，例如：固體絕緣材料被油浸透的程度；絕緣干燥程度；絕緣結(jié)構(gòu)中存在空氣的多少；器身的清潔度以及變壓器油的凈化脫氣程度等。因此，主變壓器的器身在組裝完成后，應(yīng)進行真空干燥處理。器身進油箱前要用干凈的變壓器油沖洗干凈。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。圖8-7 TBQ84923/25型主變壓器的繞組布置和絕緣結(jié)構(gòu)1-壓板；2-上鐵軛絕緣；3-牽

21、引繞組DY2；4-高壓繞組GY1；5-牽引繞組DY3、勵磁繞組DY5；6-輔助繞組DY4；7-下鐵軛墊塊；8-隔板組；9-下鐵軛墊塊。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(nèi)。對油箱的基本要求是：（1）在保證內(nèi)部必要的絕緣距離條件下，盡可能減小體積，以節(jié)約用油；（2）應(yīng)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(yīng)便于安裝和維護。變壓器的器身放在充滿變壓器油的油箱中。由于主變壓器與平波電抗器共用油箱，下油箱形狀呈凸字形，大腔用于安裝主變壓器的器身，小腔用于安裝平波電抗器。兩腔之間設(shè)置一塊鋁板，用以隔磁。下油箱由鋼板焊接而

22、成。在油箱壁上焊有吊攀，用以起吊整臺變壓器，油箱壁上焊有安裝板，安裝板上有安裝孔，用螺栓通過橡膠墊把變壓器固定在車體上。箱壁四周焊有一些加強筋板。箱壁上裝有壓力釋放閥，以便迅速排出箱內(nèi)過高的壓力。另外，在箱壁上還開有冷卻系統(tǒng)的進出口管道，油冷卻器就安裝或固定在箱壁上。油箱上裝有油管，用于接通油路。在油箱壁的下部裝有50活門和一個油樣活門，50活門用于注油、濾油和放油；油樣活門用于取油樣，以對變壓器油進行化驗。油箱壁上裝有壓力釋放閥。箱底的鋼板上設(shè)置多個定位釘，以對變壓器、平波電抗器定位。箱底上設(shè)有放油塞，用于放凈箱底殘存的變壓器油。箱壁多處開有長方形孔，上部的方孔是安裝出線裝置用的，下部的方孔

23、是作為手孔用的，用于平波電抗器的底部安裝。上油箱的上部有箱沿，用以安裝儲油柜。在上油箱安裝有信號溫度計。箱蓋上還裝有各繞組引線用的各種絕緣套管，其中，牽引繞組的引線套管中通過的電流高達3000A左右。由于大電流穿過箱蓋時，在套管安裝孔周圍會產(chǎn)生很強的交變磁通，從而在周圍鋼板內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)大的渦流，引起局部過熱，因此在套管安裝孔周圍必須采取隔磁措施。TBQ系列主變壓器的箱蓋上套管孔旁邊均開槽，并嵌焊不銹鋼板1Cr18Ni19，如圖8-8所示，這種不銹鋼是低導(dǎo)磁材料，可使箱蓋上的交變磁通顯著減少，避免出現(xiàn)局部過熱。圖8-8 套管安裝處隔磁方式1-箱蓋板；2-非導(dǎo)磁鋼板1Cr18Ni19；3-非導(dǎo)磁墊塊

24、1Cr18Ni19。三、保護裝置變壓器油是從石油中提煉出來的優(yōu)質(zhì)礦物油。在油浸式變壓器中，變壓器油既是一種絕緣介質(zhì)，又是一種冷卻介質(zhì)。因此，對變壓器油的要求是：介質(zhì)絕緣強度高、粘度低、網(wǎng)點高、凝固點低、酸值低、灰粉等雜質(zhì)及水分少。變壓器油中只要含少量水分和雜質(zhì)就會使絕緣強度大為降低（含 0.004%水分時，絕緣強度降低約50%）。此外，變壓器油在較高溫度下長期與空氣中的氧接觸時會逐漸老化，在油中生成不傳熱的懸浮物，堵塞油道，并使酸值增加，絕緣強度降低，這對變壓器的安全運行是十分不利的。為了減緩變壓器油受潮或老化的程度，使油能較長久地保持良好狀態(tài)，在TQ系列主變壓器上專門設(shè)置了下列幾種保護裝置：

