关于CRH5型车牵引变压器的切除原因及方法的讨论

韩健

摘 要：CRH5型动车组的重要组成部分包括牵引变压器，牵引变压器的工作状态直接影响动车组运行状态，本文主要思想为通过对牵引变压器结构、工作原理进行介绍，来开展CRH5型车牵引变压器的切除诊断研究，目的为以最快的速度找出牵引变压器的切除的原因和处理办法，以便更快速的解决牵引变压器的故障，保证车辆顺利行驶。

关键词：CRH5型车;牵引变压器;切除;原因;处理方法

1 牵引变压器的结构、工作原理

1.1 牵引变压器的结构

牵引变压器在结构上由一个单极一次绕组与6个次级绕组组成，可以支持该车在25KV，50Hz标称电压供电的线路上运行，并且把该电压转为6组1170V的单相工频交流电，提供给牵引变流器使用。牵引变压器的输入总功率为5261千伏安，六个副边绕组每个绕组的输出功率为877千伏安，可以工作在17.5KV-25KV之间，频率范围为49Hz-51Hz。CRH5型车设计上每列车安装2个牵引变压器，分别安装在3车和6车车下。其中安装在3车的变压器为第一个牵引单元供电，安装在6车变压器为第二个牵引单元供电。

1.2 牵引变压器的工作原理

牵引变压器主要负责将接触网的25000伏交流电转换成1770V交流电，供给牵引辅助变流器能量，牵引辅助变流器通过电压转换来实现列车牵引电机及其他中、低压负载的用电需求。牵引变压器的工作由两个互为冗余的本地控制单元本地控制单元进行控制和监控诊断，本地控制单元通过车辆总线与主控制单元进行数据传输，来保证牵引变压器的共正常工作。牵引变压器配置了完善的保护系统，如冷却系统、温检系统、油流检测、电流检测系统等，如果它的保护系统或其他高压系统发生异常，本地控制单元则会发出牵引变压器切除指令，以达到保护牵引变压器和车辆其他高压设备的目的。

2 牵引变压器切除原因和诊断方法

牵引变压器自动切除的因素很多，研究变压器切除的原因，系统对牵引变压器进行自切除基本有以下原因：

（1）冷却系统故障。冷却油、泵和风扇是牵引变压器主要组成。当主变压器正常工作时，控制单元会发出指令控制冷却泵将冷却油在油路中工作，同时冷却风扇也会启动在工作，实现牵引变压器的散热。如果冷却泵同时故障或油温超过60度时会导致冷却风扇不启动，牵引变压器自动切除;

（2）油检系统干涉;牵引变压器的油检系统分为油位检测和油流检测两个方面，牵引变压器内部配备有三个油位传感器和两个油流开关。当牵引变压器油位低或两个油流开关触点状态均不正常时，则会导致牵引变压器切除;

（3）温检系统干涉;牵引变压器的温检系统由四个油温传感器探头组成，两两一组，两组温度探头检测到的温度信号会对应的反馈给两个冗余的控制单元，同时控制温度探头;如果控制单元诊断出牵引变压器冷却油温度过高或四个温度探头全部故障时，则会导致牵引变压器切除;

（4）牵引变压器绝缘不良;变压器的寿命是由绝缘材料的寿命决定，变压器故障大多由绝缘损坏而造成，温湿度以及国电都会影响变压器绝缘性能。同时铁芯、铁芯叠片之间如果绝缘不良，绝缘材料损坏，绝缘油老化均造成绝缘故障。导致牵引变压器自切除;

（5）电流检测系统干涉;牵引变压器原边配备一个电流传感器TAP，采集牵引变压器原边电流，CLT经过特定的算法将TAP采集的电流模拟量转换成数字量形式的电流峰值和有效值，当电流峰值大于490A时，CLT会诊断变压器原边发生短路;当CLT检测到以上三种电流干涉或TAP传感器发生故障时，均会导致牵引变压器切除;

（6）高压系统设备故障;由于牵引变压器是高压系统的重要组成部分，当高压系统中的一些高压设备发生一些特定故障时，也会影响牵引变压器的运行。牵引辅助变流器发生出现问题时，网络系统会重新配置相应的高压接触器来断开此故障变流器与牵引变压器之间的连接，但是如果此高压接触器由于线路故障或机械故障原因没有完成断开操作时，网络则会诊断高压接触器断开失败，从而导致牵引变压器自动切除;

（7）过压阀干涉; 牵引变压器上具有一个过压阀，过压阀具有3个辅助触点，当油压正常时，辅助触点1断开，辅助触点2闭合，辅助触点3断开;当变压器油压大于0.8bar时，过压阀的行程开关会发生动作，从而将油喷出降低油压。当油压过大时，辅助触点1， 3会闭合，辅助触点2断开，导致牵引变压器切除。

（8）控制单元干涉;CLT是牵引變压器工作的控制单元，负责采集变压器冷却系统、油检系统、油流系统、油压系统的工作状态，同时与MPU进行通讯收集各个高压设备的工作状态，也会将变压器诊断信息传输给MPU记录。如果CLT发生硬件或通讯故障时，主变压器也会发生自动切除。

牵引变压器发生自切除，在故障中是很常见但很难判断其根源。可以通过以往经验、测量电压、更换部件、分析记录等方式来进行判断原因。以上的这些方式都会消耗很长时间，不利于维修和突发情况的处理，所以我们还是要继续研究能够快速查找牵引变压器发生自动切除原因，就能及时的解决牵引变压器的故障，对变压器的维修提供便利条件。

3 结论

本文对牵引变压器的结构分布、工作原理和工作条件进行简单介绍，着重的分析了系统发生自切除的原因和诊断方法。车辆运行的动力保障就是牵引电传动系统，动车组牵引变压器是电力牵引系统中电压等级变换和电源分配的重要设备，是高速动车组列车的核心部件，所以探讨牵引变压器自动切除的原因有利于提高诊断效率，并且更快递处理故障，同时这也是一个很好的研究课题，希望后续投入更大的力量更加深入的研究和探讨。

参考文献

[1]本社.变压器基础知识.机械工业出版社.

[2]李丹娜.电力变压器应用技术.中国电力出版社.

[3]郭清海.典型变压器故障案例与检测.中国电力出版社.