电力机车主变压器故障诊断
摘要：电力机车中的主变压器是其能量来源，被誉为电力机车的强大心脏，
它的可靠安全运行对确保铁路运输的高效性及安全性意义重大。基于此，本文将
对电力机车主变压器故障诊断进行分析。
关键词：电力机车；主变压器；故障诊断
1 机车主变压器的故障类型
按照具体的分类标准，可以把油浸式变压器中的故障划分为不同种类。比如
可以按照传导介质从差别，分成磁路故障、电路故障以及油路故障。按照形成故
障的影响因素划分，涵盖了短路故障、绝缘故障以及接地故障。按照不同的发生
部位，则涵盖了铁心故障、绕组故障以及组部件故障(囊括了冷却系统故障及套
管故障）。根据性质划分，涵盖了电故障及热故障。按照不同的严重程度，可以
将热故障分为轻度过热(通常情况下少于150℃)、低温过热(维持在150℃到300℃)、中温过热(维持在300℃到700℃)、高温过热(通常情况下超过了700℃。在此过程中，按照放电能量的不同密度，电故障涵盖了火花放电、局部放电以及
高能电弧放电。除此之外，还能够把其外部、内部、变压器渗漏、变压器出口短
路以及油流带电等多种故障等。因为变压器涵盖了较多的故障类型，所以一部分
故障可能会出现不同的多种故障，比如机车中的主变压器发生了铁芯接地的故障，可以将其分成磁路故障或者局部过热故障；还能够将绕组匝间短路故障分析电故
障或者热故障，也开会出现两者同时发生的现象。通常情况下，针对相当数量的
油浸式变压器来讲，在变压器内部出现了故障的情况下，一般都会发生放电性或
者过热故障。然而也有一部分变压器刚开始发生故障时未出现放电性或者过热故障。
2 电力机车主变压器故障诊断方式
2.1 电力机车主变压器过热问题的诊断
电力机车主变压器过热一般来源于两方面：一是电力机车主变压器冷却系统
发生了故障。系统中通风机运转不良，无法吸入足够的风量作为冷却剂，导致电
力机车主变压器过热。冷却系统中散热器的工作状态不稳定，特别是散热片堵塞、过滤网污损等问题会大大降低冷却系统的工作效率，不但无法有效起到散热效果，反而会因为代偿性能耗过大而产生新的热源积累，进而引发电力机车主变压器过
热故障。二是电力机车主变压器冷却系统维护工作不全面产生的故障。一些企业
在日常维护和保养工作中没能做好开盖检查、清洗叶片、滤网更换、规范清洁等
相关操作，导致冷却系统出现杂物堵塞、通风不畅等问题，日积月累使电力机车
主变压器冷却系统产生了过热问题。
2.2 电力机车主变压器渗油诊断
电力机车主变压器渗油问题一般出现在运行和维护中，特别是电力机车经过
长时间、大负荷工作后容易出现。渗油的原因主要有三个：一是电力机车主变压
器管路系统的连接存在问题，特别是法兰盘和管路紧固过程中出现密封胶垫密闭
不严、连接件之间过度挤压，长时间、大负荷工作状态下易出现薄弱部位，导致
油品渗漏。二是电力机车主变压器管路在焊接过程中留有砂眼、裂缝等，运行中
由于油压过高、腐蚀性物质侵蚀等原因出现薄弱部位的恶化现象，最终形成电力
机车主变压器管路上的漏点，引发渗油问题。三是电力机车主变压器管路由于震
动和应力产生物理性疲劳，在弯角处、变径处等关键位置出现金属疲劳和材料老化，在较大的压力和长时间运行后出现破损和开裂，导致主变压器渗油问题。
3 电力机车主变压器故障的有效对策
3.1 做好短路事故事前预防措施
在一定程度上引发电力机车变压器短路事故出现的因素有很多种，但是相关
人员可以从事前进行预防。电力机车变压器生产厂家在进行实际生产时，可以去
考虑变压器的抗机械以及抗短路能力，在变压器实际生产过程中，就优化变压器
的使用性能。电力机车企业在购买变压器设备并投入使用之前可以对变压器进行
相应的测试，试验的方式主要包含了变压器内部材质，性能参数以及结构等方面
的试验，这样能够在一定程度上保证变压器设备能够在实际运行中满足相关具体
要求。此外，在事前预防变压器短路中还可以进行防范，比如安装继电保护器等设备。在电力机车变压器实际运行过程中，若是出现短路情况，那么继电保护器就会自动切断电源，这样能够预防变压器短路所带来的后续问题。
3.2 变压器事故处理过程中注意观察内部部件的异常情况
电力机车变压器在出现短路故障之后的检查时间是通常较长的，要检测所有的零部件是否能够正常的运行，在短路事故处理结束之后还是需要相关人员进行具体的热油循环等相关措施进行试验，若是都没有什么问题，那么就能够进行正常的运行工作了。在电力机车变压器技术维修过程中还需要保证高低压线圈，引出线，变压绕组以及电源开关等部件的正常。此外还需要防止变压器周围不能受潮，变压器若是受潮那么其是非常容易遭受到短路情况或者是产生漏电情况的，这样不仅是会直接导致变压器自身的零部件出现损坏等情况，严重时还会造成生命安全事故的出现。
3.3 注意线圈绝缘性能方面的保护以及材料性能方面的保护
在电力机车变压器短路故障处理过程当中，相关技术人员必须要在一定程度上去保证线圈绝缘配件的绝缘性能，在优化对其性能的相关测试，要避免内部出现漏电或者是连电等相关问题的出现，这样能够在一定程度上去促进变压器设备的正常稳定运行，从而直接提升整个机车电力系统运行的稳定性和安全性。并且在实际安装过程中必须要使用较高要求的材料，并且还需要注意变压器的安装位置，必须要在干燥的地方，这样能够保证变压器的使用寿命。在变压器材料性能方面的保护主要说的是，在处理电力机车变压器短路故障过程中，必须要注重绕组的材料以及相关的性能使用，在变压器绕组材料的实际选择过程中必须要结合变压器的各项参数数据的实际情况，这样能够让电力机车变压器的整体机构更为协调，并且还能够保证其科学合理的运行，与此同时，在变压器绕组材料的选择使用期间还必须要保证抗机械和抗短路强度，从而从整体上提升变压器的实际使用效率。
3.4 电力机车主变压器渗油处理
应本着及时发现、迅速处理的原则妥善处理，避免油品渗漏造成电力机车主变压器运行的不稳定，延长电力机车主变压器的使用寿命。对于电力机车主变压器连接环节上存在的渗油问题，应采取检视方法确定渗油部位和性质，紧固法兰件、密封胶垫，如果经过紧固后依然存在渗油现象，则要排出电力机车主变压器的油，再对密封胶垫、法兰盘、连接器件进行更换，进行密封部位的紧固处理，最后将油品注入电力机车主变压器内部。对于电力机车主变压器焊接部位存在的焊接缺陷，首先要排出电力机车主变压器的油品，通过检视和仪器检查确定焊接薄弱部位，拆卸后进行补焊或加强处理，做好相应紧固和密封后，重新加注变压器油，在加压、加温的基础上确定薄弱部位的状况，有效解决焊接薄弱部位的渗油问题。