25、1儲油柜（油枕）儲油柜安裝在箱蓋的上方。主變壓器的儲油柜的容量應(yīng)能滿足在高溫(+40)并在變壓器持續(xù)運行時，油不溢出儲油柜；在低溫（-25）且變壓器不工作時，儲油柜中應(yīng)有油。2油位表儲油柜側(cè)壁設(shè)有玻璃管油位表，玻璃管中有一個空心紅色玻璃球，用于指示油位。油位表旁標有環(huán)境溫度，分別為+40、+20、-30時，且變壓器為工作時儲油柜內(nèi)變壓器油應(yīng)具有的油位刻度。3吸濕器TBQ系列主變壓器均采用吊式吸濕器，其主體為一玻璃管，內(nèi)盛1.5 kg用氯化鈷浸漬過的變色硅膠作為吸濕劑，其下部罩內(nèi)有變壓器油作空氣雜質(zhì)過濾劑?？諝饨?jīng)罩與座之間的間隙進出，使空氣干凈。變色硅膠在干燥時呈蘭色，吸收潮氣后呈粉紅色。當(dāng)玻璃

26、管內(nèi)有2/3的硅膠呈粉紅色時，硅膠就應(yīng)進行干燥處理或更換。為了保證變壓器油的質(zhì)量，除設(shè)置上述油保護裝置外，還必須注意：不同產(chǎn)地或不同牌號的變壓器油通常不能混用，這是因為變壓器油的牌號是以凝固點的溫度值命名的，變壓器油分10#、25#、45#，它們的凝固點分別為-10、-25、-45。不同牌號的變壓器油混用后，對油的粘度、閃點、凝固點等都有一定影響，會加速油的老化。但在實際使用中又經(jīng)常遇到變壓器油的混用問題，其一般原則是：對不同來源的新油混合使用時，首先必須測量油的凝固點，若相近方可混合使用。對運行中的主變壓器需要加油時，應(yīng)根據(jù)加入量，按比例抽取混合油進行油樣分析試驗，以確定可否混用。，4信號溫

27、度計信號溫度計用來測量和監(jiān)視主變壓器上層油溫。TBQ系列主變壓器上均裝有WTZ-288型信號溫度計，它由測溫筒（溫包）、金屬毛細管、彈簧管、刻度盤、指針及接觸系統(tǒng)構(gòu)成的一個密封系統(tǒng)，如圖 8-9所示。圖 8-9 WTZ-288型信號溫度計1-測溫筒；2-毛細管；3-刻度盤；4-支架；5-拉桿；6-扇形齒輪；7-小齒輪；8-游絲；9-彈簧管。在密閉系統(tǒng)中充以氯甲烷或丙酮乙醚液體。測溫筒安裝在箱蓋上的度計座內(nèi)。當(dāng)變壓器上層油溫升高時，測溫筒內(nèi)液體溫度也隨之升高而氣化、體積膨脹，壓力增加，并沿著金屬毛細管傳到壓力計中，使彈簧管受壓變形，通過傳動機構(gòu)帶動指針偏轉(zhuǎn)，指示出上層油溫數(shù)值。該溫度計還有電接點

28、，刻度盤上電接點的限值指針可用專用鑰匙將指針定在所需的溫度刻度上，當(dāng)帶有動觸點的溫度計指針隨油溫的升高，達到限值指針位置時，接點接通電路、發(fā)出警告信號。5油流繼電器油流繼電器用來監(jiān)視變壓器油循環(huán)狀態(tài)是否正常。圖8-10所示為YJ-100-A型油流繼電器原理示意圖。當(dāng)油流正常時，變壓器油進入探頭，靠油的流動壓力作用于微動開關(guān)，推動觸頭使常閉觸頭打開，給出一個油流正常的信號，同時指針偏轉(zhuǎn)55°，顯示正常。圖8-10 YJ-100-A型油流繼電器原理示意圖圖8-11 YSF-70/25J型壓力釋放閥1-動板；2-油聯(lián)管；3-密封環(huán)；4、5-磁鋼； 1-防雨帽；2-調(diào)壓螺母；3-上罩；4-內(nèi)

29、、外彈簧；5-標志桿；6-電氣部分；7-指針；8-壁。 6-閥蓋；7-上封環(huán)；8-側(cè)封環(huán)；9-閥座；10-下封環(huán)。6壓力釋放閥壓力釋放閥裝在油箱壁上。變壓器在運行中，因外電路或變壓器內(nèi)部有故障，出現(xiàn)很大的短路電流時，過高的熱量使變壓器油迅速氣化，變壓器內(nèi)部壓力升高。在壓力升高到 70kP時，壓力釋放閥口在2ms內(nèi)迅速打開，排出的氣體和油流沿管路排到車下。當(dāng)恢復(fù)正常時，閥口關(guān)閉。圖8-11所示為YSF-70/25J型壓力釋放閥。四、冷卻系統(tǒng)主變壓器運行中產(chǎn)生的所有損耗將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽垢鞑考臏囟壬?，?dāng)主變壓器溫升超過規(guī)定的限值，將使絕緣損壞，直接影響主變壓器的使用壽命（2030年）。因此，主變

