第八章 主变压器及平波电抗器 主变压器（又称为牵引变压器），是交-直流传动电力机车中的重要电器设备，用来将接触网上取得的单相工频交流25KV高压电降为机车各电路所需的电压。主变压器的工作原理与普通单相降压电力变压器基本相同，但由于其工作条件特殊，特别是为了满足机车调压、整流电路的特殊要求，故在主变压器的设计及结构型式上均有自身的特点。 平波电抗器是串接在电力机车主电路中的电感装置，用来减小整流电路中的电流脉动系数，以改善脉流牵引电动机的换向条件。 本章在讨论主变压器基本结构的基础上，结合国产SS系列电力机车实际，介绍典型主变压器的主要技术数据和结构特点，扼要说明平波电抗器的结构特点。 第一节 概 述 一、主变压器的特点 主变压器与电力机车其他部件相比较，其特点大致可归纳为： （1）绕组多 为满足机车调压及辅助设备用电的需要，主变压器除同侧高压绕组外，二次侧低压绕组有：牵引绕组、辅助绕组、励磁绕组及采暖绕组等多个绕组，有的绕组还有多个抽头。为保证各绕组之间耦合程度适当，有些绕组还需交叉布置，这就给绕组的绕制和装配带来一定的难度。 （2）电压波动范围大 我国干线电气化铁道接触网的额定电压为（）KV，即允许电网电压在 19-29KV范围内波动，这就要求主变压器的铁心和绕组绝缘结构设计应留有足够的裕量，磁路的磁通密度不能过高，以满足高网压下正常工作的要求。 （3）负载变化大 随着机车运行条件的变化，主变压器的负载变化范围很大，这就要求主变压器应能承受较大的负载变化，并具有一定的过载能力，以保证机车可靠运行。 （4）耐振动 机车运行中产生的冲击和振动将不可避免地传给主变压器，这就要求主变压器各部件应具有足够的机械强度，所有连接紧固件应有防松装置。 （5）对阻抗电压要求高 因主变压器二次侧绕组有较高的短路故障机率，故绕组抽头间的阻抗电压不能太小，以满足机车对调压整流电路和短路保护的要求。 （6）重量轻，体积小，用铜多 为满足机车总体布置及减轻自重的需要，主变压器与同容量的电力变压器相比，应具有较轻的重量和较小的体积。这就要求主变压器在设计上采用钢导线、高导磁率的冷轧电工钢片，强迫油循环冷却；工艺上采用真空干燥、真空注油等措施，来减轻重量和缩小体积。由于变压器绕组多、容量大、故用钢量特别多。通常，一般电力变压器的铜重与铁重之比为1：4左右；而主变压器一般为1：2，有的甚至达到1：1。用钢量多不但使主变压器造价高，而且还使冷却困难，冷却器庞大，这不利于变压器的轻量化。 二、主变压器的型号 国产SS系列电力机车上使用TBQ系列主变压器，其型号其意义为：“T”一“铁”路机车用；“B”一“变”压器；“Q”一“牵”引；数字为设计序号；“一”后为“容量（kV·A）/电压等级（kV）”。例如 SS4改型电力机车主变压器的型号为：TBQ8－4923/25型，即表示其容量为4923kV·A；电压为25 kV。 第二节 主变压器的基本结构 主变压器由器身、油箱、保护装置、冷却系统和出线装置等部件组成。图8-1所示为TBQ84923/25型主变压器结构图。 一、器 身 器身由铁心、绕组（线圈）、器身绝缘和引线装置等组成。 1．铁心 铁心的作用是构成变压器的闭合磁路，同时也是支撑绕组及引线装置的机械骨架。因此，要求铁心必须具有良好的导磁性能和足够的机械稳定性。 铁心由心柱、铁轭和夹紧装置组成。其中，套装绕组（线圈）的部分称心柱；联接心柱构成闭合磁路的部分称铁轭；夹紧装置用来夹紧心柱和铁轭，以构成坚实的整体，并借以支撑和压紧绕组，固定引线。为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，心柱和铁轭均采用高磁导率的冷轧电工钢片叠装而成。   图8-1 TBQ8型主变压器总图（单位：mm） 1-100蝶阀；2-波纹管；3-油流继电器；4-BJL-25/300套管；5-信号温度计；6-油样活门；7-下油箱；8-出线装置；9-吸湿器；10-上油箱；11-油位表；12-储油柜；13-主变压器铭牌；15-滤波电抗器铭牌；16-潜油泵；17-通风机；18-冷却柜；19-压力释放阀；20-50活门。 主变压器的铁心结构型式有心式和壳式两类。心式铁心通常为垂直放置，圆筒形的高、低压绕组同心地套装在心柱上，使绕组包围心柱[见图 7-2(a)]。为充分利用绕组内圆空间，心柱截面常为外接圆形的多级阶梯形；为使磁通在铁轭中分布均匀，铁轭截面最好与心柱截面相同，但为了使夹紧装置及绝缘零件等结构简化，铁轭截面一般都采用矩形或倒多级梯形。心式铁心结构简单、并具有绕组装配及绝缘处理比较容易，短路时绕组机械稳定性好等优点，因此是目前应用最广泛的结构形式。国产TBQ系列主变压器大多采用单相二柱式心式叠铁心，如图8-2所示。  图8-2 TBQ8型主变压器的单相二柱式心式叠铁心（单位：mm） 壳式铁心通常为卧放布置，它由电工钢片叠成“日”字形，铁心截面为矩形。高、低压绕组交错叠装在中间的一个心柱上，心柱通过旁轭构成闭合磁路，使铁心包围绕组，[见图7-2(b)]。这种结构具有机械强度高，能采用适形油箱、阻抗电压易满足各种需求等优点。但其制造复杂，铁心用材较多，故实际应用较少。目前在我国运用的干线电力机车中，只有从法国引进的6G型电力机车及国产SS7型电力机车的主变压器采用壳式铁心。 铁心的心柱和铁轭由剪切成条形的冷轧硅钢片叠装而成，因此在选择铁心叠积方式时，应充分考虑冷轧电工钢片的导磁性能具有方向性的特点，即顺着材料轧制方向的导磁性能最好，而垂直于轧制方向的导磁性能显著降低。为尽量避免磁通转向时垂直于轧制方向，冷轧电工钢片接缝宜采用45°斜接缝。但由于斜接缝叠片的剪切工艺装备比较复杂，故TBQ系列主变压器的铁心均采用半直半斜接缝。即电工钢片的4个接缝中，有二个是直接缝，有二个是斜接缝。这可显著减小空载损耗和空载电流。在铁心叠装过程中，叠片应按图8-2中Ⅰ、Ⅱ两种排列方式交错叠积，使叠装后相邻两层的接缝互相错开。为了提高工作效率通常对0.35mm厚电工钢片，采用每三片为一叠。 