摘要：客运高速化，货运重载化，是铁路发展的趋势。随着这种趋势的发展，标准化动车组及大功率和谐型机车也就应运而生。为顺应铁路重载运输发展需要，大连机车厂开始与加拿大庞巴迪公司开始展开多方面的技术合作，共同研发HXD3B型大功率交流货运电力机车。文章对hxd3电力机车主变压器常见故障进行了研究分析，以供参考。
关键词：hxd3电力机车；主变压器；常见故障
1 前言
电力机车主变压器是机车电传动结构中的心脏部分，它的性能好坏直接影响到机车运行的安全。以HXD3型电力机车为例，它采用FPWＲ1型主变压器，采取真空注氮，全密封结构。从该型车自2010年配属济南机务段运行状况来看，尽管主变压器故障率不高，但是一旦出现故障就会造成重大的损失。轻则可能会造成设备故障;重则会引发火情，危及正常的运输安全。因此，分析机车变压器的故障原因，并采取相应的防范措施具有非常重要的意义。
2 HXD3B电力机车变压器功能简介
机车变压器运行条件非常特殊，它需要在22.5-29KV这样高跨度的电压区间下实现电压的正常转换。HXD3B型电力机车采用的是JQFP-11620/25型主变压器，它能将25KV电压转变成机车需要的多种等级电压，满足机车上的各种电器的正常工作。当机车在制动状态下，它能够实现能量的反馈，将制动过程产生的能量回馈给接触网，实现能量的节约；机车在牵引状态下，主变压器将接触网提供的额定电压（25KV）通过降压转变成1500V传输给每个变流器柜中的2组网侧脉冲整流器（机车上共有3个变流器），但牵引电机要想实现正常运转还得经过中间直流回路及电机逆变器环节，同时由中间直流回路经辅助变流器向辅机供电。机车主电路主要由网侧电路、主变压器、主变流器及牵引电动机等组成。接触网电流通过受电弓PG1或PG2进入机车，经25kV高压电缆入车内并经高压柜内的高压隔离开关QS1或QS2和主断路器QF1相连，并依次穿过电流传感器TA1和TA2与主变压器TM的原边绕组A端子相连，经过主变压器原边，从X端子流出，再通过6个并联的回流接地装置EB1～EB6，从轮对回流至钢轨。主变压器的6组牵引绕组分别经过3组变流柜，实现对机车牵引系统和辅助系统的供电。主电路按其功能可以分为以下几部分：网侧变流器、中间直流电路、电机变流器、辅助变流器及变流器的控制和保护等。
3 主变压器过热的原因、判定与处理
3.1冷却系统发生故障
冷却系统利用冷却风对主变压器进行降温，在车顶侧壁留有一个通风窗，冷却塔的通风机就是从窗口处将风吸入，经过通风带，首先冷却的就是冷却塔中的散热器。在这一流程中，通风是一个至关重要的环节，冷却系统中如果不能顺畅通风，就不能实现冷却功能，无法排出油路所产生的热量，会使得主变压器不断升温导致过热。冷却系统发生故障的情况有两种，一是塔内的通风机发生问题，无法吸入冷却风;二是散热器出现故障，主要是堵塞。其中又分为通风滤网故障和散热器故障，通风滤网发生堵塞会使得进入的冷却风数量降低，散热器的翅片发生堵塞则会大大损耗过滤效率，最终影响到整个冷却系统内的通风量。
3.1.1判定冷却塔通风机故障的方法与相应的处理措施
冷却通风机中的故障主要有两种形式，一是电路故障;二是机械故障。不同的故障有不同的判定方法和处理措施，主要有以下几点.1)判定是电路故障还是机械故障。首先可以检查冷却塔通风机的脱扣有没有跳开，如果跳开的话就将主断先断开，将脱扣再闭合起来，重新合上主断。重合之后脱扣如果正常，则是由于弓网瞬间过电而导致的脱扣，线路没有发生故障;如果脱扣仍然跳开，通风机的线路则出现了问题，要么短路或者断路。这种时候应该使用万用表对电机接线盒上的三相绕组进行检测，看其是否平衡，如果结果为否，通风机的线路则发生了故障，此时应该对通风机进行更换。2)判断是不是机械故障，还可以直接通过声音来判断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机车在正常工作时如果能够听到通风机运转中有异常声音，则需要断电检查，手动转动风机的叶片，看会不会发生卡滞，如果发生卡滞，可能是风机叶片损坏或者是轴承发生故障，这两种情形都需要对通风机进行更换。