30、壓器必須具有相應(yīng)的散熱能力。圖 8-12 冷卻系統(tǒng)示意圖1-主變壓器器身；2-下油箱；3-上油箱；4-濾波電抗器；5-儲油柜；6-潛油泵；7-100蝶閥；8-油流繼電器；9-通風(fēng)機；10-冷卻柜；11-平波電抗器。TBQ系列主變壓器在保證內(nèi)部散熱能力良好的同時，其外部冷卻采用了強迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)分油路和風(fēng)路兩部分，圖 8-12所示為 TBQ84923/25型主變壓器冷卻系統(tǒng)示意圖。冷卻系統(tǒng)的油路為：熱油從油箱上部出油口抽出進人潛油泵的進油口，經(jīng)冷卻器冷卻后，打人油箱底部。冷油先冷卻主變壓器的鐵心、繞組，然后冷卻平波電抗器的繞組、鐵心。此后冷油進人上油箱，再冷卻4臺濾波電抗器后

31、進人潛油泵的進油口，反復(fù)循環(huán)。在平波電抗器腔內(nèi)，設(shè)置多處隔板，使油流按圖示路徑流動，此方式即為強迫導(dǎo)向油循環(huán)方式。在鋁冷卻器進、出油口及潛油泵進口皆裝有由不銹鋼制成的波紋管。五、出線裝置主變壓器各繞組的引線從油箱內(nèi)引至油箱外時，必須采用出線裝置，以便使帶電的導(dǎo)線與接地的油箱絕緣。TBQ系列主變壓器的出線裝置多數(shù)采用復(fù)合瓷絕緣套管，常用的絕緣套管如圖8-13所示的4種。絕緣套管型號中符號的意義是：B一變壓器用；F復(fù)合瓷絕緣式；L一穿纜式；J一加強絕緣；橫線后面的分子表示額定電壓值（單位：kV）；分母表示額定電流（單位：A）。圖8-13 絕緣瓷套管(a)BLJ-25/300型穿纜式套管；(b)BF

32、-1/300和BF-1/600型套管；(c)BF-1/800型套管；(d)BF-6/2000型套管和BF-6/300型套管。1-接線頭；2-圓螺母；3-襯墊；4-磁蓋；5-封環(huán)；6-上磁套；7-密封墊圈；8-紙墊圈；9-下磁套；10-導(dǎo)電桿；11-紙墊圈；12-磁套；13-襯墊；14-壓釘；15-電纜；16-放氣塞。絕緣套管的結(jié)構(gòu)取決于電壓等級和額定電流的大小。TBQ系列主變壓器的高壓繞組A端子常采用圖8-13(a)所示的25kV級的穿纜式套管。該套管裝在箱蓋的升高座上，為了排除油箱中集存的空氣，設(shè)有專門的放氣塞；牽引繞組端子常采用圖8-13(b)所示的6kV級絕緣套管；其余的繞組端子則采用圖

33、8-13(b)、(c)所示的1kV級絕緣套管。第三節(jié)典型主變壓器的結(jié)構(gòu)特點TBQ系列主變壓器為國產(chǎn)SS系列電力機車配套的主變壓器，由于各型機車的功率、調(diào)壓方式及總體布置的不同，各型主變壓器的具體結(jié)構(gòu)型式、技術(shù)數(shù)據(jù)也有所不同。特別是為適應(yīng)不同的機車調(diào)壓電路的需要，主變壓器的繞組結(jié)構(gòu)、布置及連接方式會有較大的差別。一、TBQ84923/25型主變壓器TBQ84923/25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，其外形結(jié)構(gòu)如圖8-1所示，主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表8-1。TBQ8型主變壓器各主要部件的結(jié)構(gòu)特點如下：1鐵心鐵心為單相二柱式疊鐵心（見圖 8-2），采用厚 DQ151-35

