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摘要:19世纪80年代变压器问世以来,其绝缘冷却方式一直是工程界关心的课题。传统的油浸变压器多使用矿物油,矿物油兼具有良好的电气绝缘和冷却性能以及低廉的成本等优点,但现今国内外生产发展对环保的要求日益增高,可降解绝缘油相较于矿物油具有更好的生物降解性能、防火性能以及环保特性,是未来主变压器绝缘和冷却剂的发展方向。可降解绝缘油在低温环境中运动黏度较大,由于电力机车的特殊运行环境,为满足变压器冷却系统各项性能要求,需要对可降解绝缘油对变压器冷却系统的影响进行试验分析。在过去的主变压器生产中,由于变压器材料的变更对变压器产生不同的影响,必须通过试验验证其更改的可靠性和合理性。
关键词:机车;主变压器;冷却剂;可降解绝缘油;可行性
引言
21世纪初,我国引进了DJ1型号和ABB技术,使变压器设计制造技术得以快速发展。十年前,我国通过引进、消化、吸收和创新,掌握了高速铁路拖拉机生产技术。当前,大型电力变压器主要用于“和谐”类跑车夫妇和“和谐”类货车车辆。车载载波组采用a、HV级列车变压器,主要采用硅油和酶油绝缘,特点是高、低燃烧,以满足人员交通的防火(防火)条件和低温环境条件。牵引变压器(拖拉机路a)大型汽车运输用的主要是矿物油,粘度低,温度低,氧气安全高,满足热和冷冻的要求,以及适合货车运输的发射机的使用寿命。
1电力机车主变压器常见问题
1.1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。
1.2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。
2性能比较分析
可降解绝缘油可与传统变压器结构中使用的任何绝缘材料相兼容,并且对绝缘材料无腐蚀性,可直接取代矿物绝缘油。因为此油具有高生物降解性、高燃点,并且具有良好的环保性能,是机车在未来发展中对于绝缘油使用的趋势。但在广泛应用于电力机车的同时其所应用的环境也越来越多样化,比如应用于我国东北以及出口乌兹别克斯坦的电力机车均将经受高寒环境的考验。在同样的低温环境中,可降解绝缘油的低温运动黏度远大于现用矿物油的低温运动黏度。
所以关于可降解绝缘油在低温环境中对变压器冷却系统的影响,是现阶段研究的重点问题。可降解绝缘油是一种具有非常稳定化学结构的合成酯,自1977年被应用于油浸式变压器以来,不但具有良好的散热及绝缘效果,同时还具有卓越的耐湿性、阻燃性、生物降解性、高燃点和低倾点以及对环保的友好性等一系列优点。
3绝缘油闪点的测试
在规定的试验条件下,绝缘油以一定的加热速度放入密闭的玻璃杯中,直至所产生的蒸汽在杯外熔化,在靠近火的地方出现闪电的最低温度是各种油的c、开、关点探测器,z。b .对于开口喷油器润滑油,在贮存和调试期间,特别是在监测有源变压器油时,闪电是绝缘的一个安全指标,而且闪电是一个重要的检测指标。在高温下,绝缘介质会导致某些电气设备过热,从而容易产生可燃性碳氢化合物,从而可能导致闪电破裂,从而可以通过闪点及早检测电气设备过热问题,而通过使用新型喷油器和通过修理加工的油,可以确定是否存在轻度蒸馏现象因此,变压器油的新标准和使用标准中有严格的指向控制指针,而油运行的闪点严格按照标准控制。对于颜色较暗、闪烁过低的油变压器,应特别注意在必要时进行光谱分析,以便根据特征气体判断变压器油的故障。
4绝缘油水分测试
隔离水的方法有两种:一种是通过外部空气中的水进入的无效设备方向。另一个原因是变压器热持续发展,导致变压器中的固体绝缘和油品变质。水是一种激进的力场,可以腐蚀铜、铁等中的酸,加剧石油的介质损耗因素。湿度的存在影响着油的氧化,导致污染增加,油遏制电压下降,影响着变压器的安全性和寿命,水的识别是评价变压器老化的重要因素,需要对变压器的水部分进行严格控制。变压器用水量应采取的措施:检查呼吸机干燥介质的颜色变化情况,并将干燥药物从蓝色换成粉红色或白色;①降低变频器温度;①真空滤油热空气蒸发水。
结束语
可降解绝缘油在0℃时流量在17立方米/h左右,而当油温降低到-10℃时,油流量降低到8立方米/h左右,如果温度再持续降低,随着可降解油黏度逐渐增大,油流量越来越小,在温度达到-25℃时,油流量只达到额定流量的3.75%,已经微乎其微,远小于变压器油流继电器接通动作流量12~13.8立方米/h,系统内油流量已无法让油流继电器可靠动作。所以在0℃以下冷却系统的油流量达不到让油流继电器可靠动作的范围。可降解绝缘油具有的良好耐高温性能和可降解性能,使用可降解绝缘油可以将变压器运行温度提升,从而提高变压器效率、缩小变压器体积,同时减小火灾故障几率。现国内机车项目上还没有使用可降解绝缘油的变压器,但其在动车组变压器上已被大量使用,如350km/h标准动车组项目及我公司新研制的适用于干线铁路的速度160km/h城际车。为了避免在高寒地区由于低温造成油流量过低而使变压器的油流保护出现盲区,新研制的城际车在设计时要求当变压器油温达到35℃时,才对油流继电器数据进行采集。这样既保证系统的安全运行,又确保系统采集到可靠的保护信号。
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