3 结束语
总而言之，在对电力机车变压器短路、过热等故障情况进行分析中，采取相应的处理方法以及预防措施，并且严格的按照电力机车变压器正常安全稳定的运行，这样对于电力机车变压器系统的正常运行有着极为重要的积极作用，充分做好，事故前的预防措施和对事故之后变压器内部零部件的检测以及对线圈绝缘层的保护，能够有效的提升电力机车变电设备的稳定运行效率，从而提升电力机车的安全稳定性。
参考文献：
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HXD1C型电力机车常见故障与处理 摘要 HXD1C型电力机车是我国重载机车中常见的电力机车车型，其运行稳定，重载效率高，适应诸多的地区和天气情况而受到我国广大的铁路运营路段所接受。所以笔者此次的毕业设计是通过对HXD1C型电力机车中最为常见的集中故障进行优化，通过对通风系统、隔离故障和车钩缓冲及夏季运行重司机室积水的问题进行了分析，并提出了笔者认为可以解决问题的处理措施。希望此次的设计能够给HXD1C型电力机车的高效运行带来帮助，也为自己将要到来的工作提供理论基础。 关键词：HXD1型电力机车；故障；处理
第1章引言 铁路交通运输在中国是最重要的一种交通运输方式，铁路交通的发展直接关系着中国国民经济的繁荣发展；在“十五”期间发布的重点改造和强化建设中国铁路主通道相关文件中，“八横八纵”在一定程度上为铁路行业的快速发展创造了有利条件，同时也适应国民经济和社会发展的需求。电力机车和内燃机车作为中国铁路体系的主要运输形式，为提高国民经济效益的优越性做出了巨大贡献；中国根据自身国情以及能源资源情况，确定了铁路运输牵引动力以电力牵引为主，以电力机车、内燃机车逐渐取代蒸汽机车，并将增加电力机车的担负运量作为铁路运输的重点工作。牵引电机作为电力机车的主要关键结构，在电力机车处于运行状态时，牵引电机能够将接收到的电能转换为驱使机车快速前行的机械能；当电力机车处于制动状态时，牵引电机转换成发电机，通过轮子与铁轨产生制动力并将机械能转换成电能。交流电力机车作为中国目前主流的机车，结构简单，体积较小，方便放置于空间相对窄小的电力机车内部。 HXD1C型电力机车内部工作是由主变压器接收到的电能转换成驱动行驶的机械能，同时也能将制动机械能转换成电能，HXD1C型电力机车自身结构比较复杂并且长期受到恶劣工作环境的影响，其运行的可靠、安全性直接决定着电力机车的安全行驶，HXD1C型电力机车常见故障的发生在很大程度上会造成严重的铁路交通安全事故，造成国民经济的巨大损失和严重的社会影响。中国铁路交通事业已经得到了快速稳定的发展，与此同时，如何使得电力机车在复杂的铁路交通路况中有着相对安全的行驶是铁路事业部门的工作重心，电力机车在复杂路况上的行驶情况直接影响着机车乘务人员的生命安全以及中国国民经济的快速发展。
关于HXD3B机车运用中的故障原因分析 摘要：本文通过对HXD3B机车主变压器运用中产生故障问题的质量分析，查找影响主变压器故障的原因，彻底消除既有机车存在的质量隐患。 关键词：HXD3B机车主变压器接地故障调查采取措施 HXD3B机车是近两年来连车公司生产的大功率货运机车，自投入批量生产以来，在天津、沈阳等机务段运用过程中经常出现布赫继电器频繁动作，造成停车故障，为此要求连车公司进行质量问题调查，下面就该主变压器的结构及质量问题调查的结果和采取的措施做具体的汇报： 一、HXD3B机车主变压器的结构 JQFP－11620/25型电力机车主变压器采用下悬式安装方式的一体化多绕组变压器，内装一台牵引变压器和三台谐振电抗器，冷却方式为强迫导向油循环风冷。 1. 主变压器的主要特点： 1. 1采用下悬式安装方式的一体化变压器，强迫导向油循环风冷方式。 1. 2 变压器采用心式卧放结构，A级绝缘，普通矿物油。 1. 3采用全分裂结构，满足总体对主变绕组的电磁疏耦合要求。 1. 4绕组结构采用层式，绕制工艺较为简单。高压绕组导线采用Nomex纸绝缘半硬线，具有耐热等级高，机械强度大的特点，牵引绕组导线采用自粘性换位导线，Nomex纸绝缘。 1. 5高阻抗绕组结构，使变压器内部空间漏磁场很强，大量采用 无磁结构件，油箱内部加磁屏蔽。 1. 6.变压器内部油路采用强迫导向结构。 1. 7为符合整车在-40℃使用的要求，油箱材质采用耐候钢
板。 1. 8全铝板翅式冷却器，变压器与冷却装置分开布置，油循环系统分为两路。 2. 主变压器的接线原理图（见图1） 3. 牵引变压器结构介绍 3.1牵引变压器器身结构介绍 牵引变压器的器身是由铁心、线圈以及上、下铁轭绝缘组成（见图2、3）。 3.2 牵引变压器的铁心 牵引变压器铁心为拉螺杆心式结构，主要组成部分是硅钢图1 主变压器的接线原理图 图2 主变压器的器身 图3 主变压器的器身
SS4G型电力机车主变压器故障分析SS4G型电力机车主变压器故障分析科技信息工程技术 SS4G型电力机车主变压器故喧分析 沈阳铁路机械学校潘德永 [摘要]主变压器是电力机车的心脏部件,做好主变压器的故障分析能够在很大程度上保证电力机车的机车质量.本文从SS4G型 电力机车型号为TBQ--4923/25主变压器的基本结构,常见故障,预防主变压器损 对于SS4G型坏的主要措施等方面进行了阐述, 电力机车的运用和检修工作提出了建设性的建议. [关键词]主变压器故障损坏预防 一 ,TBC卜-4923/25主变压器基本结构 TB0-_4923/25主变压器是一种一体式变压器,除包含有主变压器外,还含有平波电抗器和四个滤波电抗器,它们装在一个油箱里,共用一 个冷却系统.主变压器由下油箱,上油箱,变压器身,油保护装置,冷却系统,其他附属装置等组成.其主体部分变压器器身由铁心,线圈,绝缘件等组成. 二,常见故障 l,变压器漏油,油位不符合要求,油温高,变压器油化验指标不符合要求. 漏油处所主要有箱体钢板存在砂眼,砂眼在运行中受振动及变压器油晃动冲击穿孔,引起漏油;箱体间箱沿密封胶圈老化,未压装好,或紧固螺母未紧到位而引起箱体间密封胶圈处漏油;各接线端子密封件,油路密封件老化或压偏引起漏油等.在