34、晶粒取向冷軋電工鋼片疊裝而成，由于該電工鋼片表面覆有一層薄的氧化膜，有一定的絕緣作用，所以表面不涂漆。電工鋼片的疊積按圖8-2中、方式交替進行。心柱截面為10級階梯形。心柱采用環(huán)氧玻璃粘帶綁扎，每柱7道，為使接縫處平整，降低鐵心噪音，在心柱最外級有4塊6 mm厚的環(huán)氧玻璃布板做成的撐條；上、下鐵軛采用夾件夾緊。2繞組TBQ8型主變壓器的繞組有：高壓繞組、牽引繞組、輔助繞組和勵磁繞組等4種，如圖8-14所示。圖8-14 TBQ84923/25主變壓器電氣原理圖高壓繞組由布置在兩個心柱（靠近高壓繞組端的稱為A柱，另一個稱為X柱）上的兩個連續(xù)式繞組并聯(lián)而成。高壓繞組總匝數(shù)為 1438匝，其中 A柱繞

35、組為左繞向，X柱繞組為右繞向，兩柱繞組并聯(lián)，引線端子號為 A、X，額定電壓為25kV。由于SS4改型電力機車主電路采用不等分三段橋，牽引繞組分為與之對應(yīng)的二部分。一部分用于大橋，其電壓為牽引回路額定電壓的1/2。另一部分帶中點抽頭，其總電壓也等于牽引回路額定電壓的1/2。前者位于高壓繞組的右側(cè)，后者位于高壓繞組的左側(cè)。這樣，從鐵心柱開始，最靠近鐵心柱的是輔助繞組DY4，其外側(cè)是用于小橋的帶中點抽頭的牽引繞組DY2，再往外是高壓繞組GY1，最外側(cè)是用于大橋的牽引繞組DY3，用于勵磁的勵磁繞組DY5位于 DY3的中部。牽引繞組DY2的匝數(shù)為20+20=40匝（有中間抽頭），牽引繞組DY3的匝數(shù)也等

36、于40匝（無中間抽頭），DY2的電壓為695.4 V，DY3的電壓也等于。牽引繞組DY2繞成雙螺旋式。這是因為它用于小橋的帶中點抽頭的緣故。主變壓器有兩個牽引繞組DY2，它們分別布置在二個心柱（A柱，X柱）上，相互在電氣上不連接。每列螺旋由8根導(dǎo)線并繞。每列螺旋在繞組高度的1/2處分別進行一次標準換位，在1/4處及3/4處分別進行特殊換位。位于最外側(cè)的牽引繞組 DY3繞成單螺旋。主變壓器有兩個牽弓繞繞組 DY3，分別繞在二個心柱上，相互在電氣上不連接。牽引繞組DY3被勵磁繞組隔開成上、下兩部分，每部分皆進行一次標準換位和二次特殊換位。這樣，在A心柱和X心柱上各有一個高壓繞組GY1，一個牽引繞組

37、DY2及一個牽引繞組DY3。在電氣上，除高壓繞組是并聯(lián)外，其他牽引繞組皆不并聯(lián)，不串聯(lián)，而分別向二個轉(zhuǎn)向架的牽引電機供電。兩個心柱上的牽引繞組之間耦合很松，彼此相互影響很小。這就允許它們通過的電流有較大的差異。此性能可用于軸重電氣補償。例如，當(dāng)機車牽引時，需后軸加載（加電流），前軸減載（減電流）時，變壓器仍能正常工作。這種結(jié)構(gòu)，變壓器行業(yè)稱之為徑向分裂，這樣的變壓器也可被稱為分裂變壓器。緊靠鐵心柱的輔助繞組DY4由6根導(dǎo)線并繞成單層圓筒式。主變壓器有兩個輔助繞組DY4，每心柱一個，相互串聯(lián)。輔助繞組共有23匝，在13匝處有抽頭。額定電壓為，抽頭電壓為226V。在牽引繞組DY3的中部有勵磁繞組D

38、Y5。主變壓器有兩個勵磁繞組DY5，它們相互串聯(lián)。勵磁繞組繞成雙餅式，由4根導(dǎo)線并繞而成。 3油箱 TBQ8型主變壓器的油箱見圖 8-9。箱底用10mm厚鋼板制成，上面焊有用來限制器身移動的4個定位釘，并設(shè)有放油塞。箱壁長邊用 8mm、短邊用6mm厚鋼板焊接而成，為防止變形，四周焊有一些加強筋板。箱壁上焊有吊攀、冷卻器安裝座、50活門、油樣活門及接地螺栓等附件；箱壁兩側(cè)焊有兩塊 14mm厚的安裝板，安裝板上共有 16個長孔，用M24的螺栓把變壓器固定在車體上。箱壁上開有多處用于安裝出線裝置和作為手孔的長方形孔。上油箱由鋼板制成，其內(nèi)腔用作安裝4臺濾波電抗器。上油箱和下油箱的箱沿間墊有直徑為20

