電氣化鐵路牽引變壓器技術條件

蘇鵬程、陳敏等。

中鐵電氣化勘測設計研究院、北京鐵路局等。

電氣化鐵路運輸是當今世界技術最先進的、應用最廣泛的鐵路運輸方式。電力機車是電氣化鐵路的牽引動力設備。而電力機車牽引變壓器主變壓器則是機車上最重要的設備之一，其運行的安全可靠是關乎整個鐵路運輸?shù)闹匾蛩亍?

我國電氣化鐵路采用單相工頻供電系統(tǒng)，額定工作電壓為25KV，正常的工作電壓20~29KV，允許偏差 16%和-20%，接觸網(wǎng)提供的單相工頻25KV電源，通過受電弓接觸進入電力機車，電力機車牽引變壓器將此電壓降壓，多路輸出到牽引變流器主變流器、輔助變流器、勵磁電源、控制電源、旅客列車供電系統(tǒng)等其他用電設備。電力機車電動車組的牽引變壓器是電力牽引系統(tǒng)中電壓等級變換和電源分配的重要設備，也是電力機車電動車組中重量和體積最大、價格最貴的單臺電器設備?？梢哉f電力機車牽引變壓器就是整個列車心臟，是列車動力的來源，其運行狀況直接影響電氣化鐵路系統(tǒng)能否安全、高效的運營。

由于機車牽引變壓器工作在電力機車特殊環(huán)境中，其具有一系列與一般電力變壓器運行環(huán)境所不同的特點，這必然會在電力機車牽引變壓器的實際工作中反映出來，造成電力機車牽引變壓器具有不同于普通變壓器的工作條件和特點。電力機車牽引變壓器的工作條件及特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）經(jīng)常受到機械沖擊和連續(xù)而強烈地機械振動；

（2）環(huán)境溫差較大，電力機車牽引變壓器長期處于機車高壓室內(nèi)通風散熱條件極為有限；

（3）接觸網(wǎng)波動范圍比較大，牽引負荷變化也比較大；

（4）受大氣過電壓和操作過電壓的作用，同時低壓側有較高的短路概率；

（5）外型尺寸和重量有較嚴格限制，機車車體內(nèi)安放電氣設備的空間極為有限，且機車內(nèi)部存在大功率變流裝置和大功率電動機等，牽引變壓器處于強電磁環(huán)境中運行。

綜上所述，主變壓器的工作條件與普通電力變壓器截然不同，它的工作條件和工作環(huán)境是相當惡劣的。

此外，電力機車牽引變壓器運行條件特殊，接觸網(wǎng)電壓變化大。電力機車牽引電網(wǎng)額定工作電壓為25KV，正常工作電壓為20~29KV，允許偏差 16%和-20%，故障運行電壓為19KV。在實際運行中，接觸網(wǎng)首端電壓有時達到31KV，機車再生制動時，網(wǎng)壓可達到32KV。而電力變壓器網(wǎng)壓變化率只有

機車運行時要求無流通過分相區(qū)，接觸網(wǎng)分相距離一般為20~40km。牽引變壓器要經(jīng)常斷開和接通。當列車平均速度為80km/h時，機車主變壓器約15~30min投切一次。當列車平均速度為200km/h時，則10~20min就要投切一次。