由电工钢片叠成的铁心必须用夹紧装置夹紧，使铁心层间紧密，防止铁心反复磁化时产生噪音，同时也使变压器器身在运输和运行中保持机械稳定。心柱采用环氧玻璃纤维粘带绑扎，绑扎后加热固化。铁轭的夹紧装置由上、下两组夹件、方铁和铁轭绝缘组成，夹件通过铁轭两边的方铁，借助穿心螺杆夹紧铁轭。为减少夹件和铁轭叠片中的涡流损耗，必须在夹件和铁轭、铁轭和方铁之间垫以绝缘纸板做成的夹件绝缘。夹件绝缘还可形成油道，以冷却铁轭。 为了防止变压器运行或试验时由于静电感应作用在铁心或其他金属构件上产生悬浮电位，造成对地放电，铁心及所有金属构件（除穿心螺杆外）都必须可靠接地。由于铁心叠片间的绝缘电阻较小，一片叠片接地即可认为所有叠片已接地。TBQ系列主变压铁心的接地点设在高压侧上夹件处，上铁轭与上夹件之间用导电片相连接，然后通过油箱盖或拉板等经油箱接地。 应当注意的是：整个铁心只允许有一点接地。如果有两点或两点以上接地时，则接地点之间可能形成闭合回路，当主磁通穿过此闭合回路时，就会在其中产生循环电流，造成铁心局部过热、邻近的绝缘件碳化、变压器油被分解等故障．这是不允许的。 2．绕组 绕组是主变压器最关键的部件，为了保证变压器安全可靠运行，变压器绕组必须具有足够的电气强度、耐热强度、机械强度和良好的散热条件，使变压器既能在额定工作条件下长期使用，又能经受住过渡过程中（如短路、雷击、操作等）产生的过电压、过电流以及相应的电磁力作用，不致发生绝缘击穿、过热、变形或损坏。 绕组是组成变压器绕组的基本单元，单相心式变压器的每个绕组都是由分别布置在两个 心柱上的两个绕组并联或串联而成。绕组由纸包扁（圆）铜线和绝缘件组成，绝缘件构成绕组的主绝缘的纵绝缘，使绕组固定在一定位置上，并形成冷却油道。 （1）绕组的结构形式 绕组的结构形式分为同心式和交迭式两种（见图7-2）。同心式绕组是将变压器的高、低压绕组绕成直径不同的圆筒形，套装在同一个铁心柱上。它具有结构简单、制造方便等特点，是最常用的一种绕组形式。按绕制方式不同，同心式绕组又分为圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式等基本形式。交迭式绕组都做成饼式绕组，高、低压绕组互相交错叠放，易于构成多条并联支路，主要用于壳式变压器和特种变压器（如电焊、电炉变压器）中。 变压器绕组根据容量大小、电压高低和使用条件的不同，选用不同的结构形式。主变压器中常用的同心式绕组有以下几种形式。 ①圆筒式绕组 圆筒式绕组又称层式绕组，是同心式绕组中最简单的一种形式。通常用单根或几根扁导线或圆导线绕制而成，同层线匝相互紧靠，沿绕组轴向排列，如图8-3(a)所示。圆筒式绕组分为单层、双层、多层3种。单层和双层绕组一般用作低压绕组。用1～6根导线直接在绕线模或绝缘纸筒上并连绕制；多层绕组用作高压绕组，层间用电缆纸及绝缘撑条隔开，构成轴向油道，以改善散热条件。圆筒式绕组绕制方便，但端部支撑的稳定性较差。  图8-3 同心式绕组 （a）圆筒式；（b）螺旋式；（c）连续式。 1-绝缘端圈；2-绝缘纸筒；3-绝缘撑条；4-绝缘垫块. ②螺旋式绕组 螺旋式绕组通常由沿绕组幅向重叠排列的多根扁导线并绕而成，每一线饼只有一匝，整个绕组象螺纹一样绕制下去，故称为螺旋式。匝间垫有绝缘垫块，形成径向油道，固定在绝缘纸筒上的撑条间构成轴向油道，如图8-3(b)所示。螺旋式绕组按并列绕制的线圈数目的不同，又有单列、双列和四列螺旋绕组之分。螺旋式绕组的机械强度高、冷却条件好，并联导线多，但匝数较少，常用作大电流的低压绕组。 螺旋式绕组由于并绕导线根数较多，内层和外层导线所处的磁场位置不同，导线长度也不相等，故每根导线的阻抗不等，致使并联导线中电流分布不均匀，绕组附加损耗增加而发热加剧。为此，在绕制过程中并绕导线间必须进行换位。  图8-4 并联导线的换位示意图 并绕导线的换位方法有标准换位。特殊换位及均匀交叉换位等几种，如图8-4所示。所谓“标准换位”就是通过换位把并绕导线的位置完全对称互换，如图8-5(a)所示。“特殊换位”则是把并绕导线等分成两组（或四组），把两组（或四组）导线间进行标准换位，而每组内导线相互位置不变，如图8-5(b)、(d)所示，“均匀交叉换位”通常用于双螺旋式绕组，它在并列的两列螺旋绕组之间进行，在每个换位处，将第一列螺旋的最上面一根导线移至第二列螺旋的最上面；同时将第二列螺旋的最下面一根导线移至第一列螺旋的最下面（上、下换位成交叉状），如图8-5(e)所示。这种换位方法的换位数等于两列螺旋并绕导线总数，换位位置均匀分布在绕组的不同位置上，通过全部换位依次将一列螺旋的导线换到另一列螺旋上，最后回到原来的位置。对于四螺旋式绕组可将相邻的两列螺旋看成一组双螺旋绕组，这样四螺旋绕组就可分成两组双螺旋绕组分别进行均匀交叉换位。  图8-5 并绕导线的换位 (a)标准换位；(b)2组特殊换位；(c)2组标准换位；(d)4组特殊换位；(e)均匀交叉换位。 ③连续式绕组 连续式绕组是由单根或多根（一般不超过4根）并联扁导线先沿绕组径向串联绕制数匝，构成一个线段（又称线饼），然后采用特殊的“翻线法”使绕制连续过渡到下一个线段，用这种方法绕制的若干个串联线段就成了连续式绕组，如图8-3(c)所示，相邻线段之间用绝缘垫块隔开，形成径向油道，撑条之间形成轴向油道。连续式绕组的绕制技术要求较高，且费工时，但它的机械强度高，冷却条件好，能在较大范围内适应容量和电压的要求，一般用于大容量变压器中作高压或中压绕组。 ④双饼式绕组 双饼式绕组的绕制方法与连续式绕组基本相似，它是以两个连续式线段为一组，组成一个双饼。各双饼绕组在套装到心柱上后，再根据需要把它们之间并联或串联焊接起来。因此，采用双饼式绕组可使绕组具有较多的抽头，一般用作特种变压器及壳式变压器的绕组。 绕组绕制完成后，需进行干燥、调整高度、整形压紧、出头包扎、浸渍绝缘漆等处理，以提高绕组的机械强度和绝缘强度，防止绕组在各工序传递过程中吸潮。 （2）绕组的绕向 绕组的线匝环绕方向称为绕向，绕组的绕向分为左绕向和右绕向两种，左绕向：指从起绕头由上往下看，若线匝环绕方向为逆时针方向，则为左绕向，如图8-6（a）所示。  图8-6 绕组的绕向 （a）左绕向；（b）右绕向 右绕向：指从起绕头由上往下看，若线匝环绕方向为顺时针方向，则为右绕向，如图8-6（b）所示。 判别绕组的绕向非常重要，绕组绕向不同，则绕组的极性也不相同，如果绕组绕向判别错误，那么绕组经过串联或并联之后，绕组间预期的电势极性关系必然也是错误的，不是电压输出不正确，就是绕组因短路而烧损。 （3）绕组的排列 绕组排列方式主要应从阻抗电压大小、出线方便程度及绝缘结构的合理性等方面综合考虑。对于同心式排列的三绕组变压器，一般将低压绕组靠近铁心柱布置，因它与铁心所需的绝缘距离较小，有利于缩小绕组尺寸；带有较多抽头的低压绕组布置在最外面，便于抽头的引出和连接；高压绕组位于两个低压绕组之间，形成低一高一低排列方式，以减少阻抗电压。图8-7所示为TBQ8－4923/25型主变压器的绕组布置和绝缘结构示意图。 3、器身绝缘和引线装置 油浸式变压器的内部绝缘分为主绝缘和纵绝缘两类，主绝缘是指绕组（或引线）对地及对其他绕组（或引线）之间的绝缘；纵绝缘则指同一绕组不同部位之间的绝缘。绝缘结构尺寸，特别是主绝缘尺寸将直接影响变压器的重量和外形尺寸，以及阻抗电压、损耗等性能数据。 对于同心式绕组的主绝缘广泛采用油隔板绝缘结构，TBQ系列主变压器的绕组与心柱、不同绕组之间的隔板为4~5mm厚的酚醛纸筒，绕组均匀绕在酚醛纸筒上，并且绕组与油箱、铁心以及不同绕组之间必须有足够的绝缘距离（油隙）。绕组不同部位间的纵绝缘为由垫块、撑条构成的轴向、径向油道组成。主变压器的器身绝缘结构除了要保证足够的绝缘强度外，还应满足绕组散热的要求。为此器身装配时，必须保证套装时3个绕组必须同心，高度一致，垫块要上下对齐，保证油路通畅。并且，套装最外层低压绕组前，必须先放好隔板组，让外层绕组压住隔板。隔板组的作用是让冷却油沿绕组之间和绕组与心柱之间的油道流动，以利绕组和铁心的散热。 应当指出，变压器的内部绝缘强度在很大程度上与器身的工艺处理有关，例如：固体绝缘材料被油浸透的程度；绝缘干燥程度；绝缘结构中存在空气的多少；器身的清洁度以及变压器油的净化脱气程度等。因此，主变压器的器身在组装完成后，应进行真空干燥处理。器身进油箱前要用干净的变压器油冲洗干净。 绕组引线均用裸铜排制成，引线与绕组出头的焊接采用电阻焊接。由于钢是加速变压器油氧化的催化剂，故引线表面要覆盖一层绝缘漆作保护层。所有绕组引线均通过引线支架固定在器身上。  图8-7 TBQ8－4923/25型主变压器的绕组布置和绝缘结构 1-压板；2-上铁轭绝缘；3-牵引绕组DY2；4-高压绕组GY1；5-牵引绕组DY3、励磁绕组DY5； 6-辅助绕组DY4；7-下铁轭垫块；8-隔板组；9-下铁轭垫块。 二、油 箱 油箱是油浸式主变压器的外壳，变压器的器身就放在充满变压器油的油箱内。对油箱的基本要求是： （1）在保证内部必要的绝缘距离条件下，尽可能减小体积，以节约用油； （2）应具有必要的真空强度，以便在检修时能利用油箱进行真空干燥； （3）油箱外部各种附件的布置应便于安装和维护。 变压器的器身放在充满变压器油的油箱中。由于主变压器与平波电抗器共用油箱，下油箱形状呈凸字形，大腔用于安装主变压器的器身，小腔用于安装平波电抗器。两腔之间设置一块铝板，用以隔磁。下油箱由钢板焊接而成。在油箱壁上焊有吊攀，用以起吊整台变压器，油箱壁上焊有安装板，安装板上有安装孔，用螺栓通过橡胶垫把变压器固定在车体上。箱壁四周焊有一些加强筋板。箱壁上装有压力释放阀，以便迅速排出箱内过高的压力。另外，在箱壁上还开有冷却系统的进出口管道，油冷却器就安装或固定在箱壁上。油箱上装有油管，用于接通油路。在油箱壁的下部装有50活门和一个油样活门，50活门用于注油、滤油和放油；油样活门用于取油样，以对变压器油进行化验。油箱壁上装有压力释放阀。箱底的钢板上设置多个定位钉，以对变压器、平波电抗器定位。箱底上设有放油塞，用于放净箱底残存的变压器油。箱壁多处开有长方形孔，上部的方孔是安装出线装置用的，下部的方孔是作为手孔用的，用于平波电抗器的底部安装。 上油箱的上部有箱沿，用以安装储油柜。在上油箱安装有信号温度计。箱盖上还装有各绕组引线用的各种绝缘套管，其中，牵引绕组的引线套管中通过的电流高达3000A左右。由于大电流穿过箱盖时，在套管安装孔周围会产生很强的交变磁通，从而在周围钢板内产生相当大的涡流，引起局部过热，因此在套管安装孔周围必须采取隔磁措施。TBQ系列主变压器的箱盖上套管孔旁边均开槽，并嵌焊不锈钢板1Cr18Ni19，如图8-8所示，这种不锈钢是低导磁材料，可使箱盖上的交变磁通显著减少，避免出现局部过热。  图8-8 套管安装处隔磁方式 1-箱盖板；2-非导磁钢板1Cr18Ni19；3-非导磁垫块1Cr18Ni19。 三、保护装置 变压器油是从石油中提炼出来的优质矿物油。在油浸式变压器中，变压器油既是一种绝缘介质，又是一种冷却介质。因此，对变压器油的要求是：介质绝缘强度高、粘度低、网点高、凝固点低、酸值低、灰粉等杂质及水分少。变压器油中只要含少量水分和杂质就会使绝缘强度大为降低（含 0.004%水分时，绝缘强度降低约50%）。此外，变压器油在较高温度下长期与空气中的氧接触时会逐渐老化，在油中生成不传热的悬浮物，堵塞油道，并使酸值增加，绝缘强度降低，这对变压器的安全运行是十分不利的。 为了减缓变压器油受潮或老化的程度，使油能较长久地保持良好状态，在TQ系列主变压器上专门设置了下列几种保护装置： 1．储油柜（油枕） 储油柜安装在箱盖的上方。主变压器的储油柜的容量应能满足在高温(+40℃)并在变压器持续运行时，油不溢出储油柜；在低温（-25℃）且变压器不工作时，储油柜中应有油。 2．油位表 储油柜侧壁设有玻璃管油位表，玻璃管中有一个空心红色玻璃球，用于指示油位。油位表旁标有环境温度，分别为+40℃、+20℃、-30℃时，且变压器为工作时储油柜内变压器油应具有的油位刻度。 3．