39、mm的耐油圓橡膠密封圈，四周用 73個 M16螺栓緊固，以防漏油。上油箱上安裝有儲油柜和1個WTZ288型信號溫度計。4冷卻系統(tǒng)TBQ8型主變壓器采用獨立的強迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷卻系統(tǒng)（見圖8-12）。系統(tǒng)中設(shè)置有STD-1型鋁冷卻器，為全鋁合金板翅式結(jié)構(gòu)，經(jīng)硬釬焊的冷卻器心剛度高，強度好，能承受700kPa的壓力。5保護裝置主變壓器油箱內(nèi)充滿國產(chǎn)25變壓器油。為了防止變壓器油迅速老化和受潮，專門設(shè)置了儲油柜、吸濕器、凈油器等保護裝置。 6出線裝置（套管）TBQ8型主變壓器的出線裝置采用兩種套管：A-BJL-25/300型一個；X-BF-1/300，一個。以上兩種套管，是以電瓷件為絕緣件的。此外，

40、TBQ8型主變壓器還采用多種以膠木板為絕緣件的出線裝置。以接線頭個數(shù)區(qū)分，可分為二聯(lián)、三聯(lián)、四聯(lián)、五聯(lián)等。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(tǒng)。TBQ9型主變壓器屬分裂變壓器（徑向分裂），接線原理圖如圖8-15所示。圖8-15 TBQ9-5816/25型主變壓器接線原理圖TBQ9型主變壓器由下油箱、上油箱、器身、油保護裝置、冷卻系統(tǒng)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

41、、吸濕器、信號溫度計、油流繼電器、壓力釋放閥等組成。下油箱的左部放置變壓器器身，右部放置平波電抗器。儲油柜安裝在上油箱的上方。高壓繞組的高壓端子（A）及采暖繞組的4個端子(7，x7，a8，x8)安裝在上油箱上，其余端子都安裝在下油箱的油箱壁上。在油箱的右側(cè)有通風(fēng)機、冷卻柜等。1鐵心主變壓器的鐵心為心式結(jié)構(gòu)。采用性能優(yōu)良的冷軋電工鋼片，牌號為DQI51-35。心柱截面采用11級階梯狀斷面，鐵扼采用“T”形斷面（可縮小高度）。鐵心用夾件夾緊，夾件與電工鋼片之間有夾件油道，以作絕緣和冷卻油流路徑。由于采用強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻方式，下夾件除用作夾緊鐵心外，還具有集油箱的功能。從油冷卻器出來的油（已被冷卻

42、）通過油管進人下夾件匯合，然后流向繞組。2繞組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。由于SS8型電力機車主電路采用不等分三段橋，牽引繞組分成二部分：一部分用于大橋，其電壓為牽引回路額定電壓的1/2，另一部分帶中點抽頭其總電壓也等于牽引回路額定電壓的1/2。前者位于高壓繞組的左側(cè)，后者位于高壓繞組的右側(cè)，繞組排列如圖8-16所示。圖8-16 BQ9型主變壓器繞組排列圖1-高壓繞組；2-牽引繞組（大橋用）；3-牽引繞組（小橋用）；4-輔助繞組；5-勵磁繞組；6-采暖繞組。由圖8-16可見，在X柱，最靠近鐵心的是勵磁繞組5，其外惻是牽引繞組2（大橋用）和高壓

43、繞組1，最外側(cè)是牽引繞組3（小橋用）、輔助繞組4、采暖繞組6。高壓繞組GY1繞成連續(xù)式。主變壓器有2個高壓繞組，分別布置在A柱和X柱上，2個高壓繞組并聯(lián)。高壓繞組由單根導(dǎo)線繞成，匝數(shù)為1092，額定電壓為25kV。牽引繞組DY2（大橋用）繞成雙螺旋式，各用6根導(dǎo)線疊繞。兩列螺旋并聯(lián)，共30匝，總電壓為。每列螺旋的換位均采用一次標準換位，兩次特殊換位。主變壓器有兩個牽引繞組DY2，分別布置在X柱和A柱上，兩者之間在電氣上是不聯(lián)接的。牽引繞組DY3（小橋用）繞成雙餅式，該繞組也是30匝，總電壓也為。但在15匝處有抽頭，抽頭電壓為。兩個牽引繞組 DY3分別布置在 X柱和A柱上，兩者之間在電氣上是不聯(lián)

