变压器教学课件.pdf

变压器的用途 在干线铁路机车中，由于供电电压制式为25kv，50hz 需要通过变压器将网侧高压变换为电力机车所需的各种 等级电压，以满足电力机车各种电机电器的用电需求。 思考，在城市轨道交通车辆中，是否需要使用变压器 第五章 变压器 变压器外观变压器外观 变压器接线图变压器接线图 变压器的外形及原理 主要结构主要结构 油箱、器身、油保护装置、冷却系统、油箱、器身、油保护装置、冷却系统、 其他附属装置组成其他附属装置组成 器身由铁芯、线圈、绝缘件组成器身由铁芯、线圈、绝缘件组成 变压器的主要结构与组件 铁芯铁芯 线圈线圈 引线引线 油箱油箱 变压器内部结构 变压器铁芯 高压线圈、高压线圈、 牵引线圈、牵引线圈、 辅助线圈、辅助线圈、 控制线圈控制线圈 变压器线圈 引线引线 （设计紧凑、可任意弯曲、交叉处需用绝缘纸板进行（设计紧凑、可任意弯曲、交叉处需用绝缘纸板进行 包扎、需绝缘螺杆和螺母进行固定，防止松动）包扎、需绝缘螺杆和螺母进行固定，防止松动） 油箱油箱 （作用） 引线与油箱 油路油路 两个油路两个油路-进油和出油；三三个区个区-中间出油区，两端进 油区 冷却原理冷却原理：上部热油在中间被潜油泵抽经蝶阀，油 流继电器，被吹风冷却后经油管和蝶阀两端进入线 圈，通过挡油圈、撑条、垫块、围屏导向在线圈内 部流动，由线圈中部流出。 风风路路 冷却原理冷却原理：冷却风从车顶吸入，进入通风机进入冷 却柜内的复合冷却器，先冷却复合冷却器上层牵引 变流器的冷却水，然后冷却下层的变压器油，最后 从车底排出。 冷却系统 油冷却器油冷却器 潜潜油泵油泵 油流油流继电器继电器 压力释放阀压力释放阀 蝶阀蝶阀 活门活门 高压管高压管套套 牵引牵引绕组管套绕组管套 低压管套低压管套 油样活门油样活门 变压器油变压器油 变压器组件 为减小体积和重量，简 化机车冷却系统，将主 变压器的冷却油和牵引 变流器的冷却水（纯水 加乙二醇混合液）共用 一套强制通风冷却的符 合冷却系统。 复合冷却器 复合冷却器参数 复合冷却器的技术参数如下复合冷却器的技术参数如下 ： 散热量散热量 220kw220kw（水散热器（水散热器100kw100kw，油，油散热器散热器120kw120kw） 冷却冷却方式方式 强迫通风，通风量强迫通风，通风量6.5m6.5m3 3/s/s 总风阻总风阻 1200pa1200pa 入口风温入口风温 4242 液体流量液体流量 水流量水流量16 m16 m3 3/h/h，油流量，油流量45 m45 m3 3/h/h 液体出入口温度液体出入口温度 入口水温入口水温6666，出口水温，出口水温6060； 入口油温入口油温8585，出口油温，出口油温7979 冷却组件试压标准冷却组件试压标准 水散热器加压水散热器加压6bar6bar，油散热器，油散热器4bar4bar，保压，保压 30min30min，不得有渗漏。，不得有渗漏。 。 水散热器水散热器 油散热器油散热器 空气流向空气流向 复合冷却器油循环 1. 油循环回路油循环回路 主变压器的两个油路，被各班分割成两个区，一端为进油区，主变压器的两个油路，被各班分割成两个区，一端为进油区， 另一端为出油区。进出油区均有管路连接，保持两端油压平另一端为出油区。进出油区均有管路连接，保持两端油压平 衡。出油部热油被油泵抽出，经油流继电器、蝶阀、衡。出油部热油被油泵抽出，经油流继电器、蝶阀、100联联 管，波纹管送入复合冷却器油散热器，经风吹冷却后再经波管，波纹管送入复合冷却器油散热器，经风吹冷却后再经波 纹管、纹管、100联管、蝶阀由油箱进油侧进入线圈，通过挡油圈、联管、蝶阀由油箱进油侧进入线圈，通过挡油圈、 撑条、垫块围屏导向在线圈内部流动冷却发热件，然后由线撑条、垫块围屏导向在线圈内部流动冷却发热件，然后由线 圈排出油侧流出，形成油循环回路。通过变压器油反复的循圈排出油侧流出，形成油循环回路。通过变压器油反复的循 环，来冷却主变压器发热件环，来冷却主变压器发热件。 复合冷却器水循环 2水循环回路水循环回路 冷却水通过设置在牵引变流器装置内的水泵进行循环。由水冷却水通过设置在牵引变流器装置内的水泵进行循环。由水 箱被水泵抽出来的冷却水，分为三路，分别流入各分路，通箱被水泵抽出来的冷却水，分为三路，分别流入各分路，通 过与散热片交换热量来冷却半导体元件。三路冷却半导体元过与散热片交换热量来冷却半导体元件。三路冷却半导体元 件的冷却水在一根总管内汇集，从装置左侧面的出水口流出，件的冷却水在一根总管内汇集，从装置左侧面的出水口流出， 经过闸阀、经过闸阀、80波纹管经复合冷却器入口到水散热器，经吹波纹管经复合冷却器入口到水散热器，经吹 风冷却后再通过风冷却后再通过80波纹管、流量计、闸阀返回水箱，形成波纹管、流量计、闸阀返回水箱，形成 水循环回路。