现场就曾发生过SS4G7008机车更换完油泵,油路密封件压偏引起严重漏油形成机破的教训(注:所有密封胶圈均为耐油橡胶). 在变压器油表中放入一个红色的玻璃球,用于指示油位,油表旁边有刻 度:+40"12,+2O?,一30~C,这些刻度是指主变压器未工作时,在环境温度分别是 +40?,+20~C,一30?时,储油柜里的油应具有的油位,由于漏油或添加变压器油时不注意会引起油位不符合要求.之所以要按规定添加变压器油是因为储油柜设计为:在高温(+4O?)并在变压器持续运行时,油不溢出储油柜;在低温(一25?)且变压器 不工作时,储油柜中应有油.变压器的油位与油温是对应的,如果冷态油位合适而油温持续上涨屠油温表)引起油位上涨,主要原因是油冷却系统出现问题.原因有变压器风机反转,机车侧墙滤网堵塞变压器风机进风量不足,冷却器芯子的波纹形散热片被灰尘等脏东西堵塞影响散热效果,也有蝶阀处于半关闭引起抽循环不畅等原因.变压器油温高多发生在炎热的夏季, 因为在冬季还可以靠主变医器的外壳来散热. 变压器油化验项目主要有11项,主要指标有3项:耐压?30KV, 闭iSI闪 点?137?,水分<25ppm,耐压值是考验绝缘性能的,闭口闪点是考验不易燃烧性的.水分含量超标会引起绝缘不良,在实际生产中, 变压器油内含水引起变压器油不达标现象发生较多. 除了检验以上三个主要指标以外,还可以对烧损或发生故障的变压器油进行色谱分析,分析出油内非正常成分,通过非正常成分来源找出故障原因. 2,变压器外围电路故障. 变压器是通过各铜排连线与引线端子相连的,外围电路故障引起机车电路不正常工作,有时外围电路的故障有时也会引起主变压器内部故障.外围电路故障主要有:铜排随接螺丝松动,在大电流下引起烧损;铜排支架松动引起铜排震动裂损或距离近放电烧损;铜排变形引起距离近放电,或铜线辫距离近放电,按照电压等级一般
电力机车主变压器的故障诊断及科学处 理 摘要：为了提升电力机车主变压器的故障诊断和处理效率，确保电力机车主变压器的安全稳定运行，我们需要深入分析电力机车主变压器存在的故障问题，并提出相应的故障处理方法，从而保障电力机车主变压器的正常运行。 关键词：电力机车；主变压器；故障诊断；处理 1电力机车主变压器温度过高问题的诊断和科学处理 1.1电力机车主变压器温度过高的诊断和科学处理 造成电力机车主变压器温度过高的原因主要分为两种：一种是电力机车主变压器冷却系统出现异常，系统内部的通风设备出现运行问题，吸入的风量太小，冷却效果不佳，从而导致电力机车主变压器的温度过高。冷却系统内部的散热器运行不佳，尤其是散热片出现堵塞、过滤网出现污损问题，影响冷却系统的工作效率，使散热效果大打折扣，甚至会变相增加热源累积，造成电力机车主变压器的温度过高。另一种是电力机车主变压器冷却系统维护工作不全面产生的故障。一些企业在日常维护和保养工作中没能做好开盖检查、清洗叶片、滤网更换、规范清洁等相关操作，导致冷却系统出现杂物堵塞、通风不畅等问题，日积月累使电力机车主变压器冷却系统产生了过热问题。 1.2电力机车主变压器温度过高问题的科学处理 工作人员应提前评估冷却系统的故障类型，认真检查冷却塔、通风设备和电机的运行情况，尤其使应检查系统内部的接地电阻数值，尽量降低由于短路、断路等造成的机械故障问题。工作人员需及时更换存在问题的设备，从而有效提升电力机车主变压器的工作效率和安全性。借助声音、温度等指标客观评估冷却系统的工作现状，应及时发现设备运行中的声音异常、温度异常等问题，快速鉴别
叶片卡顿、运行啸声、轴承故障等常见问题，丰富维护经验和保养技巧。要根据电力机车主变压器的技术规范和实际运行条件，针对性地做好冷却系统的保养工作，做好散热器表面的开盖检查，维护风道通畅性，及时更换散热滤网，定期清理系统堵塞物，保障电力机车主变压器的通风良好。 2电力机车主变压器信号传输故障的诊断和科学处理 2.1电力机车主变压器信号传输故障的诊断 电力机车主变压器信号传输系统的组成主要包含数据收集设备、传感设备、检测回路、网络等，比较常见的信号传输故障主要包含采集设备故障、传感设备失灵以及回路电阻过高等。电力机车主变压器信息传输的早期阶段，可能会出现传感设备温度过高、电阻数值不正常等故障问题，通过调查分析可以发现，造成这一故障的原因是信号传输故障、接地质量不达标等。加强对电力机车主变压器传感器的检视和检验能够有效防止信号出现传输问题。对于电力机车主变压器信号传输的骨干网络，模块间的连接不畅是产生传输故障的主要因素，由于各类功能模块存在设计技术、功能区域、适应范围等方面的差异，导致在形成信号模块体系的过程中存在连接、性能上的不适应和不匹配，使得信号传输中出现模块间紧固、连接问题。 2.2电力机车主变压器信号传输故障的科学处理 工作人员需要按照从整体到局部、从外部到内部的方式找到信号传输故障，并提出相应的处理方案，尽量用最短的时间找到信号传输故障并解决。在寻找信号故障之前，工作人员需要做好断电处理，然后借助高精密度、自动化万用表监测信号网络系统的电阻值，明确信号传输故障的范围，并进一步了解造成故障的原因，从而尽量处理好信号传输故障问题。工作人员还需认真检查故障部位，检测出故障零部件的电阻和功能部件的工作状况，对于出现接触不良、紧固不好、损坏的线路，应重新紧固或更换，同时做好电信号和电阻值的复检，稳定信号传输质量。如果存在故障传感器和问题回路，则必须更换，更换过程中要注意替换部件和电线的技术参数、运行要求，尽量采用统一标准的零部件，反复检验核心数值，确保零部件和网络符合电力机车主变压器信号传输的要求和规范。