44、接的。輔助繞組DY4繞在牽引繞組DY3的上部和下部，為雙餅式繞組，兩柱串聯(lián)?？傇褦?shù)17匝，電壓為 387V，在 10匝處有抽頭，抽頭電壓為229V。采暖繞組DY6繞在牽引繞組DY3的上部、中部和下部，亦為餅式繞組。匝數(shù)為66匝，電壓為1511V。變壓器有兩個采暖繞組，分別布置在X柱和A柱上。這兩個采暖繞組之間在電氣上是不聯(lián)接的。勵磁繞組DY5安裝在 X柱上（A柱無）。為單層圓筒式繞組。繞4匝，電壓為。3油箱TBQ9型主變壓器的油箱結(jié)構(gòu)與 TBQ8型基本相同，不同點在于：油箱壁上所焊兩塊安裝板為 12mm厚，其上共有 18個長孔，用 M24的螺栓和橡膠墊把變壓器固定在車體上。在油箱壁的下部裝有5

45、0活門和油樣活門。油箱壁的上部裝有壓力釋放閥。箱底的鋼板上設(shè)置多個定位釘，以作變壓器器身、平波電抗器定位用。箱底上設(shè)有放油塞。箱壁多處開有長方形孔用以安裝出線裝置和固定主變壓器器身及平波電抗器下部。油箱壁厚度為6mm。上油箱采用鋼板焊接而成。高壓繞組的高壓端子（A）及采暖繞組端子(a7，x7，a8，x8)安裝在上油箱的箱蓋板上。上油箱與下油箱的箱沿間有直徑為 20mm的耐油橡膠密封圈。上油箱上有兩個支架、用以安裝儲油柜。潛油泵亦安裝在上油箱上。4油保護裝置TBQ9型主變壓器設(shè)有儲油柜、油位表、硅膠吸濕器、WTZ-288型信號溫度計、YJ-100-A型油流繼電器、YSF-70/25J型壓力釋放閥

46、，與TBQ8型相同。5冷卻系統(tǒng)TBQ9型主變壓器冷卻系統(tǒng)如圖8-17所示。（1）油路熱油由油箱頂部（平波電抗器上方）被抽出，進人潛油泵7的進油口。經(jīng)潛油泵加壓后，通過油流繼電器8進人冷卻柜9，熱油在冷卻柜內(nèi)被吹風(fēng)冷卻；從冷卻相出來的冷油沿油道進人主變壓器下部的集油箱，冷卻主變壓器的鐵心、繞組；此后，油流順著油道進人平波電抗器1，最后油流回到油箱的頂部，如此循環(huán)。圖8-17 TBQ9型主變壓器的冷卻系統(tǒng)示意圖1- 平波電抗器；2-下油箱；3-主變壓器器身；4-屏幕板；5-油道隔板；2- 6-蝶閥；7-潛油泵；8-油流繼電器；9-冷卻柜；10-過渡風(fēng)道；11-通風(fēng)機。（2）風(fēng)路冷風(fēng)從車體內(nèi)吸入，經(jīng)

47、過通風(fēng)機進人冷卻柜；在冷卻柜內(nèi)的鋁冷卻器中，冷風(fēng)和熱變壓器油進行熱交換，熱油被冷卻后再進人油箱冷卻繞組和鐵心，而冷風(fēng)則被加熱，向下排向大氣。與SS4改型電力機車所使用的STD-1型鋁冷卻器相比，SS8型電力機車用的STD-2型鋁冷卻器在外形尺寸、安裝尺寸、接口尺寸上皆相同，性能基本一樣。STD-2型實際油阻低（約比STD-1型低1/3），結(jié)構(gòu)較合理。兩種鋁冷卻器安裝是可以互換的，但油管及油管支架不同。6套管（出線裝置）TBQ9型主變壓器采用 3種套管：ABJL-25/300，1個，用于高壓繞組高壓端子；XBF-1/300，1個，用于高壓繞組低壓（接地）端子；XBF-3/300，4個，用于采暖繞

48、組端子。以上3種套管都是以電瓷件為絕緣件的。此外，TBQ9型主變壓器還采用多種以膠木板為絕緣件的二聯(lián)、三聯(lián)、四聯(lián)、五聯(lián)等出線裝置。第五節(jié)平波電抗器一、概述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，對于采用不可控單相全波整流電路的電力機車，其電流脈動系數(shù)Ki可用下式近似求出：（8-1）式中do空載時的整流電壓，；角頻率，；Ld牽引電動機回路的總電感量（主要是平波電抗器的電感量）；Id流過平波電抗器的平均電流。圖8-18 平波電抗器的電感電流特性從牽引電動機安全換向角度考慮，希望電流脈動系數(shù)小，并且在牽引電動機負載范圍內(nèi)盡量保持