吸湿器 TBQ系列主变压器均采用吊式吸湿器，其主体为一玻璃管，内盛1.5 kg用氯化钴浸渍过的变色硅胶作为吸湿剂，其下部罩内有变压器油作空气杂质过滤剂。空气经罩与座之间的间隙进出，使空气干净。变色硅胶在干燥时呈兰色，吸收潮气后呈粉红色。当玻璃管内有2/3的硅胶呈粉红色时，硅胶就应进行干燥处理或更换。 为了保证变压器油的质量，除设置上述油保护装置外，还必须注意：不同产地或不同牌号的变压器油通常不能混用，这是因为变压器油的牌号是以凝固点的温度值命名的，变压器油分10#、25#、45#，它们的凝固点分别为-10℃、-25℃、-45℃。不同牌号的变压器油混用后，对油的粘度、闪点、凝固点等都有一定影响，会加速油的老化。但在实际使用中又经常遇到变压器油的混用问题，其一般原则是：对不同来源的新油混合使用时，首先必须测量油的凝固点，若相近方可混合使用。对运行中的主变压器需要加油时，应根据加入量，按比例抽取混合油进行油样分析试验，以确定可否混用。， 4．信号温度计 信号温度计用来测量和监视主变压器上层油温。TBQ系列主变压器上均装有WTZ-288型信号温度计，它由测温筒（温包）、金属毛细管、弹簧管、刻度盘、指针及接触系统构成的一个密封系统，如图 8-9所示。  图 8-9 WTZ-288型信号温度计 1-测温筒；2-毛细管；3-刻度盘；4-支架；5-拉杆；6-扇形齿轮；7-小齿轮；8-游丝；9-弹簧管。 在密闭系统中充以氯甲烷或丙酮乙醚液体。测温筒安装在箱盖上的度计座内。当变压器上层油温升高时，测温筒内液体温度也随之升高而气化、体积膨胀，压力增加，并沿着金属毛细管传到压力计中，使弹簧管受压变形，通过传动机构带动指针偏转，指示出上层油温数值。 该温度计还有电接点，刻度盘上电接点的限值指针可用专用钥匙将指针定在所需的温度刻度上，当带有动触点的温度计指针随油温的升高，达到限值指针位置时，接点接通电路、发出警告信号。 5．油流继电器 油流继电器用来监视变压器油循环状态是否正常。图8-10所示为YJ-100-A型油流继电器原理示意图。当油流正常时，变压器油进入探头，靠油的流动压力作用于微动开关，推动触头使常闭触头打开，给出一个油流正常的信号，同时指针偏转55°，显示正常。  图8-10 YJ-100-A型油流继电器原理示意图 图8-11 YSF-70/25J型压力释放阀 1-动板；2-油联管；3-密封环；4、5-磁钢； 1-防雨帽；2-调压螺母；3-上罩；4-内、外弹簧；5-标志杆； 6-电气部分；7-指针；8-壁。 6-阀盖；7-上封环；8-侧封环；9-阀座；10-下封环。 6．压力释放阀 压力释放阀装在油箱壁上。变压器在运行中，因外电路或变压器内部有故障，出现很大的短路电流时，过高的热量使变压器油迅速气化，变压器内部压力升高。在压力升高到 70kP时，压力释放阀口在2ms内迅速打开，排出的气体和油流沿管路排到车下。当恢复正常时，阀口关闭。图8-11所示为YSF-70/25J型压力释放阀。 四、冷却系统 主变压器运行中产生的所有损耗将转变为热能，使各部件的温度升高，当主变压器温升超过规定的限值，将使绝缘损坏，直接影响主变压器的使用寿命（20～30年）。因此，主变压器必须具有相应的散热能力。  图 8-12 冷却系统示意图 1-主变压器器身；2-下油箱；3-上油箱；4-滤波电抗器；5-储油柜； 6-潜油泵；7-100蝶阀；8-油流继电器；9-通风机；10-冷却柜；11-平波电抗器。 TBQ系列主变压器在保证内部散热能力良好的同时，其外部冷却采用了强迫导向油循环风冷式冷却系统，该系统分油路和风路两部分，图 8-12所示为 TBQ8－4923/25型主变压器冷却系统示意图。冷却系统的油路为：热油从油箱上部出油口抽出进人潜油泵的进油口，经冷却器冷却后，打人油箱底部。冷油先冷却主变压器的铁心、绕组，然后冷却平波电抗器的绕组、铁心。此后冷油进人上油箱，再冷却4台滤波电抗器后进人潜油泵的进油口，反复循环。 在平波电抗器腔内，设置多处隔板，使油流按图示路径流动，此方式即为强迫导向油循环方式。在铝冷却器进、出油口及潜油泵进口皆装有由不锈钢制成的波纹管。 五、出线装置 主变压器各绕组的引线从油箱内引至油箱外时，必须采用出线装置，以便使带电的导线与接地的油箱绝缘。TBQ系列主变压器的出线装置多数采用复合瓷绝缘套管，常用的绝缘套管 如图8-13所示的4种。绝缘套管型号中符号的意义是：B一变压器用；F—复合瓷绝缘式；L一穿缆式；J一加强绝缘；横线后面的分子表示额定电压值（单位：kV）；分母表示额定电流（单位：A）。  图8-13 绝缘瓷套管 (a)BLJ-25/300型穿缆式套管；(b)BF-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-接线头；2-圆螺母；3-衬垫；4-磁盖；5-封环；6-上磁套；7-密封垫圈；8-纸垫圈；9-下磁套；10-导电杆；11-纸垫圈；12-磁套；13-衬垫；14-压钉；15-电缆；16-放气塞。 绝缘套管的结构取决于电压等级和额定电流的大小。TBQ系列主变压器的高压绕组A端子常采用图8-13(a)所示的25kV级的穿缆式套管。该套管装在箱盖的升高座上，为了排除油箱中集存的空气，设有专门的放气塞；牵引绕组端子常采用图8-13(b)所示的6kV级绝缘套管；其余的绕组端子则采用图8-13(b)、(c)所示的1kV级绝缘套管。 第三节 典型主变压器的结构特点 TBQ系列主变压器为国产SS系列电力机车配套的主变压器，由于各型机车的功率、调压方式及总体布置的不同，各型主变压器的具体结构型式、技术数据也有所不同。特别是为适应不同的机车调压电路的需要，主变压器的绕组结构、布置及连接方式会有较大的差别。 一、TBQ8—4923/25型主变压器 TBQ8—4923/25型（简称TBQ8型）主变压器是用于SS4改型电力机车上的主变压器，其外形结构如图8-1所示，主要技术数据见表8-1。  TBQ8型主变压器各主要部件的结构特点如下： 1．