3.1.2判断散热装置是否堵塞的方式和相应的维修措施
散热器中发生堵塞会直接影响到冷却系统的正常工作，降低冷却性能，提高空气过滤过程中的耗损，判断散热器是否发生堵塞以及如何进行维护有以下方法。1)当冷却塔的通风模式开启到三级的时候，散热器下部的风速应该分别达到以下的要求:一号冷却塔处测量得出的点风速应该为8m/s，平均风速应为10m/s;二号冷却塔处测量得出的点风速应该为7m/s，平均风速应为9m/s。一旦无法达到这个标准，则需要对车体滤网进行更换，否则无法确保有足够的进风量。2)在对车体滤网进行更换后如果仍不能达到第一点中要求的标准，则要考虑是不是散热翅片上附着了东西产生堵塞，对散热器的表面要进行开盖检查，清洗散热翅片以保障其清洁，维护风道的通畅。3)滤网的维护和更换时期应当结合机器运转的地区具体条件来决定。4)机车在使用过程中要定期入库，对冷却塔也要做定期的清洁工作，及时清理堵塞物，保障通风。
3.2温度信号传输回路损坏
HXD3型机车中用来监测主变压器油温的系统主要有以下几个组成部分:传感器、检测回路以及数据采集电路，判断油温的高低主要依据检测回路上的电阻值。因此，当温度信号传输回路出现问题的时候，对电阻值判断失误，会出现机车报告变压器过热而实际上没有过热的假过热情形。故障有两种形式，一是温度传感器发生故障;二是模拟量输入和输出模块的连接插头故障。
3.2.1分析温度传感器故障的原因，进行判断和处理
根据上文我们可以看出当温度传感器发生故障后，有可能发生误报过热的情况。判断温度传感器是否发生故障可以通过以下几个步骤。1)对整体机器进行断电，将万用表调至欧姆档，测量列车的微机网络控制系统柜侧XP403插头内的信号，每组都使用两个针头的电阻。得出的数据应该是信号组之间的偏差在1n以内，具体数值为10511052。2)测试出来的电阻值如果不正常，将端子箱打开，检查电线有没有接触不良或者发生损坏。3)电线如果没有问题检测的数据仍然有问题，这个时候可以认定是温度传感器发生了故障，需要对温度传感器进行更换。
3.2.2判断33A、34A连接插头发生的故障以及相应的处理方法
在机务段对机车进行实际操作的过程中遇到的误报过热问题中，大多数都是因为33A、34A的连接插头发生了故障，在机车的工作过程中，插座和插针之间会发生震动，插针的表面会直接接触到电阻，这个时候33A、34A会发生异常变化，控制系统所受到的电信号因此并不准确，此时就会发生误报的情形。机车变压器一旦发生过热，在经历电路检查和机械检查，并且排除温度感染器故障的可能，基本上就可以认定为是连接插头发生问题，此时的处理方法主要有以下几种。1)由于机车运行过程中会发生长时间连续的震动，插针有可能发生松动，可以将连接插头拔出重插，基本上可以解决问题。2)机车在工作工程中出现紧急情况必须立刻处理的，可以对连接插头小力敲打，正常运行后将机车送进站再进行处理。3)如果上述两个步骤都没有发生作用，则证明插针发生了接触不良的情形，换上新的插针即可。
4结束语
机车变压器发生故障后，若能够及时找出原因，采取恰当的解决措施，就能够减少故障，提高检修效率，保障机车的工作安全。
参考文献：
［1］马录宝.机车主变压器的故障及起因［J］.铁道机车车辆工人，1999，(9).
［2］李霞.控制机车主变压器油温的必要性及改进措施［J］.铁道机车车辆，2004，(4).
［3］石彪.变压器的事故分析及处理［J］.农业机械化与电气化，1999，(1).
［4］方红.变压器内部匝间短路故障分析及判断方法［J］.江苏技术师范学院学报，2004，(4).
论文作者:李强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：机车论文; 变压器论文; 故障论文; 发生论文; 变流器论文; 通风机论文; 电力机车论文; 《基层建设》2019年第28期论文;