49、不變。實際上過分壓低電流脈動系數(shù)并不可取，因為i值過低，要求平波電抗器的電感量大，會使平波電抗器的體積和重量增加；同時主變壓器繞組中電流的高次諧波成分增加，而增加對附近地區(qū)通訊線路的干擾。一般要求電流脈動系數(shù)Ki值在25%30%范圍內(nèi)；額定于況下，Ki約為28%。由式(8-1)可見，為使電流脈動系數(shù)在負載范圍內(nèi)保持不變，則要求平波電抗器的電感一電流特性曲線在工作范圍內(nèi)為一條雙曲線，如圖8-18所示。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。但實際的平波電抗器電感電流特性與雙曲線有一定出人，故實際的Ki值在一定范圍內(nèi)變化。通常，為使平波電抗器在大電流下仍具有一定數(shù)量的

50、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(shù)可能超過30%。二、平波電抗器的結(jié)構(gòu)TXP系列平波電抗器為國產(chǎn)SS系列電力機車配套的平波電抗器。SS4改型電力機車上采用 TXP7型平波電抗器，SS8型電力機車上采用 TXP8型平波電抗器。SS4改型及SS8型電力機車的每節(jié)車內(nèi)裝有一臺平波電抗器，它的4組電抗繞組分別串入4臺牽引電動機電路中。圖8-19 TXP7型平波電抗器1-鐵心組；2-引線；3-繞組；4-油道隔板組；5-壓釘螺栓；6-擋油圈；7-墊腳絕緣。1TXP7型平波電抗器的結(jié)構(gòu)TXP7型平波電抗器

51、由鐵心組裝、繞組、引線、油道隔板組等4部分組成，如圖8-19所示。TXP7型平波電抗器為帶氣隙的鐵心式平波電抗器，有氣隙是為了有效地改善牽引電機的換向，要求脈動系數(shù)在很寬的負載范圍內(nèi)基本保持不變，因此平波電抗器的電感電流特性曲線在其工作范圍內(nèi)近似一條雙曲線。根據(jù)具有氣隙磁路的特點，只要合理選擇氣隙長度是能滿足這一要求的。所以，機車上的平波電抗器不僅工作在脈流工況，而且要求電感值隨負載變化而變化。因此在動力牽引的IEC標準上，稱平波電抗器的電感為脈流電感，也可稱為擺動電感。（1）鐵心組裝鐵心構(gòu)成平波電抗器的磁路，鐵心組裝情況如圖8-20所示。除圖中所示零部件外，還有夾件絕緣、壓梁絕緣、夾板絕緣、

52、壓釘螺栓、接地片等。鐵心采用厚的電工鋼片疊成，電工鋼片牌號為DW470-50。這種電工鋼片為晶粒無取向冷軋電工鋼片，表面有涂層，但不很牢固。在沖剪、運輸過程中要小心，不要碰破涂層。該種電工鋼片表面波浪小，疊片系數(shù)可達。圖8-20 平波電抗器鐵心組裝1-鐵心；2-散熱器側(cè)上夾件；3-變壓器側(cè)上夾件；4-散熱器側(cè)下夾件；5-變壓器側(cè)下夾件；6-上壓梁；7-下壓梁；8-拉螺桿；9-氣隙墊塊；10-穿心螺桿。值得注意的是，平波電抗器一般不能采用晶粒取向冷軋電工鋼片。在額定工況下，平波電抗器鐵心在交、直流同時勵磁時，磁通密度已達飽和（因為受尺寸和重量限制，磁通密度取得很高），若采用晶粒取向冷軋電工鋼片，

53、會造成電感量過低，使脈流系數(shù)超過30%。而無取向冷軋電工鋼片雖然起始飽和磁通密度并不高，但高飽和時，它的磁化曲線仍具有較大的斜率，因而在高飽和工況下尚有較大的脈流電感。平波電抗器鐵心柱截面近似圓形。鐵心柱的中間部分做成分段的，每柱有若干段鐵心餅。鐵軛截面為矩形，鐵軛截面大于心柱截面，這是對矩形鐵軛截面的一般要求。在鐵軛和鐵心餅之間以及鐵心餅與鐵心餅之間，均安置有氣隙墊塊，氣隙墊塊的材料為環(huán)氧玻璃布板。鐵心中的磁通在通過氣隙時，一部分垂直穿過，另一部分則由氣隙外面繞行而過，后者稱繞行磁通，如圖8-21所示。氣隙越大，繞行磁通越多，繞行磁通垂直穿過電工鋼片邊緣時，會產(chǎn)生較大的渦流損耗和噪音。氣隙分