铁心 铁心为单相二柱式叠铁心（见图 8-2），采用 0-0.35mm厚 DQ151-35晶粒取向冷轧电工钢片叠装而成，由于该电工钢片表面覆有一层薄的氧化膜，有一定的绝缘作用，所以表面不涂漆。电工钢片的叠积按图8-2中 Ⅰ、Ⅱ方式交替进行。心柱截面为10级阶梯形。心柱采用环氧玻璃粘带绑扎，每柱7道，为使接缝处平整，降低铁心噪音，在心柱最外级有4块6 mm厚的环氧玻璃布板做成的撑条；上、下铁轭采用夹件夹紧。 2．绕组 TBQ8型主变压器的绕组有：高压绕组、牵引绕组、辅助绕组和励磁绕组等4种，如图8-14所示。  图8-14 TBQ8—4923/25主变压器电气原理图 高压绕组由布置在两个心柱（靠近高压绕组Ａ端的称为A柱，另一个称为X柱）上的两个连续式绕组并联而成。高压绕组总匝数为 1438匝，其中 A柱绕组为左绕向，X柱绕组为右绕向，两柱绕组并联，引线端子号为 A、X，额定电压为25kV。 由于SS4改型电力机车主电路采用不等分三段桥，牵引绕组分为与之对应的二部分。一部分用于大桥，其电压为牵引回路额定电压的1/2。另一部分带中点抽头，其总电压也等于牵引回路额定电压的1/2。前者位于高压绕组的右侧，后者位于高压绕组的左侧。这样，从铁心柱开始，最靠近铁心柱的是辅助绕组DY4，其外侧是用于小桥的带中点抽头的牵引绕组DY2，再往外是高压绕组GY1，最外侧是用于大桥的牵引绕组DY3，用于励磁的励磁绕组DY5位于 DY3的中部。牵引绕组DY2的匝数为20+20=40匝（有中间抽头），牵引绕组DY3的匝数也等于40匝（无中间抽头），DY2的电压为 347.7+347.7＝695.4 V，DY3的电压也等于695.4V。 牵引绕组DY2绕成双螺旋式。这是因为它用于小桥的带中点抽头的缘故。主变压器有 两个牵引绕组DY2，它们分别布置在二个心柱（A柱，X柱）上，相互在电气上不连接。每列螺旋由8根导线并绕。每列螺旋在绕组高度的1/2处分别进行一次标准换位，在1/4处及3/4处分别进行特殊换位。 位于最外侧的牵引绕组 DY3绕成单螺旋。主变压器有两个牵弓绕绕组 DY3，分别绕在二个心柱上，相互在电气上不连接。牵引绕组DY3被励磁绕组隔开成上、下两部分，每部分皆进行一次标准换位和二次特殊换位。 这样，在A心柱和X心柱上各有一个高压绕组GY1，一个牵引绕组DY2及一个牵引绕组DY3。在电气上，除高压绕组是并联外，其他牵引绕组皆不并联，不串联，而分别向二个转向架的牵引电机供电。两个心柱上的牵引绕组之间耦合很松，彼此相互影响很小。这就允许它们通过的电流有较大的差异。此性能可用于轴重电气补偿。例如，当机车牵引时，需后轴加载（加电流），前轴减载（减电流）时，变压器仍能正常工作。这种结构，变压器行业称之为径向分裂，这样的变压器也可被称为分裂变压器。 紧靠铁心柱的辅助绕组DY4由6根导线并绕成单层圆筒式。主变压器有两个辅助绕组DY4，每心柱一个，相互串联。辅助绕组共有23匝，在13匝处有抽头。额定电压为399.86V，抽头电压为226V。 在牵引绕组DY3的中部有励磁绕组DY5。主变压器有两个励磁绕组DY5，它们相互串联。励磁绕组绕成双饼式，由4根导线并绕而成。 3．油箱 TBQ8型主变压器的油箱见图 8-9。箱底用10mm厚钢板制成，上面焊有用来限制器身移动的4个定位钉，并设有放油塞。箱壁长边用 8mm、短边用6mm厚钢板焊接而成，为防止变形，四周焊有一些加强筋板。箱壁上焊有吊攀、冷却器安装座、50活门、油样活门及接地螺栓等附件；箱壁两侧焊有两块 14mm厚的安装板，安装板上共有 16个长孔，用M24的螺栓把变压器固定在车体上。箱壁上开有多处用于安装出线装置和作为手孔的长方形孔。 上油箱由钢板制成，其内腔用作安装4台滤波电抗器。上油箱和下油箱的箱沿间垫有直径为20mm的耐油圆橡胶密封圈，四周用 73个 M16螺栓紧固，以防漏油。上油箱上安装有储油柜和1个WTZ－288型信号温度计。 4．冷却系统 TBQ8型主变压器采用独立的强迫导向油循环风冷却系统（见图8-12）。系统中设置有STD-1型铝冷却器，为全铝合金板翅式结构，经硬钎焊的冷却器心刚度高，强度好，能承受700kPa的压力。 5．保护装置 主变压器油箱内充满国产25＃变压器油。为了防止变压器油迅速老化和受潮，专门设置了储油柜、吸湿器、净油器等保护装置。 6．出线装置（套管） TBQ8型主变压器的出线装置采用两种套管：A-BJL-25/300型一个；X-BF-1/300，一个。以上两种套管，是以电瓷件为绝缘件的。此外，TBQ8型主变压器还采用多种以胶木板为绝缘件的出线装置。以接线头个数区分，可分为二联、三联、四联、五联等。 二、TBQ9-5816/25型主变压器 TBQ9-5816/25型（简称TBQ9型）主变压器是用于SS8型电力机车上的主变压器。该主变压器是一体化变压器，除主变压器外，还有平波电抗器，它们装在一个油箱里，共用一个冷却系统。TBQ9型主变压器属分裂变压器（径向分裂），接线原理图如图8-15所示。  图8-15 TBQ9-5816/25型主变压器接线原理图 TBQ9型主变压器由下油箱、上油箱、器身、油保护装置、冷却系统及其他附属装置等组成。其中，器身由铁心、绕组、绝缘件组成。油保护装置由储油柜、油位表、吸湿器、信号温度计、油流继电器、压力释放阀等组成。 下油箱的左部放置变压器器身，右部放置平波电抗器。储油柜安装在上油箱的上方。高压绕组的高压端子（A）及采暖绕组的4个端子(ａ7，x7，a8，x8)安装在上油箱上，其余端子都安装在下油箱的油箱壁上。在油箱的右侧有通风机、冷却柜等。 1．铁心 主变压器的铁心为心式结构。采用性能优良的冷轧电工钢片，牌号为DQI51-35。心柱截面采用11级阶梯状断面，铁扼采用“T”形断面（可缩小高度）。铁心用夹件夹紧，夹件与电工钢片之间有夹件油道，以作绝缘和冷却油流路径。由于采用强迫导向油循环冷却方式，下夹件除用作夹紧铁心外，还具有集 油箱的功能。从油冷却器出来的油（已被冷却）通过油管进人下夹件汇合，然后流向绕组。 2．