关于动车组主变压器故障模式的分析

沈辉

摘要：动车本身零件多系统复杂，内部结构协调性强并且特殊等问题，动车的故障维修也就越来越严重。动车发展和应用是必然趋势，动车主变压器的故障对系统的运行影响很大，故障模式影响分析是可靠性分析的常用方法，以动车组主变压器为分析对象，按照功能对其组成部件进行分组，绘制功能框图说明主变压器内部能量、物质、信号的传递过程，逐一分析主变压器的故障模式、故障原因、故障影响及故障检测方法，因此本文介绍了动车集团公司主变压器，分析了主变压器的故障情况，讨论了主变压器故障的主要原因，分析了故障的影响。

关键词：动车组;主变压器;故障模式

一、车辆调压变压器

随着我国经济水平的迅速提高，高铁在我国得到了广泛的推广和应用。在实际的运行过程中，高铁具有稳定性强，运行速度快并且安全性高的优点。但是正式因为高铁运行速度比較快，所以一旦发生事故，相关工作人员必须要在短时间内采取有效的安全措施，才能确保高速铁路的安全运行。所以将安全保障系统应用在高速铁路电力分配系统中，可以全面有效地控制高速铁路的运行，以最大程度确保高速铁路在实际运行中的安全和稳定。传统电力系统存在设计效率低，配电混乱并且能耗大，浪费严重等缺点。由于电气设备设施安装位置不科学，对列车运行安全影响不大，电力控制系统落后，智能化程度低，列车空间相对狭小，各种控制设备配置不合理，对于运营运输和售后等工作要求都比较高，并且检测效率低，与此同时，调试和故障处理成本较低，且不断增加。CRH2车辆主变压器除了传统变压器的绕组和铁芯外，还包括冷却装置，动车系统的保护装置，对于发动机的测量模块和连接组件，具体结构如图所示。动车内部系统中的主变压器部件较多，其原理是高压电接收的电能通过插头传送到绕组和铁心，通过低压端将牵引变压器，主变压器的信号发送到模块，变压器和温度传感器，通过气体继电器等设备进行控制，实现主变压器的相关工作，主变压器的冷却方式采用油冷却，变压器的油流流向冷却回路，油热交换器冷却后进行空气冷却然后回到油箱，降低主变压器的温度，避免变压器过热引起的故障。

二、动车组主变压器故障模式分析

故障模式是车辆主变压器的主要故障模式，分为功能故障分析和潜在故障分析两种，功能性故障主要是主变压器或其部分发生故障，无法正常运行，导致主变压器功能下降或丧失。该功能故障主要有绕组短路，测量元件损坏等，等主变压器的潜在故障主要是指主变压器或部分功能无法实现，属于指示功能故障，通过监测和识别主变压器可能发生的故障状态，在主变压器中潜在的故障主要包括变压器的漏油和异常噪音等问题，甚至会出现裂纹和堵塞等情况，这些潜在故障不仅不会对主变压器的正常使用产生重大影响，甚至可以忽略其影响，但故障发生时间长，变压器就会出现问题，给变压器带来更大的问题，从潜在故障向功能性故障的转换直接影响主变压器的正常使用。变压器使用的冷却方式是油冷却导致变压器故障模式漏油，这可能与铸件本身质量不高有关，系统的密封性下降，出现焊接缺陷，漏油现象相对较少因此不会造成系统功能的失效，但如果这个问题长期得不到改善或变压器不及时注油，变压器可能无法达到过热或预期的油冷却效果，从而导致主变压器内的温度会在短时间内突然升高，绝缘层的热解会污染变压器内的油质，降低变压器的功能，降低列车速度。

三、动车组主变压器故障原因分析

动车组主变压器故障的主要原因是根据变压器的故障模式进行有针对性的分析，总体上有两种故障原因，包括直接原因和间接原因。由于电子设备和主变压器及其相关部件的物理或化学成分和状态的变化，动车的变压器发生绝缘老化问题，或者是由油污染等引起的变压器功能和潜在故障，后者主要是人为或环境因素造成的，可能导致主变压器故障，如供电线路故障或安装不合理，可能导致变压器间接故障。在车辆运行过程中，由于列车振动和摩擦引起的螺栓开裂和松动，可能导致主变压器故障。

四、故障检测方法分析

故障检测方法可为主变压器及其组成部件的维修与测试提供依据，一般分为事前检测与事后检测，对于潜在故障模式，应尽可能设计事前检测。目前主变压器仅在进行规定几级维修和平时库检时，对其进行不同程度的检查与维修，即事前检测，其他均等到发生故障后做事后检测。最典型的事前检测是定期检测主变压器油，通过分析油中溶解气体的成分、特征气体含量和变化趋势等，可判断主变压器是否存在内部潜在故障及故障的性质。主变压器的事后检测主要有保压试验、无损探伤、电气性能试验、动作性能试验、吊芯检查、功率及电流测试。等适用于主变压器的故障检测方法还可以分为目视检查、离机检査、原位测试等。组件渗漏油，干燥剂变色，零部件松动及翅片、滤网脏堵等通过目视检查即可发现故障位置及严重程度;绝缘损坏，压力释放阀工作异常，测量组件损坏等故障现场无法处理，只能进行离机检查;油泵、风机不工作、油流继电器损坏可采用原位测试的方法来检测故障。

五、结束语

现阶段动车组主变压器的故障模式多种多样，极大地影响了动车组的安全高效运行，因此为了提高变压器运行的可靠性，必须预防和解决变压器的相关故障，预防和控制变压器故障指望有帮助。

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