通过冷却水反复的循环，来冷却主变流器中的水循环回路。通过冷却水反复的循环，来冷却主变流器中的 半导体元件半导体元件。 复合冷却器风循环 3风循环回路风循环回路 复合冷却机组内的通风机，从车顶吸入冷却空气，先进入通复合冷却机组内的通风机，从车顶吸入冷却空气，先进入通 风机，经过异径风道，进入复合冷却器，先冷却复合冷却器风机，经过异径风道，进入复合冷却器，先冷却复合冷却器 上层牵引变流器的冷却水，然后冷却下层主变压器的冷却油，上层牵引变流器的冷却水，然后冷却下层主变压器的冷却油， 最后空气从彻底排除。最后空气从彻底排除。 组成：油泵部分、电动机部分组成：油泵部分、电动机部分 油泵部分：叶轮装在电机轴端，油泵部分：叶轮装在电机轴端， 由叶轮旋转离心力作用产生扬由叶轮旋转离心力作用产生扬 程，泵壳将叶轮排出的高速汇程，泵壳将叶轮排出的高速汇 流动能转化位压力迫使变压器流动能转化位压力迫使变压器 油进行循环。油进行循环。 潜油泵 目的：目的：检测油泵进行循环的油检测油泵进行循环的油 流是否正常流是否正常 原理：原理：油流赋予油流继电器的油流赋予油流继电器的 叶轮转动力超过弹簧的复归力，叶轮转动力超过弹簧的复归力， 是油流侧的磁铁旋转，该磁铁是油流侧的磁铁旋转，该磁铁 的磁力旋动外侧磁铁，使弹簧的磁力旋动外侧磁铁，使弹簧 结点微动开关断开，此时指针结点微动开关断开，此时指针 偏转偏转55显示油循环正常。如显示油循环正常。如 果油流停止，叶轮停止转动，果油流停止，叶轮停止转动， 由于弹簧复归力作用，使干簧由于弹簧复归力作用，使干簧 接点接触，报告油流出现异常。接点接触，报告油流出现异常。 油流继电器 作用作用：当变压器油箱内部因：当变压器油箱内部因 某种故障而使压力急剧增大，某种故障而使压力急剧增大， 压力达到标定值时，压力释压力达到标定值时，压力释 放阀能迅速开启释放，从而放阀能迅速开启释放，从而 防止变压器油箱破裂火爆炸，防止变压器油箱破裂火爆炸， 从压力释放阀排除的气体和从压力释放阀排除的气体和 油流沿管路排到车下，当恢油流沿管路排到车下，当恢 复正常时，阀口关闭。压力复正常时，阀口关闭。压力 释放阀动作时，标志杆将弹释放阀动作时，标志杆将弹 起且不复位。起且不复位。 压力释放阀 开启压力：开启压力：70kpa 关闭压力：关闭压力：30kpa 当压力释放阀以每秒当压力释放阀以每秒10kpa 增压时，打开时间小于增压时，打开时间小于 10ms 工作状态：工作状态：变压器正常工作时，变压器正常工作时， 为“开（为“开（open）”；在更换潜油）”；在更换潜油 泵、散热器、波纹管或油联管时，泵、散热器、波纹管或油联管时， 应先将阀关闭，处于“关应先将阀关闭，处于“关 （close）”，）”，这样无需排除全这样无需排除全 部变压器油即可更换配件部变压器油即可更换配件 注意：注意：此配件可短时间封住油路，此配件可短时间封住油路， 如需长时间封，需要在阀门上装如需长时间封，需要在阀门上装 遮盖板。遮盖板。 蝶阀 作用：作用：作为注油、放油和滤作为注油、放油和滤 油使用。牵引变压器大大量油使用。牵引变压器大大量 注油必须从此处注入。注油必须从此处注入。 注意：注意：在投入工作时，应将在投入工作时，应将 其密封板和遮盖卸下，工作其密封板和遮盖卸下，工作 完后，则应装上，以确保阀完后，则应装上，以确保阀 体内及变压器油不受污染体内及变压器油不受污染 活门 作用：作用：提取变压器油进行提取变压器油进行 油样分析的装置。油样分析的装置。 注意：注意：提取额变压器油时，提取额变压器油时， 应注意油样活门出油口的应注意油样活门出油口的 清洁。清洁。 油样活门 安装板为不锈钢，安装板以安装板为不锈钢，安装板以 下浸在油中，安装板以上位下浸在油中，安装板以上位 于空气中。于空气中。 高压套管 牵引绕组套管牵引绕组套管 牵引绕组套管及低压套管 低压套管低压套管 包括牵引变压器原边绕组接地包括牵引变压器原边绕组接地 引线引出油箱；及辅助绕组引引线引出油箱；及辅助绕组引 出线，和控制绕组引出线出线，和控制绕组引出线 变压器油 （1 1）绝缘作用）绝缘作用：变压器油具有比空气高得多的绝缘：变压器油具有比空气高得多的绝缘 强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度， 而且还可免受潮气的侵蚀。而且还可免受潮气的侵蚀。 （2 2）散热作用）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。：变压器油的比热大，常用作冷却剂。 变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受 热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过热膨胀上升，通过油的上