绕组 TBQ9型主变压器有高压绕组、牵引绕组、辅助绕组、励磁绕组和采暖绕组等5种绕组。由于SS8型电力机车主电路采用不等分三段桥，牵引绕组分成二部分：一部分用于大桥，其电压为牵引回路额定电压的1/2，另一部分带中点抽头．其总电压也等于牵引回路额定电压的1/2。前者位于高压绕组的左侧，后者位于高压绕组的右侧，绕组排列如图8-16所示。  图8-16 BQ9型主变压器绕组排列图 1-高压绕组；2-牵引绕组（大桥用）；3-牵引绕组（小桥用）； 4-辅助绕组；5-励磁绕组；6-采暖绕组。 由图8-16可见，在X柱，最靠近铁心的是励磁绕组5，其外恻是牵引绕组2（大桥用）和高压绕组1，最外侧是牵引绕组3（小桥用）、辅助绕组4、采暖绕组6。 高压绕组GY1绕成连续式。主变压器有2个高压绕组，分别布置在A柱和X柱上，2个高压绕组并联。高压绕组由单根导线绕成，匝数为1092，额定电压为25kV。 牵引绕组DY2（大桥用）绕成双螺旋式，各用6根导线叠绕。两列螺旋并联，共30匝，总电压为 686.8V。每列螺旋的换位均采用一次标准换位，两次特殊换位。主变压器有两个牵引绕组DY2，分别布置在X柱和A柱上，两者之间在电气上是不联接的。 牵引绕组DY3（小桥用）绕成双饼式，该绕组也是30匝，总电压也为686.8V。但在15匝处有抽头，抽头电压为343.4V。两个牵引绕组 DY3分别布置在 X柱和A柱上，两者之间在电气上是不联接的。 辅助绕组DY4绕在牵引绕组DY3的上部和下部，为双饼式绕组，两柱串联。总匝数17匝，电压为 387V，在 10匝处有抽头，抽头电压为229V。 采暖绕组DY6绕在牵引绕组DY3的上部、中部和下部，亦为饼式绕组。匝数为66匝，电压为1511V。变压器有两个采暖绕组，分别布置在X柱和A柱上。这两个采暖绕组之间在电气上是不联接的。 励磁绕组DY5安装在 X柱上（A柱无）。为单层圆筒式绕组。绕4匝，电压为88.9V。 3．油箱 TBQ9型主变压器的油箱结构与 TBQ8型基本相同，不同点在于：油箱壁上所焊两块安装板为 12mm厚，其上共有 18个长孔，用 M24的螺栓和橡胶垫把变压器固定在车体上。在油箱壁的下部装有50活门和油样活门。油箱壁的上部装有压力释放阀。箱底的钢板上设置多个定位钉，以作变压器器身、平波电抗器定位用。箱底上设有放油塞。箱壁多处开有长方形孔用以安装出线装置和固定主变压器器身及平波电抗器下部。油箱壁厚度为6mm。 上油箱采用钢板焊接而成。高压绕组的高压端子（A）及采暖绕组端子(a7，x7，a8，x8)安装在上油箱的箱盖板上。上油箱与下油箱的箱沿间有直径为 20mm的耐油橡胶密封圈。上油箱上有两个支架、用以安装储油柜。潜油泵亦安装在上油箱上。 4．油保护装置 TBQ9型主变压器设有储油柜、油位表、硅胶吸湿器、WTZ-288型信号温度计、YJ-100-A型油流继电器、YSF-70/25J型压力释放阀，与TBQ8型相同。 5．冷却系统 TBQ9型主变压器冷却系统如图8-17所示。 （1）油路 热油由油箱顶部（平波电抗器上方）被抽出，进人潜油泵7的进油口。经潜油泵加压后，通过油流继电器8进人冷却柜9，热油在冷却柜内被吹风冷却；从冷却相出来的冷油沿油道进人主变压器下部的集油箱，冷却主变压器的铁心、绕组；此后，油流顺着油道进人平波电抗器1，最后油流回到油箱的顶部，如此循环。  图8-17 TBQ9型主变压器的冷却系统示意图 平波电抗器；2-下油箱；3-主变压器器身；4-屏幕板；5-油道隔板； 6-蝶阀；7-潜油泵；8-油流继电器；9-冷却柜；10-过渡风道；11-通风机。 （2）风路 冷风从车体内吸入，经过通风机进人冷却柜；在冷却柜内的铝冷却器中，冷风和热变压器油进行热交换，热油被冷却后再进人油箱冷却绕组和铁心，而冷风则被加热，向下排向大气。 与SS4改型电力机车所使用的STD-1型铝冷却器相比，SS8型电力机车用的STD-2型铝冷却器在外形尺寸、安装尺寸、接口尺寸上皆相同，性能基本一样。STD-2型实际油阻低（约比STD-1型低1/3），结构较合理。两种铝冷却器安装是可以互换的，但油管及油管支架不同。 6．套管（出线装置） TBQ9型主变压器采用 3种套管：ABJL-25/300，1个，用于高压绕组高压端子；XBF-1/300，1个，用于高压绕组低压（接地）端子；XBF-3/300，4个，用于采暖绕组端子。以上3种套管都是以电瓷件为绝缘件的。此外，TBQ9型主变压器还采用多种以胶木板为绝缘件的二联、三联、四联、五联等出线装置。 第五节 平波电抗器 一、概 述 平波电抗器是串接在牵引电动机回路中的电感装置，可用来减小整流电流的脉动，以改善牵引电动机的换回和限制过高的温升，对于采用不可控单相全波整流电路的电力机车，其电流脉动系数Ki可用下式近似求出：  （8-1） 式中 Ｕdo——空载时的整流电压，Udo=0.9Uz； ——角频率，； Ld——牵引电动机回路的总电感量（主要是平波电抗器的电感量）； Id——流过平波电抗器的平均电流。  图8-18 平波电抗器的电感电流特性 从牵引电动机安全换向角度考虑，希望电流脉动系数小，并且在牵引电动机负载范围内尽量保持不变。实际上过分压低电流脉动系数并不可取，因为Ｋi值过低，要求平波电抗器的电感量大，会使平波电抗器的体积和重量增加；同时主变压器绕组中电流的高次谐波成分增加，而增加对附近地区通讯线路的干扰。一般要求电流脉动系数Ki值在25%～30%范围内；额定于况下，Ki约为28%。由式(8-1)可见，为使电流脉动系数在负载范围内保持不变，则要求平波电抗器的电感一电流特性曲线在工作范围内为一条双曲线，如图8-18所示。即平波电抗器电感量L与流过平波电抗器的整流电流平均值Id的大小成反比。但实际的平波电抗器电感——电流特性与双曲线有一定出人，故实际的Ki值在一定范围内变化。通常，为使平波电抗器在大电流下仍具有一定数量的电感，要求其磁路具有较大的气隙，以便在磁路高饱和时，磁化曲线仍具有较大的斜率。这样，在小电流下工作时，电感量比要求值小很多，故电流脉动系数可能超过30%。 