1 引言 主变压器是电力机车牵引供电系统的核心设备, 也是保证牵引供电系统安全稳定运行的关键设备。本文列举近年来我厂主变压器在检修及运用中发生的一些典型故障, 并根据故障情况和原因结合实际进行了分析, 提出了解决方法和改进建议。 2 主变压器漏油及处理方法 渗漏油故障是油浸式变压器的惯性故障之一, 变压器渗漏油不仅影响变压器及相关设备的外观, 还会污染机车内部电缆及设备, 迫使变压器不得不停电检修, 甚至危及行车安全。因此, 解决渗漏油问题是提高主变压器质量的关键项之一。电力机车主变压器渗漏油的部位主要有连接部位、密封垫的交接面和箱体及附件焊接部位。 2.1 渗漏油主要原因主变压器的渗漏原因是多种多样的, 主要表现在: 密封件的老化和密封件本身的产品质量不过关; 焊接质量不良; 安装工艺和安装操作不规范; 铸件有砂眼以及设 备结构不合理和制造问题等等。 2.2 处理方法针对密封垫渗漏, 应先检查密封垫是否有龟裂、断裂等现象; 同时检查紧固螺栓紧固是否良好、有无卡滞。在SS4 机车主变压器上, 曾多次发现由于法兰与碟阀之间螺母选择不当致使影响密封垫无法压紧的情况。如检查良好, 先均匀紧固连接螺栓; 紧固无效时, 应更换密封圈并重新上胶密封。结构不良或密封方法不合理的部件, 如有些散热器、净油器联结法兰强度不够, 在拧紧螺栓时引起了变形, 应予以改造或更换; 同时应注意密封处的压接平面要光洁平整。针对裂纹及焊接质量不良造成的漏油, 对存在的油污点, 先用小扁铲或钢丝刷清理, 再用汽油清洗并用绵丝擦净, 观察并找到渗漏点的准确位置。如无法用眼睛观察到, 可以用粉笔涂抹在疑点, 观察粉笔湿润状态, 来确定准确渗漏点。针对渗漏点,可采取补焊办法进行修复。变压器油箱上部发现渗漏时, 只须排出少量的油即可焊接处理; 油箱下部发现渗漏时, 由于吊芯放油浪费太大且受现场条件限 制, 可采用带油焊接处理。带油补焊应在漏油不显著的情况下进行, 一般禁止使用气焊。焊接选用较细的焊条如422、425 焊条为宜。补焊时应将施焊部位的油迹清除干净, 施焊过程中要注意防止穿透和着火。施焊部位必须在油面200mm 以下。施焊时采用断续、快速点焊, 燃弧时间应控制在10s 一20s 之内, 绝对不允许长时间连续焊接。补焊渗漏油较严重的孔隙时, 可先用铁线等堵塞或铆后再施焊; 在靠近密封橡胶垫圈或其它易损部件附近施焊时, 应采取冷却和保护措施。3 散热器堵塞造成的油温升高故障及处理方法 除SS1、SS3 和SS6 机车主变压器外, 其他机车主变压器均采用了铝制箱式散热器。我厂检修的SS7 系列电力机车从2006 年开始, 多次接到主变压器油温报警的质量信息, 特别是西安机务段的SS7E 机车变压器, 有多台运行温度曾达到90℃。 3.1 油温高主要原因经过对故障变压器散热器检 研究与探讨查发现, 原因主要有两方面。一部分散热器由于风路翅片间隙设计较小( 片间为矩形孔, 规格为10.5mm×2.5mm), 散热片间堵塞严重, 检查发现堵塞物主要是破裂的滤尘网, 由于机车上盖安装的散热风道滤尘网强度不高, 破裂后卡滞在散热片间, 影响了散热器通风量; 另一部分散热器的上部翅片大面积倒塌, 堵塞了翅片之间的间隙, 使散热器通风量减少, 影响散热效果。3.2 处理方法我厂结合中修对原有滤尘网进行了改造加固, 在原有的滤尘网上下加装了强度较高的钢制滤尘网, 避免原滤尘网受力破裂; 针对箱式散热器上侧倒塌的散热片, 利用扁嘴钳将其修复垂直, 保证通风顺畅。此外, 建议运用段定期对滤尘网进行清扫。 4 通过直流电阻测量发现的器身问题 测量主变压器绕组直流电阻值是正常检修、例行试验等过程中的基本项目之一, 也是发生故障之后的重要检查项目。
HXD3型电力机车主变压器常见故障分析 摘要：HXD3型号的电力机车目前广泛应用于我国的交通运行中，但是其变压 器常常出现过热和泄露等故障，影响日常的运行质量。为了解决这些常见故障， 本文主要针对HXD3型电力机车主变压器的基本情况进行简单介绍，之后就其常 见过热原因和处理措施进行研究，同时探究了主变压器在使用过程中出现的泄露 故障，并就如何解决提供几点参考建议，希望能够对机车的稳定运行提供一定的 帮助。 关键词：HXD3型电力机车；主变压器；常见故障；解决措施 一、HXD3型电力机车主变压器相关介绍 和谐号自运行起其配备的主变压器就与常规的机车不同，传统机车一般配备 开放式变压器，而HXD3型列车所使用的主变压器为全密封式。在这类变压器中，将传统的内部储油柜和油枕改成了油箱直接连接氮气室，这是主变压器的一种创 新型设计。在这种设计下变压器内部的油和空气必须彻底隔离，不然容易导致绝 缘性失效，变压器的使用寿命缩短，这是由于变压器中的油如果接触到外界的空气，那么就会吸收其中的水分，从而产生负面影响。因此，这就要求HXD3型电 力机车主变压器必须具备极高的密封性，同时全密封结构的变压器从根本上避免 了频繁换油的行为，降低了维修费用，除此之外，全密封设计的变压器在注油时 主要依赖真空注入的方式。 二、HXD3型电力机车主变压器出现过热故障的原因分析 （一）HXD3型机车冷却系统出现障碍 在机车运行过程中对变压器最主要的降温手段就是自身的冷却系统利用冷却 风发挥作用，一般车顶侧壁都会预留一个通风窗，机车的冷却塔就利用这一窗口 将风吸入车内，通过通风带循环降温，最先冷却的部位是冷却塔内部的散热器。 实现这一冷却循环的重要前提是通风要时刻保持畅通，如果冷却系统无法将风吸
HXD3 型电力机车主变压器常见故障分 析及处理 摘要：主变压器是电力机车的心脏，承担着整车供电的重任，主变压器的正常运行关系到电力机车的行车安全。本文对电力机车主变压器检修过程中常见故障进行分析并提出解决方案，保证电力机车主变压器检修及运用的安全性和可靠性。 关键词：电力机车、主变压器、故障分析 0前言 我国铁路发展迅速，大功率电力机车已然成为普速列车和货运机车的主流。截止2020年底电力机车数量占比全国铁路机车62.7%。主变压器作为电力机车的核心部件，在检修过程中对故障点分析及处理尤为重要。 1、HXD3机车主变压器结构及原理 HXD3型电力机车主变压器，主要由箱体、器身、套管、油箱及附属件组成。主变压器为全密封结构，采用真空注油方式，通过氮气箱与储油箱之间的管路连接，对变压器运行过程中的油位进行调节，同时起到隔绝空气运用，减缓主变压器油劣化过程。并采用强迫油循环风冷方式进行主变油冷却。主变压器器身由铁芯、绕组及绝缘件等组成。通过原边绕组与次边绕组的变比将从接触网接收的25kV高压电转化为机车各设备运行要求的电压等级，从而为整车提供动力。 2、主变压器检修常见故障及处理 2.1低压套管烧损、老化 低压套管由树脂伞裙和接线端子组成，树脂伞裙可以增大爬电距离，防止接线端子与变压器箱盖发生放电现象；接线端子为铜镀银材质，通过机车主电路大