54、段后，每段氣隙相對減小，繞行磁通相應(yīng)減少，產(chǎn)生的渦流損耗及噪音就顯著減少。圖8-21 通過氣隙的磁通氣隙分段布置對平波電抗器電感特性有影響，因此，必須使心柱氣隙排放在繞組高度以內(nèi)，至少低于繞組兩個端面10mm。這樣可以減少散磁通，使電感計算較為準確。在結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工生產(chǎn)、故障檢修時，要注意防止平波電抗器的鐵心短路。磁短路會使平波電抗器氣隙失去作用，從而使平波電抗器不能運行。在垂直方向，上、下鐵軛與分段鐵心之間由兩心柱處4根M22的不銹鋼拉螺桿拉緊。在TXP7型平波電抗器上，在鐵心窗口中間增設(shè)了兩根M30的不銹鋼拉螺桿。所選不銹鋼均為非導(dǎo)磁不銹鋼，這樣可避免由于拉螺桿所造成的磁短路問題。上、下鐵

55、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。夾件與電工鋼片、穿心螺桿與電工鋼片、穿心螺桿之間都有絕緣措施，以避免鐵心的短路故障。拉螺桿和穿心螺桿安裝在鐵心上時，應(yīng)使它們彼此之間不構(gòu)成巨回路。例如拉螺桿，可在拉螺桿一端用絕緣套管隔斷電回路；再如，穿心螺桿所拉緊的夾板絕緣本身就起到了隔斷電回路的作用。匝回路會使螺桿發(fā)熱、損耗增大、絕緣老化燒損，最終導(dǎo)致鐵心短路。要認真對待平波電抗器鐵心接地問題，接地片的設(shè)置也要注意方法，否則亦會造成鐵心的短路故障。為了防止在試驗或運行中由于靜電感應(yīng)作用使鐵心及各金屬零部件間產(chǎn)生懸浮電位而導(dǎo)致局部放電，平波電抗器的鐵心必須確保一點可靠接地，接地片

56、的設(shè)置就是為了確保鐵心一點接地的。鐵心墊腳上的定位孔和油箱底的定位釘之間不可避免地存在間隙，平波電抗器在機車運行時也就不可避免地產(chǎn)生相對位移。同時，平波電抗器采用帶氣隙的分段鐵心結(jié)構(gòu)，較高的平波電抗器其穩(wěn)定性也就相對較低，“搖身”現(xiàn)象必須予以重視。為了防止平波電抗器的“移動”和“搖動”，要求對平波電抗器的上下都進行固定。平波電抗器的上部通過上夾件與油箱的3個壁進行固定，下部通過下夾件的兩端與油箱的兩個壁進行固定。為了便于操作，在油箱的下部開有手孔。TXP7型平波電抗器為降低鐵心裝配后的總高度，上、下鐵軛開了原鐵心的上。下兩表面均開有油槽，心往鐵餅的高度為60mm。（2）繞組平波電抗器的每個鐵心

57、柱上套有一個繞組。每個繞組由4組構(gòu)成，兩鐵心柱上相同位置的各組線圈通過聯(lián)線彼此井聯(lián)，構(gòu)成組電感線圈。每組電感線圈和一臺牽引電動機串聯(lián)。四組電感線圈從上到下按C4Y4、C2Y2、C3Y3、C1Y1排列（即按 4、2、3、1排列），對應(yīng)機車主電路中的4M、2M、3M、1M號電機。4組電感線圈共鐵心（磁路）布置的設(shè)計方式比起4組電感線圈設(shè)計成獨立的4個電抗器而言，可以節(jié)省空間尺寸和重量。但小電流時，4組電感線圈的電感值略有差異，上、下兩個電感線圈的電感值稍大，中間兩個電感線圈的電感值則稍小。設(shè)計時，適當(dāng)加大繞組電感，以使?fàn)恳妱訖C電流的脈動系數(shù)都在允許的范圍之內(nèi)。當(dāng)故障運行時，例如切除一個轉(zhuǎn)向架上的

58、兩臺電機，初始電感降低，但牽引電動機在額定電流運行時，由于磁勢減少一半，使磁路不飽和，從而使額定電流下的電感變化不大。繞組采用連續(xù)式，兩鐵心柱上的繞組繞制方向相反。繞組繞制在附有8根撐條的絕緣筒上。撐條用電工絕緣紙板加工制成，用以構(gòu)成油道，加強繞組的散熱。絕緣筒用酚醛紙筒制成。同一鐵心柱上的組繞組彼此間有 10mm的油道。繞組要經(jīng)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。（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(dǎo)線稱為引線。引線將電感線圈串接在電機回路。對引線有3個要求：電