二、平波电抗器的结构 TXP系列平波电抗器为国产SS系列电力机车配套的平波电抗器。SS4改型电力机车上采用 TXP7型平波电抗器，SS8型电力机车上采用 TXP8型平波电抗器。SS4改型及SS8型电力机车的每节车内装有一台平波电抗器，它的4组电抗绕组分别串入4台牵引电动机电路中。  图8-19 TXP7型平波电抗器 1-铁心组；2-引线；3-绕组；4-油道隔板组；5-压钉螺栓；6-挡油圈；7-垫脚绝缘。 1．TXP7型平波电抗器的结构 TXP7型平波电抗器由铁心组装、绕组、引线、油道隔板组等4部分组成，如图8-19所示。 TXP7型平波电抗器为带气隙的铁心式平波电抗器，有气隙是为了有效地改善牵引电机的换向，要求脉动系数在很宽的负载范围内基本保持不变，因此平波电抗器的电感电流特性曲线在其工作范围内近似一条双曲线。根据具有气隙磁路的特点，只要合理选择气隙长度是能满足这一要求的。所以，机车上的平波电抗器不仅工作在脉流工况，而且要求电感值随负载变化而变化。因此在动力牵引的IEC标准上，称平波电抗器的电感为脉流电感，也可称为摆动电感。 （1）铁心组装 铁心构成平波电抗器的磁路，铁心组装情况如图8-20所示。 除图中所示零部件外，还有夹件绝缘、压梁绝缘、夹板绝缘、压钉螺栓、接地片等。 铁心采用0.5mm厚的电工钢片叠成，电工钢片牌号为DW470-50。这种电工钢片为晶粒无取向冷轧电工钢片，表面有涂层，但不很牢固。在冲剪、运输过程中要小心，不要碰破涂层。该种电工钢片表面波浪小，叠片系数可达0.96。  图8-20 平波电抗器铁心组装 1-铁心；2-散热器侧上夹件；3-变压器侧上夹件；4-散热器侧下夹件； 5-变压器侧下夹件；6-上压梁；7-下压梁；8-拉螺杆；9-气隙垫块；10-穿心螺杆。 值得注意的是，平波电抗器一般不能采用晶粒取向冷轧电工钢片。在额定工况下，平波电抗器铁心在交、直流同时励磁时，磁通密度已达饱和（因为受尺寸和重量限制，磁通密度取得很高），若采用晶粒取向冷轧电工钢片，会造成电感量过低，使脉流系数超过30%。而无取向冷轧电工钢片虽然起始饱和磁通密度并不高，但高饱和时，它的磁化曲线仍具有较大的斜率，因而在高饱和工况下尚有较大的脉流电感。 平波电抗器铁心柱截面近似圆形。铁心柱的中间部分做成分段的，每柱有若干段铁心饼。 铁轭截面为矩形，铁轭截面大于心柱截面，这是对矩形铁轭截面的一般要求。在铁轭和铁心饼之间以及铁心饼与铁心饼之间，均安置有气隙垫块，气隙垫块的材料为环氧玻璃布板。 铁心中的磁通在通过气隙时，一部分垂直穿过，另一部分则由气隙外面绕行而过，后者称绕行磁通，如图8-21所示。气隙越大，绕行磁通越多，绕行磁通垂直穿过电工钢片边缘时，会产生较大的涡流损耗和噪音。气隙分段后，每段气隙相对减小，绕行磁通相应减少，产生的涡流损耗及噪音就显著减少。  图8-21 通过气隙的磁通 气隙分段布置对平波电抗器电感特性有影响，因此，必须使心柱气隙排放在绕组高度以内，至少低于绕组两个端面10mm。这样可以减少散磁通，使电感计算较为准确。 在结构设计、施工生产、故障检修时，要注意防止平波电抗器的铁心短路。磁短路会使平波电抗器气隙失去作用，从而使平波电抗器不能运行。在垂直方向，上、下铁轭与分段铁心之间由两心柱处4根M22的不锈钢拉螺杆拉紧。在TXP7型平波电抗器上，在铁心窗口中间增设了两根M30的不锈钢拉螺杆。所选不锈钢均为非导磁不锈钢，这样可避免由于拉螺杆所造成的磁短路问题。 上、下铁轭采用穿心螺杆拉紧夹件夹紧；铁心饼采用穿心螺杆拉紧夹板绝缘夹紧。夹件与电工钢片、穿心螺杆与电工钢片、穿心螺杆之间都有绝缘措施，以避免铁心的短路故障。 拉螺杆和穿心螺杆安装在铁心上时，应使它们彼此之间不构成巨回路。例如拉螺杆，可在拉螺杆一端用绝缘套管隔断电回路；再如，穿心螺杆所拉紧的夹板绝缘本身就起到了隔断电回路的作用。匝回路会使螺杆发热、损耗增大、绝缘老化烧损，最终导致铁心短路。 要认真对待平波电抗器铁心接地问题，接地片的设置也要注意方法，否则亦会造成铁心的短路故障。为了防止在试验或运行中由于静电感应作用使铁心及各金属零部件间产生悬浮电位而导致局部放电，平波电抗器的铁心必须确保一点可靠接地，接地片的设置就是为了确保铁心一点接地的。 铁心垫脚上的定位孔和油箱底的定位钉之间不可避免地存在间隙，平波电抗器在机车运行时也就不可避免地产生相对位移。同时，平波电抗器采用带气隙的分段铁心结构，较高的平波电抗器其稳定性也就相对较低，“摇身”现象必须予以重视。为了防止平波电抗器的“移动”和“摇动”，要求对平波电抗器的上下都进行固定。平波电抗器的上部通过上夹件与油箱的3个壁进行固定，下部通过下夹件的两端与油箱的两个壁进行固定。为了便于操作，在油箱的下部开有手孔。 TXP7型平波电抗器为降低铁心装配后的总高度，上、下铁轭开了原铁心的上。下两表面均开有油槽，心往铁饼的高度为60mm。 （2）绕组 平波电抗器的每个铁心柱上套有一个绕组。每个绕组由4组构成，两铁心柱上相同位置的各组线圈通过联线彼此井联，构成４组电感线圈。每组电感线圈和一台牵引电动机串联。 四组电感线圈从上到下按C4Y4、C2Y2、C3Y3、C1Y1排列（即按 4、2、3、1排列），对应机车主电路中的4M、2M、3M、1M号电机。 4组电感线圈共铁心（磁路）布置的设计方式比起4组电感线圈设计成独立的4个电抗器而言，可以节省空间尺寸和重量。但小电流时，4组电感线圈的电感值略有差异，上、下两个电感线圈的电感值稍大，中间两个电感线圈的电感值则稍小。设计时，适当加大绕组电感，以使牵引电动机电流的脉动系数都在允许的范围之内。当故障运行时，例如切除一个转向架上的两台电机，初始电感降低，但牵引电动机在额定电流运行时，由于磁势减少一半，使磁路不饱和，从而使额定电流下的电感变化不大。 绕组采用连续式，两铁心柱上的绕组绕制方向相反。 绕组绕制在附有8根撑条的绝缘筒上。撑条用电工绝缘纸板加工制成，用以构成油道，加强绕组的散热。绝缘筒用酚醛纸筒制成。 同一铁心柱上的４组绕组彼此间有 10mm的油道。 