线与主变流柜连接。在对主变压器C6修检修过程中，发现低压套管存在烧损现象，故障原因分析及处理如下： 1. 机车运用晃动及检修过程中拆装导致大线连接处螺栓松动，致使变流柜大线与铜接线端子接触不良，接触电阻变大导致低压套管发热氧化发黑，严重时发生放电、烧损节瘤；同时机车运用中套管表面脏污受潮导致绝缘降低，漏电流增加也会使套管发热老化。此时需对套管进行清洁，可采用打磨镀银处理，严重者需更换套管，在日常运用中保证安装螺栓紧固到位、力矩符合要求，定期检查可杜绝此类现象。 2）机车运行过程中线路故障，导致电流过大，低压套管发热氧化发黑、烧损节瘤。此种情况需结合整车调试进行线路检查，视情况调整接线、更换问题配件及套管。后期运用中注意观察微机、监控反映的机车状态，及时发现故障并处理。 2.2器身铁芯缓冲器电蚀 在对主变压器C6修解体检修时，发现缓冲器固定螺栓处有电蚀现象，分析变压器芯体结构，器身通过缓冲器连接着上下夹件，与拉螺杆配合固定着硅钢片铁芯（如图1），变压器运行过程中铁芯、绕组产生磁场，在上下两极产生的漏磁通最为严重，也最易产生漏电流。长期运用变压器油中的金属杂质、胶质等在缓冲器螺栓处产生放电，导致缓冲器碳化电蚀。处理方法:对器身缓冲器、拉螺杆进行绝缘改造，在紧固螺栓处增加尼龙绝缘套，增大绝缘性能减少放电，同时对问题缓冲器进行焊修处理。
电力机车主变压器的故障诊断及分析处 理 摘要：电力机车主变压器通常用于将接触网上的高压电转换成适用机车内各 类设备的低压电，变压器故障主要集中在管路系统漏油，冷却系统通风机卡滞， 散热器堵塞，以及温度检测装置连接插头或者传感器失效等方面。针对以上常见 的变压器故障类型分析了具体的诊断方法，以下提出了处理相关故障的技术措施。 关键词：电力机车；主变压器；故障诊断；处理措施 引言： 电力机车主变对维持牵引动力具有非常重要的作用，在实际运行过程中主变 上也会出现一些故障，并且有些故障的发生率较高，且大部分与主变的冷却系统、油路系统及其油温监测系统相关。在日常管理中要结合变压器的特点以及管理数据，加强对常见故障因素的诊断和处理，提高变压器的可靠性。 一、电力机车主变压器结构 电力机车的主变压器实际上就是安装在机车上的牵引变压器，其功能是实现 接触网电压的转换，接触网上的电压为25kv（额定电压，实际存在上下浮动）， 而电力机车上的各种用电设备多运行在较低的电压上，因而需借主变实现降压。 国内电力机车上的变压其按照绕组和铁芯的相对位置差异分为壳式和芯式两种类型，虽然存在一定的差异，但结构上基本一致。电力机车主变的核心组成包括绕组、铁芯、变压器油、冷却系统以及油箱等。另外，电力机车牵引变压器上还设 计了一系列继电保护装置，典型的如油流继电器、压力释放阀、信号温度计、油 位表等[1]。电力机车主变上的故障通常由各个组成部分所引起。 二、电力机车主变压器的常见故障及其诊断和处理 （一）主变铁芯故障及其诊断处理
①故障现象。电力机车的主变压力器在正常运行时，由于绕组通电，因而会 产生电场，并且这种电场覆盖了油箱、铁芯以及其他各种金属构件。但各个区域 的电场强度存在很大的差异，因而需在铁芯上设计接地，否则会引发强烈的放电 作用。变压器的绝缘性能将受到严重影响，尤其是变压器绝缘油。铁芯故障主要 分为两类，其一是施工工艺造成短路。其二是金属软管、不锈钢软管多点接地， 这种情况下会造成铁芯局部烧毁，通过观察即可判断。 ②故障诊断及处理。变压器铁芯故障斩诊断可在断电情况下进行，方法上分 为直流法和交流法两种。以直流法为例，打开铁芯与夹片的连接片，然后在硅钢 片上通入6V直流电，接着依次测量各级硅钢片上的电压值，判断故障点的方法 是电压为零或者电压指示反向。找到故障点之后排除多点接地或者短路即可。 （二）主变绕组故障及诊断处理方法 ①故障现象。由变压器绕组故障所引发的现象主要包括变压器过热、绝缘油 温度异常升高、绝缘击穿或者通电后变压器无法运行等。 ②故障诊断。变压器绕组常见故障类型为绕组接地、匝间短路、相间短路等，还有一种情况是绕组中线路断开或者开焊。最后一种故障通常会导致变压器无法 启动运行，因而比较容易判断。绕组接地的主要原因是绝缘击穿、主绝缘破坏， 通常由瞬间的过电压引起。绝缘油故障也会引起变压器绕组方面的故障，例如， 绝缘油中混入水分，导致其劣化，或者油路密封受损，漏油，并且空气混入，空 气与绝缘油接触，最终导致酸价过高、油位下降，严重影响绝缘效果，绕组原本 浸润在绝缘油中，借助绝缘油保护绕组。绝缘油的泄漏或者劣化将导致其在运行 时短路。 ②处理措施。在处理绕组故障时要先排除导致绕组短路或者接地的其他成因。如清除变压器内部长期积累的杂物、检查油路系统是否漏油，判断变压器油是否 劣化，如果存在，更换变压器油，做好密封措施。绕组故障通常会导致绕组受损，在排除了其他故障因素之后，可更换绕组。 （二）温度信号检测装置的故障、诊断及处理
HXD1型电力机车主回路接地故障研究及 处理 摘要：对HXD1型大功率电力机车主回路工作原理以及接地检测电路原理进行了分析，重点围绕快速判断和解决主回路接地故障进行了研究，阐述了牵引主回路接地检测控制策略，提出主回路接地故障快速排查的“六步法”。 关键词：主回路；四象限整流；半电压；接地故障 0 引言 牵引主回路是电力机车重要电路系统，当牵引主回路发生接地故障后，机车会触发一系列的保护措施，导致机车无法正常运行，严重影响铁路运输秩序。因此，快速有效地判断牵引主回路接地故障并予以处理十分必要。 1 主回路工作原理 HXD1型电力机车是9600KW八轴货运电力机车，其电气系统可分为主回路、辅助回路和控制回路三部分。其中，机车主回路系统由主变压器原边电路以及主变压器次边牵引电路组成，作用是从接触网将25KV单相工频交流电引入机车，经过受电弓、高压隔离开关、主断路器、高压电压互感器、原边电流互感器接入主变压器原边，由主变压器次边4个独立的次边牵引绕组分别向4个四象限整流器4QC供电，每两个四象限变流器并联输出,共用一个中间直流电路。每个中间直流电路同时向两个电压型脉宽调制逆变器(两个牵引逆变器和一个辅助通变器,辅助逆变器集成在牵引变流柜中)供电,每个牵引逆变器分别向一台异步牵引电机供电,实现牵引电机单轴独立控制。 牵引主回路工作原理及接地检测电路原理：
