第八章 主变压器及平波电抗器
变压器及平波电抗器
第八章
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，是交直流电力机车
上的一个重要的电器设备，用来将接触网上取得
的 25KV高压电降为机车和电路所需的电压。
平波电抗器是用来限制牵引电动机电流脉动的电
抗器，由于其基本原理和结构与变压器有相似之
处，常与变压器一起统称为变压器类产品。
本章将重点介绍主变压器的基本结构以及国产
TBQ系列主变压器的主要技术数据和结构特点。
同时，对平波电抗器的结构特点也作简要介绍。
第八章 主变压器及平波电抗器
第一节 概 述
一、主变压器的特点
（１）绕组多
（２）电压波动范围大
（３）负载变化大
（４）耐振动
（５）对阻抗电压要求高
（６）重量轻，体积小，用钢多
第八章 主变压器及平波电抗器
第一节 概 述
二、主变位器的型号
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：ＴＢＱ 8
－４９２３／２５型，即表示其容量为４ ９２３ ｋ
Ｖ ·A；电压为２５ ｋＶ。
第八章 主变压器及平波电抗器
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。
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
２．绕组
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
（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
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
② 螺旋式绕组
③ 连续式绕组
④ 双饼式绕组
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
（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
（３）绕组的排列
３、器身绝缘和引线装置
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
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
（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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
三、保护装置
１．储油柜（油枕）
２．油位表
３．吸湿器
４．信号温度计
５．油流继电器
６．压力释放阀
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
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
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
一、ＴＢＱ 8— ４９２３ /2５型主变压器
ＴＢＱ 8－４９２３／２５型（简称ＴＢＱ 8型）主变压器是用于ＳＳ４
改型电力机车上的主变压器
铁心为单相二柱式叠铁心
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
ＴＢＱ 8型主变压器采用独立的强迫导向油循环风冷却系统
专门设置了储油柜、吸湿器、净油器等保护装置。
ＴＢＱ 8型主变压器的出线装置采用两种套管
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
二、ＴＢＱ 9·５８１６／２５型主变压器
ＴＢＱ 9－５８１６／２５型（简称ＴＢＱ 9型）主
变压器是用于ＳＳ 8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。
ＴＢＱ 9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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
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
ＴＢＱ 9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。
ＴＢＱ 9型主变压器采用 ３种套管
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
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
IdLd
U d oKi
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33.0
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
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
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％。
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
二、平波电抗器的结构
1．ＴＸＰ ７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
（１）铁心组装
铁心采用 ０．５ ｍｍ厚的电工钢片叠成平波电抗
器铁心柱截面近似圆形上。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
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
（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。绕组采用连续式，两铁心柱上的
绕组绕制方向相反。绕组要经过浸漆处理，一般浸１
０３２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
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
（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。
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
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
２．ＴＸＰ 8型平波电抗器的结构特点
ＴＸＰ 8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 １４ ｍｍ，
其余为 １６ ｍｍ气隙。两铁心往气隙总长为 ４０８
ｍｍ。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 １０ ｍｍ的
油道。每组的线段之间的油道高为 ４．５
第八章 主变压器及平波电抗器
ｍｍ。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。
变压器及平波电抗器
第八章
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，是交直流电力机车
上的一个重要的电器设备，用来将接触网上取得
的 25KV高压电降为机车和电路所需的电压。
平波电抗器是用来限制牵引电动机电流脉动的电
抗器，由于其基本原理和结构与变压器有相似之
处，常与变压器一起统称为变压器类产品。
本章将重点介绍主变压器的基本结构以及国产
TBQ系列主变压器的主要技术数据和结构特点。
同时，对平波电抗器的结构特点也作简要介绍。
第八章 主变压器及平波电抗器
第一节 概 述
一、主变压器的特点
（１）绕组多
（２）电压波动范围大
（３）负载变化大
（４）耐振动
（５）对阻抗电压要求高
（６）重量轻，体积小，用钢多
第八章 主变压器及平波电抗器
第一节 概 述
二、主变位器的型号
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：ＴＢＱ 8
－４９２３／２５型，即表示其容量为４ ９２３ ｋ
Ｖ ·A；电压为２５ ｋＶ。
第八章 主变压器及平波电抗器
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。
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
２．绕组
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
（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
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
② 螺旋式绕组
③ 连续式绕组
④ 双饼式绕组
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
（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
（３）绕组的排列
３、器身绝缘和引线装置
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
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
（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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
三、保护装置
１．储油柜（油枕）
２．油位表
３．吸湿器
４．信号温度计
５．油流继电器
６．压力释放阀
第八章 主变压器及平波电抗器
第二节 主变压器的基本结构
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
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
一、ＴＢＱ 8— ４９２３ /2５型主变压器
ＴＢＱ 8－４９２３／２５型（简称ＴＢＱ 8型）主变压器是用于ＳＳ４
改型电力机车上的主变压器
铁心为单相二柱式叠铁心
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
ＴＢＱ 8型主变压器采用独立的强迫导向油循环风冷却系统
专门设置了储油柜、吸湿器、净油器等保护装置。
ＴＢＱ 8型主变压器的出线装置采用两种套管
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
二、ＴＢＱ 9·５８１６／２５型主变压器
ＴＢＱ 9－５８１６／２５型（简称ＴＢＱ 9型）主
变压器是用于ＳＳ 8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。
ＴＢＱ 9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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第三节 典型主变压器结构特点
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
ＴＢＱ 9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。
ＴＢＱ 9型主变压器采用 ３种套管
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
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
IdLd
U d oKi
????
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33.0
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
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
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％。
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
二、平波电抗器的结构
1．ＴＸＰ ７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
（１）铁心组装
铁心采用 ０．５ ｍｍ厚的电工钢片叠成平波电抗
器铁心柱截面近似圆形上。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
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
（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。绕组采用连续式，两铁心柱上的
绕组绕制方向相反。绕组要经过浸漆处理，一般浸１
０３２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
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
（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。
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
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。
第八章 主变压器及平波电抗器
第五节 平波电抗器
２．ＴＸＰ 8型平波电抗器的结构特点
ＴＸＰ 8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 １４ ｍｍ，
其余为 １６ ｍｍ气隙。两铁心往气隙总长为 ４０８
ｍｍ。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 １０ ｍｍ的
油道。每组的线段之间的油道高为 ４．５
第八章 主变压器及平波电抗器
ｍｍ。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。