绕组要经过浸漆处理，一般浸1032醇酸树脂漆。绕组浸漆可以增加机械强度，但是降低了耐电强度和散热能力。由于平波电抗器额定电流较大，而电压等级并不太高，因此通过浸漆可进一步获取抗短路能力和过载能力。 （3）引线 在平波电抗器绕组外部，连接绕组各引出端和油箱上出线端子的导线称为引线。引线将电感线圈串接在电机回路。 对引线有3个要求：电气性能、机械强度和温升。引线在尽量减小器身尺寸的前提下，应保证足够的电气强度；为承受运行的颠簸、长期运行的振动和短路电动力的冲击，应具有足够的机械强度；对长期运行的温升，短路时的温升和大电流引线的局部温升，不应超过规定的限值。 引线的常见形式有棵圆线、纸包圆线、裸母线排、电缆和铜管等。TXP7型平波电抗器的引线采用裸母线排，由绕组两侧出线的方式。 绕组出线通过钎焊焊在铜排上，铜排将绕组出线引到油箱的出线装置处，铜排与出线装置之间再通过软编织线（或接线片）连接。 将两铁心柱上同位置的绕组并联成为一组电感线圈的纸包导线称之为联接线，如图8-22所示。 TXP7型平波电抗器的铜排和油箱出线装置之间的连接采用软编织线结构。 （4）油道隔板组 如果平波电抗器仅用强迫油循环风冷（OFAF），那么循环的油基本上在器身与箱壁之间通过，仅有很小的一部分通过绕组内部，其原因为油箱壁与器身之间的油流阻力比绕组内部的油流阻力小得多。由于绕组内部的循环油以自然对流为主，因此邻近上部绕组的油温明显地比油箱中的上层油温高出10℃以上。  图8-22 平波电抗器引线联接图 采用强迫导向油循环风冷方式是改善平波电抗器内部冷却，提高容量负荷能力的一种有效措施。这种冷却方式的优点是采用结构方面的措施，使从冷却装置来的油进人油箱后，强迫它通过绕组和铁心的冷却油道。 TXP7型平波电抗器设有绕组上部的上隔板，绕组前部的前隔板，绕组两侧的弯隔板和绕组下部的下隔板，油流导向措施较好，冷却效果也比较理想。 2．TXP8型平波电抗器的结构特点 TXP8型平波电抗器充分吸收了TXP7型的优点，铁心结构为单相二柱分段式叠铁心，其结构尺寸略有不同。铁心柱的中间部分是分段的，每柱有12段铁心饼，有13个气隙，最上和最下的气隙为 14mm，其余为16mm气隙。两铁心往气隙总长为408mm。每个铁心柱上套有一个绕组。每个绕组由4组电感绕组构成。每组电感绕组和一台牵引电动机串联。同一铁心柱上的 4组电感绕组彼此间有 10mm的油道。每组的线段之间的油道高为4.5mm。两柱绕组之间的间隙为15mm，间隙间有一根长撑条，以保证两绕组间的绝缘距离。长撑条同时起着油流导向作用。绕组出线通过钎焊焊在铜排上，铜排将绕组出线引到油箱的出线装置处，铜排与出线装置之间通过软编织线连接。 应当指出，平波电抗器的组装是否严格按照规定工艺要求进行，对平波电抗器的质量起着重要作用。其中，特别应注意压紧分段铁心，否则会出现过大的噪音。当噪音过大时，应先松开压紧绕组的压钉，拧紧４根黄铜拉螺杆后、再拧紧压钉。 小 结 主变压器是用于交流电力机车上的特种单相降压变压器。为满足机车牵引的特殊需要，与普通单相电力变压器相比较，主变压器具有绕组多、耐振动、阻抗电压要求高、体积和重量相对较小，且能在规定的电压波动及负载变化范围内可靠工作等特点。 主变压器的工作原理与普通电力变压器相同。其结构由器身、油箱。冷却系统、保护装置及出线装置等5部分组成。 器身由铁心、绕组、器身绝缘和引线等组成，是变压器的核心部件。铁心采用单相二柱式心式结构，它由导磁性能优良的冷轧电工钢片按规定的叠积方式叠装而成，心柱用环氧玻璃粘带绑扎，上、下铁轭用两组夹件紧固。主变压器的绕组是由分别布置在两个心柱上的同心式绕组并联或串联而成。常用的同心式绕组有：圆筒式（层式）、螺旋式、连续式、双饼式等４种基本形式。根据绕组的容量大小、电压高低和使用条件的不同，TBQ系列主变压器的高压绕组均采用连续式绕组；牵引绕组多数采用螺旋式绕组；辅助、励磁绕组则可在双饼式、圆筒式、螺旋式绕组中任选一种。 器身绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。通常绕组对地及不同绕组的绕组之间的主绝缘采 用油隔板绝缘结构；同1个绕组的线段之间或层间的纵绝缘采用由垫块和撑条组成的轴向和径向油道绝缘。 器身放置在充满变压器油的油箱内。为加强主变压器的散热能力，均采用强迫油循环风冷式冷却系统。为了防止变压器油的迅速老化以及监视油循环系统的工作状态，TBQ系列主变压器上设置了储油柜、吸湿器、净油器、油流继电器、压力释放间及信号温度计等保护装置。 TBQ8、TBQ9型主变压器的油箱、冷却系统、保护装置的结构大体相同，它们的主要区别在于绕组的组成不同。为满足机车轴重电气补偿的要求，由两个四螺旋绕组组成的牵引绕组被分裂成磁耦合较疏的两组，各自与相应的半控桥整流电路组成独立的供电单元，向１台转向架上的2台牵引电动机集中供电。 平波电抗器是一种串接在牵引电动机回路中的电感装置，用来减小整流电流的脉动，以改善牵引电动机的换向。欲使电流脉动系数基本不变，平波电抗器的电感一电流特性应为双曲线。为此，平波电抗器的铁心均具有较大的气隙，并采用气隙分散布置的分段式心柱结构。绕组为四段连续式，分为4组电抗器绕组，每组与１台牵引电动机串联使用。为加强平波电抗器的散热能力，其器身与主变压器器身共油箱，采用强迫导向油循环风冷式的冷却方式。 复习思考题 1、主变压器与一般电力变压器相比较有哪些特点？ 2、主变压器的器身由哪些部件组成？铁心在叠装过程中有哪些工艺要求？同心式绕组的绕制特点及应用场合是什么？ 3、主变压器为什么要设置保护装置？TBQ主变压器设置了哪些保护装置？有何作用？ 4、画出TBQ8、TBQ9型主变压器的电路原理图。并说明各绕组的名称、作用和主要技术数据。 5、试比较TBQ8、TBQ9型主变压器牵引绕组的结构和排列方式有哪些相同和不同之处。 6、平波电抗器的作用是什么？为什么平波电抗器的铁心要采用分段式结构？以TXP8型平波电抗器为例说明平波电抗器的结构特点。