1.1 HXD1型机车牵引变流系统装用的是TGA9型牵引变流器，采用轴控技术，为了获得所期望的电动机转矩和转速，牵引变流器根据要求来调节电机接线 端的电流和电压波形，完成电源（主回路）和牵引电动机之间的能量传输，实现 对机车牵引、再生制动等持续控制，其电气原理如下图所示： 1.2 牵引变流柜在四象限启动后，中间直流电压应维持在1800V左右，半 电压VH3在500-1500V之间，当半电压VH3传感器检测到小于300V或大于1500V 时，TCU会报主回路接地故障。 2 案例分析 去年底，配属广州铁路局怀化机务段HXD1（浩吉）1089机车A节运行至怀 化区间，当乘务员将司控器手柄牵引力给至50KN时，微机显示屏显示TCU1主回 路中间正端接地（故障代码：3052）、TCU1主回路接地故障（故障代码：3055），导致机车牵引封锁，跳主断，最终造成机车被迫下线停止运行。 2.1 原因分析：通过下载故障数据分析，牵引电机U、V、W电源线在现场 未互换时，试运结果：牵引电机4半中间电压投入正常波形（如图1）；牵引电 机3半中间电压投入了非正常波形（图2）；当将牵引电机U、V、W电源线在现 场互换后，试运结果：牵引电机3半中间电压投入了正常波形（图3）；牵引电 机4半中间电压投入非正常波形（图4）。
HXD3C型电力机车主断路器故障分析及 相应对策 摘要：在确认HXD3C型电力机车主断路器工作原理基础上，分析主断路器的 故障出现的原因，总结工作经验制定出针对性解决措施，在根本上避免主断路器 故障的发生。通过分析能够发现，主断路器故障是导致HXD3C型电力机车惯性故 障的主要因素之一，只有有效地解决这一问题才能够为HXD3C型电力机车安全运 行提供保障。 关键词：HXD3C型电力机车；主断路器故障；分析；对策 HXD3C型电力机车主要应用22CBDP1 型真空主断路器，能够将机车、接触网进行有效地连接，实现电气连通，保障总开关能够及时的分段，这样机车 在面临故障的时候能够通过控制监视系统对主断路器实施快速地响应，安全切断 总电源，保护机车设备的运行。 1、HXD3C型电力机车主断路器工作与逻辑控制原理 1.1工作原理 主断路器工作原理如下图 1所示，来自气源的空气由压力调节阀调节并储存 在储存气缸中。当机车控制系统和监测装置产生主塑料壳式断路器闭合的讯号后，电磁阀接通，进行开阀的操作。空气通过传输阀门流入变速器汽缸中，再利用由 变速器机构杆带动的活塞压缩和回收空气弹簧压力，使真空箱内的主接点封闭而 运行。当机车控制系统和监测装置同时产生主断路器关闭、电磁阀控制闭塞、空 气传递阀门关闭、活塞内空气排除、弹簧回弹力，使活塞内回到底部位置、主接 点分离、真空主断路器断开的信号之后。
图1主断路器工作原理 1.2逻辑控制原理 主断路器逻辑控制关系图如图2所显示。当机车的提升速度时，主断路器转换成了SB43/SB44。机车控制器与状态检测装置先收到了主断路器的断开信息516/616。在经过逻辑确认以后，再收到了主断路器的编号453，此信息通过了紧急制动按钮上的SA103/SA104。开关控制信号455被传输到主断路器。主断路器的主接点闭合时，由辅助接点向机车的电子监控系统发出431次反馈指令。断开主断路器的按键开关为SB43/SB44，机车控制监测系统同时接受到主断路器的断开信息517/617，在判断信息为453断电后，主断路器再次断开，机车控制监测系统同时向司机室位置指示系统发出了主断路器中断信息472，同时主断路状态模块也亮起。 图2主断路器逻辑控制关系图
地铁供电系统变压器保护及故障分析 摘要：现如今，我国的地铁工程建设不断增加，在地铁工程中，供电系统是 非常重要的组成部分。对牵引供电系统的节能降耗技术进行分析探讨，提出在地 铁供电系统运行过程中节能降耗的有效策略。本文首先分析传统变压器差动保护 在特高压换流变压器中适用性，其次探讨地铁供电系统变压器常见故障，最后就 地铁供电系统变压器保护常用方法简析，以供参考。 关键词：地铁供电；地铁变压器保护；地铁供电系统 引言 地铁供电系统是地铁系统中基础的组成部分，同时，也是会对地铁运行过程 造成重大影响的重要组成元素。而地铁变压器则是地铁供电系统中的基础组件。 地铁变压器按照用途可以分为2种——动力变压器和整流变压器。其中动力变压 器主要负责地铁站内的照明、通信、电梯等设备的供电工作。它的作用是能够将 交流35KV的电流变为交流400V电流，以提供给相关电力设备使用，保障地铁站 的正常运行；而整流变压器则能够将交流35kV的电流变为交流1180V的电流， 再通过整流器整流为直流1500V给电力机车供电。动力变压器与整流变压器相比，其稳定性远远高于整流变压器。而在地铁运行过程中，整流变压器出现故障的概 率也远大于动力变压器。在实际情况中，大部分变压器故障都与整流变压器有关。 1传统变压器差动保护在特高压换流变压器中适用性分析 变压器差动保护的难点就是区分励磁涌流和内部故障，由于特高压换流变压 器的基本参数和饱和参数均与传统变压器不同，其正序漏抗、空心电抗及拐点电 压均大于普通交流变压器，且特高压换流变压器与非线性元件换流器相连，工作 环境相较于传统交流变压器更加恶劣，系统中二次谐波含量较高。传统变压器差 动保护是否适用于特高压换流变压器，仍有待研究。 2地铁供电系统变压器常见故障简析
电力机车电气线路分析及应急故障 处理 电力机车是现代化铁路运输的重要组成部分，其运行安全与否直接关系到铁路运输业的发展和运行效益。而电气线路是电力机车运行的关键，一旦出现故障，将会对列车的正常运行带来影响。因此，电力机车电气线路的分析和应急故障处理显得尤为重要。 一、电力机车电气线路分析 1. 电路基本组成 电力机车电气线路主体是由电动机、转速控制器、冷却系统、客室设备、辅助设备等构成。其中，电动机是电力机车的动力来源，常见的有三相异步电机、直流电机、交流电机等。转速控制器是调节电动机输出功率和速度的关键设备，其控制方式有电阻调速、起停转速调节、高级PWM变流器控制等。 2. 电路电源 电力机车电气线路的电源主要依靠机车上的蓄电池和交流牵引电源。其中，蓄电池可用于启动电动机和提供辅助电力，而交流牵引电源是由电子变压器驱动的，可提供高速高质量的电源。 3. 电路安全保护
电力机车电气线路需要经常对各个部件进行检测和维护，保证系统的正常运行和安全稳定。在电路中，安全保护主要包括过流保护、电压保护、温度保护、短路保护、防雷击保护等。 二、电力机车电气线路应急故障处理 电力机车电气线路故障处理对于机车的正常运作具有极为重要的作用。在车辆保养和检修过程中，如何快速、准确的诊断故障和处理故障，是提高电力机车电气线路工作效率的关键。 1. 故障分析 在发生故障时，首先需要对整个电路系统进行分析，包括查阅电气图，判断故障位置和影响范围。对于故障，可通过故障告警系统提示或手动检测等方式进行诊断、确认并记录，以便进行故障排除。 2. 故障排除 根据故障的定位和描述，对可能产生故障的部件进行检查和排查。对于电路元件故障，可根据不同的故障信号进行相应的检测和排查。对于电机等部件故障，可以通过试运行、交互检查等方式进行查找并确认。 3. 故障修复 在排除故障之后，需要对相应的部件进行修复和更换，以确保机车能够正常运行。对于故障修复，需要采取相应的措施，
电气化铁路变电系统主要电器设备检修 及故障处理 摘要：牵引供电系统是电气化铁路的主要设备之一。牵引供电系统是电力装 置的总称，是将电能从电力系统传输到电力机车的装置。牵引供电系统主要由牵 引变电所和接触网组成，将国家电力系统输送的电能转化为适合电气化铁路电力 机车的形式，以电力机车为牵引对象完成牵引任务。随着我国电气化铁路的不断 发展和建设，牵引变电系统的安全稳定运行及其维护和故障排除的质量至关重要。 关键词：变电系统；电气化铁路；电气设备； 电气化变电系统随着服务功能的完善，逐步扩大了应用的范围，所以对其也 有了更高的要求。在电气化变电系统的基础上，对运行过程中变电系统设备出现 的较为常见的故障与检修问题进行首要分析，而后根据发生的问题提出相应的解 决措施，力求使电气化变电系统能够安全可靠运行。 一、电气化变电系统设备故障与检修的常见问题分析 1.电气化变电系统设备的常见故障。（1）线路跳闸。电气化变电系统具有 极高的复杂性与不稳定性，复杂性具体体现在系统中所触及的线路结构，而不稳 定性所涉及的因素较多，温度、天气等都可以致使变电系统不稳定，从而影响设 备正常的运行，导致线路跳闸故障。一般来讲，引起线路出现跳闸故障的原因有 三点：变电线路短路；线路的总功率大于线路的最大功率；电气一次设备、二次 设备缺陷及设计缺陷。一旦有上述情况的发生，变电系统运行的难度与压力将会 大幅度地提升，还会对变电系统自身带来无可估计的损耗，而且产生的损耗不可 逆转。（2）母线异常。母线是保证牵引变电系统正常运行的关键。众所周知， 母线是变电系统的主要设备，所以假如母线发生异常，那么变电系统会受到重大 打击。正常来说，有两类母线异常故障：显性异常（可直接被发现，如母线跳闸）与隐形异常（不可被直接发现，如母线过热）。根据研究显示，母线产生异常故
牵引变压器的故障与处理 一．现象： 变压器声音异常 二原因： a)过电压，过负荷，或大容量电力机车启动。 b)变压器内，外零部件松动产生共振杂音。 c)外部放电引起的异音。 d)变压器内部接触不良或绝缘击穿放电。 e)气候影响造成的放电声。 f)匝间短路。 g)分接开关接触不良。 三．处理： a)正常运行时变压器是均匀的嗡嗡声，观察仪表过负荷过电 压状况，确属过电压或过负荷，视过负荷情况按厂家或规 程规定过负荷允许时间运行，同时检查油温冷确装置是否 正常。或者向电调申请降负荷。但仍是嗡嗡声，只是比原 来的大，无杂音。但也可能随负荷的急剧变化，呈现“割 割割，割割割”突击的间隙响声。声音随变压器的仪表（电 压表，电流表）指针同时动作。 b)夹紧铁芯的螺钉松动引起，这种原因造成的异音呈现非常
惊人的“锤击”和“刮大风”之声。如“丁丁当当”和“呼。。。。。 呼。。。。之音。但指示仪表均正常，油色，油温，油位均正常。 c)变压器外壳与其他物体撞击引起的。这是因为变压器内部 铁芯的振动引起其他部件的振动，使接触相互撞击。如变压器上装控制线的软管与外壳或散热器撞击，呈现“沙沙沙”的声音，有连续较长,间隙的特点，变压器各部不会呈现异常现象。这时可寻找声源，在罪响的一侧用手或木棒按住再听声音有何变化，以判别之 d)外界气候影响造成的放电声。如大雾天，雪天，雪天造成 套管处电晕放电或辉光放电，呈现“嘶嘶”，“嗤嗤”之声，夜间可见蓝色小火花。 e)铁芯故障引起。如铁芯接地线断开会产生如放电 的霹雳声，“铁芯着火”会造成不正常呜音 f)匝间短路引起。因短路处严重局部发热，使局部 沸腾会发出“咕噜咕噜”的声音。这种声音要特别注意。 g)分接开关故障。因分接开关接触不良，局部发热 也会引起象匝间短路所引起的那种声音。 一．现象： 正常负荷和正常冷却方式下，变压器上层油温异常升高
电力机车牵引变压器故障诊断的技术研究的开题报 告 一、研究背景及意义 电力机车作为重要的运输工具，其安全性和可靠性一直是人们关注 的焦点，而牵引变压器作为电力机车的核心部件之一，起着变换电压、 提供牵引电流的重要作用。因此，对电力机车牵引变压器的故障诊断技 术研究具有重要的现实意义和应用价值。 目前，电力机车牵引变压器故障诊断技术已经取得了很大的进展， 主要包括基于波形分析的故障诊断、基于能量分析的故障诊断、基于神 经网络的故障诊断等方法。然而，在实际应用过程中，出现了一些问题，比如诊断结果不稳定、诊断率低、误判率高等，这些问题制约了该技术 的普及和推广。 因此，本研究旨在深入探究电力机车牵引变压器的故障诊断技术， 通过建立牵引变压器故障诊断模型，提高诊断准确率和稳定性，为电力 机车的安全运行提供有力的技术支撑和保障。 二、研究内容与方法 1.研究内容 （1）电力机车牵引变压器的结构和工作原理分析。 （2）现有牵引变压器故障诊断技术的优缺点分析。 （3）基于波形分析、能量分析和神经网络的牵引变压器故障诊断方法研究。 （4）建立电力机车牵引变压器的故障诊断模型。 （5）实验验证和数据分析。 2.研究方法
（1）文献资料法：收集和分析有关电力机车牵引变压器故障诊断技术的相关文献。 （2）数据采集法：通过实验平台采集数据，并将数据进行处理和分析。 （3）建模仿真法：设计并建立牵引变压器的故障诊断模型，并进行仿真分析。 （4）实验验证法：通过实验验证，验证模型的准确性和可靠性。 三、预期成果 （1）建立基于波形分析、能量分析和神经网络的电力机车牵引变压器故障诊断方法。 （2）建立电力机车牵引变压器的故障诊断模型，提高诊断准确率和稳定性。 （3）实验验证模型的准确性和可靠性。 （4）撰写相关论文并发表在相关学术期刊上。 四、研究计划 （1）前期调研：分析电力机车牵引变压器的工作原理和现有的故障诊断技术。 （2）中期研究：设计并建立牵引变压器的故障诊断模型，并进行仿真分析。 （3）后期实验：通过实验验证模型的准确性和可靠性。 （4）论文撰写：撰写相关论文并发表在相关学术期刊上。 五、研究进展 本研究目前处于前期调研和文献梳理阶段，收集和分析了大量有关电力机车牵引变压器故障诊断技术的相关文献，并对现有的牵引变压器
电力机车主变压器故障处理的探究 铁路运输是我国经济运行的大动脉，在我国交通体系中占有重要的地位。随着国民经济的迅速发展，我国铁路加快了以高速、重载、安全为主题的发展步伐。但行车安全是铁路运输的永恒主题，铁路提速后对机车的安全性提出了更高更严的要求。机车主变压器是电力机车的心脏部分，它的好坏直接影响到机车的行车安全。从电力机车主变压器多年来运行的状况来看，主变压器的故障率虽然不高，可是一旦出现故障就会造成很大损失。 近年来,电力机车主变压器多次出现渗漏油故障,特别是有些新造的电力机车主变压器也发生了该现象。主变压器渗漏油不仅污染机车内部电缆及设备影响变压器及相关设备的外观,造成不必要的损失;而且迫使主变压器不得不停电检修,造成一定的社会影响甚至危及行车安全。所以,如何解决渗漏油问题是提高主变压器质量的关键项点之一。 一、机车主变压器的概况 (1)机车主变压器的作用与运行条件 电力机车主变压器是交流电力机车上的一个重要部件[1]，用来把接触网上取得的25kV高电压变换为供应牵引电动机及其他电机、电器工作所适合的电压，其工作原理与普通电力变压器一样。主变压器安装在交流馈电的电力机车动车上，把馈电电源变换为适当的主电路电源和辅助电路电源，为了能自由地改变电压，使之适用于牵引电动机，交流电气化的初期，变压器的原边或次边绕组设有抽头，可使电压在
一定的范围内变化，以实现牵引电动机的电压控制(即速度控制)。后来采用半导体器件控制牵引电动机电压，为此要把次边绕组分成具有一定电压的2个绕组，向半导体变流器供电。辅助电源从变压器第3绕组获取。 由于机车主变压器工作在电力机车上，因此电力机车在运行过程中所具有的一系列特点，必然要在主变压器的实际工作中反映出来，结果就造成了主变压器具有不同于普通变压器的工作条件和特点。主变压器的工作条件及特点，主要表现在以下几个方面: 1、经常受到机械冲击和连续而强烈地机械振动; 2、外型尺寸和重量有较严格限制(因为机车车体内安放电气设备的空间极为有限，而且机车轴重也有一定的规范); 3、接触网波动范围比较大，牵引负荷变化也比较大; 4、受大气过电压和操作过电压的作用，同时低压侧有较高的短路或率; 5、当采用改变主变压器输出电压的方法来调节机车速度时，主变压器的绕组需要安排较多的抽头数目，以便开展调压。 综上所述，主变压器的工作条件与普通电力变压器截然不同，它的工作条件和工作环境是相当恶劣的。 电力机车主变压器运行条件特殊，接触网电压变化大，机车额定工作电压25kV，正常的工作电压20~29kV，允许偏差+16%和-20%，故障运行电压为19kV。在实际运行中，接触网首端电压有时到达31kV，机车再生制动时，网压可
了解电力机车主电路检测及保护方式 为使机车乘务人员随时了解机车的运行状态，掌握牵引电动机的工作情况，机车通常设有各种检测电路。机车主线路的交流侧通过电流、电压互感器对接触网电压、一次侧电流进行检测，牵引电机电流的检测方式是用直流电流传感器检测牵引电机的电枢电流和励磁电流（电气制动状态），检测的电流信号接到安装在司机台的电流表上，直接向司机指示牵引电动机电流。电压的检测是用直流电压传感器，检测获得电压信号后接到安装在司机台的电压表上，直接向司机指示牵引电机电压。 为了保证电力机车可靠运行，在机车的电气线路中必须设置一系列的保护，使机车线路在发生故障时迅速切断相应电路，避免机车电气设备遭到损坏，或防止故障进一步扩大。当机车故障不能及时排除时，还应能够方便地组成故障线路，使机车能在故障情况下维持运行。 根据机车故障现象的不同性质，线路中的保护一般分为过流保护（包括短路和过载保护）、接地保护、过电压保护、欠电压保护及其他一些特殊保护。保护的方式则根据故障对机车线路、电气设备及对列车运行的影响大小而不同，有切断机车的总电源，或切断故障线路的电源.也可以仅给司乘人员以某种信号引起注意，还可以在故障发生后自动予以调整。 一、过流保护 过电流是指电气设备过载、设备及线路短路引起的电流剧增。过电流容易造成电气设备的绝缘老化，设备烧损严重的引起失火。机车上通常用断路器、过载继电器、自动开关和熔断器进行过电流保护。 电力机车的短路保护一般采用高速自动开关或主断路器。在整流器机车上，变压器的一次侧设有过流保护继电器，当变压器一次侧或二次侧发生短路时，均引起变压器一次侧电流剧增，超过保护继电器动作值而使其动作时，使主断路器跳闸。 牵引电动机的过载保护多采用电磁式过载继电器。牵引电动机回路中的母线穿过继电器铁心，当牵引电动机过载电流超过继电器动作值时，继电器动作，引起主断路器跳闸。对于相控机车，用直流互感器检测牵引电动机电流，并把过载信号送人牵引过载继电器，此时不仅要切断机车总电源，同时还要封锁电子触发线路。 电气制动时的牵引电动机过载也可用过载继电器，但一般不切断机车总电源，而只切断励磁回路电源，同时封锁相应的电子触发线路。 辅助线路的过电流保护有两种保护方式，一种是通过过流继电器切断机车总电源; 另一种是切断辅助线路电源。后者对机车运行有利，但须增设一断路器。 对于控制线路及其他部件（如电炉、电热玻璃等）的过载一般采用熔断器、自动开关等进行保护。 二、接地保护 机车上电气设备或电气线路因绝缘破坏、飞弧或其他意外情况，使带电导体与金属部分接触即为接地。根据接地点是否稳定分为“死接地”和“活接地”，与车体钢结构直接接触的为“死接地”；裸露导线部分通过空气对钢结构放电或通过绝缘物表面对钢结构爬电的为“活痒地”。接地将导致短路故障而烧损设备或导线，因此在电力机车的主线路和辅助线路必要时，控制线路中必须设有接地保护。主要的接地保护手段是采用接地继电器。 接地保护装置如图1所示。图中_/为接地继电器，正常运行时，继电器J中不通过电流而处于释放状态。当主线路任一点接地时，直流电源E可通过J与线路中接地点构成回路，使接地继电器动作。这种保护装置消除了保护“死区”，保证了接地保护的可靠性。由于主线路对地电位处于浮动状态，在回路与地（车体）之间具有潜布的电容电流，该电流