CRH6F城际动车组牵引变压器研制

吴勇，胡贵，龙谷宗

摘 要：CRH6F型城际动车组是为满足中国区域经济快速发展和城市群崛起对城际轨道交通的需求而研制的一种新型运输工具，它的成功研制填补了中国轨道交通客运装备领域的一项空白。CRH6F城际动车组为城际铁路“量身打造”，有“铁路公交”、“都市圈里的快捷使者”之称。它基于先进的高速动车组技术打造，并融合了城轨车辆技术，兼具两者的技术优势，不仅速度快，载客容量大，还能实现快起快停和快速乘降，特别适应城际铁路的“快速、大运量、密集停站”等公交化运营需求。目前珠三角、长三角、长株潭等地区开行的城际动车组均采用CRH6F技术平台。文章阐述了CRH6F城际动车组用牵引变压器的主要技术参数、主要结构，并对其设计特点进行了说明。

关键词：城际动车组；牵引变压器；壳式

中图分类号：U266 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0042-02

Abstract： CRH6F type intercity EMU is a new type of transportation tool developed to meet the rapid development of regional economy and the rise of urban agglomeration to meet the demand of intercity rail transit. Its successful development has filled a gap in the field of railway passenger transport equipment in China. CRH6F Intercity EMU is "tailor-made" for the inter-city railway， and enjoys the names "public transport on railway" and "the rapid messenger in the city". It is based on the advanced high speed EMU technology， and in combination with the urban rail vehicle technology， the technical advantages of both are not only fast speed and large passenger capacity， but also the ability to achieve quick start and stop and rapid passenger landing， and to meet the inter-city railway's needs of "rapid， large volume， dense stop" and other public transport operation needs. At present， in the inter-city EMU operating in the Pearl River Delta， the Yangtze River Delta， and the CZT Pilot Zone， the CRH6F technology platform is applied. In this paper， the main technical parameters and main structure of traction transformer for CRH6F intercity EMU are described， and its design features are explained.

Keywords： intercity EMU； traction transformer； shell type

1 概述

CRH6F城際动车组由中车四方股份公司研制，运营速度160km/h，8辆编组，4M4T，其中牵引变压器由中车株洲电机有限公司研制，本文对牵引变压器的技术参数，结构，特点等进行了说明。

2 牵引变压器技术参数

运用条件：海拔高度 ≤1500m；

标称公称接触网电压 25kV；

环境温度 -25℃至+40℃；

地震烈度：最高动峰值加速度0.3g；

最大风速：不大于30m/s；

安装方式： 车体下吊挂式；

冷却方式：油循环风冷方式（KDAF）；

额定容量：

高压容量 1385 kVA

牵引容量 692.5×2 kVA

额定电压：

高压电压 25000V

牵引电压 970V

额定电流：

高压电流 55.4A

牵引电流 714A

额定频率：50Hz

漏电感：高压对牵引绕组1.19mH（±10%）

空载电流：0.34%

空载损耗：900W

负载损耗：35kW

总重量（含冷却系统）： 2600kg

铁心、线圈、引线、油箱外形尺寸要求：2580mm×2200mm×834mm

电气接线原理图1如下：

3 主要结构及特点

牵引变压器采用单相、无压全密封、壳式变压器结构，冷却系统与变压器本体一体化安装。牵引变压器主要由铁心、线圈、油箱、油、储油柜、冷却系统及外部保护配件等附件组成。外形如图2所示。

1.油箱；2.牵引出线箱；3.通风机；4.风道；5.散热器；6.油流继电器；7. 油泵；8温度继电器；9.压力释放阀；10.高压端子及保护罩；11.储油柜

（1）总体结构。油浸式变压器按结构主要分为心式变压器和壳式变压器两种。CRH6F城际动车组牵引变压器采用壳式结构，而我国及国外绝大多数变压器厂生产的变压器为心式变压器，壳式变压器采用适形油箱，油箱与线圈的器身间隙小，油量相对较少，但是制造工艺复杂，生产周期长，手工操作多。CRH6F城际动车组牵引变压器采用全密封结构，变压器油不与空气直接接触，具有免维护或少维护的特点。

（2）铁心。壳式变压器的绕组被铁心包围，而心式变压器的绕组包围铁心。铁心结构相对于心式变压器简单。铁心水平放置，铁心柱的截面积为矩形，铁心片的宽度只有一种，便于铁心的剪切。铁心片材质采用高导磁的硅钢片，具有振动小、噪声低等特点。

（3）线圈。线圈由高压线圈和牵引线圈组成。为了降低重量，两种线圈均采用铝导体。绕组为矩形结构，绕组的线饼数较少，每饼匝数较多，线饼的面积大。导体线与线之间采用胶粘贴在一起，承受短路电动力强。绕组中采用多种异形绝缘成型件，需要多种绝缘件加工设备和绝缘件热压成形设备。

（4）油箱。油箱采用适形的油箱，分为上、下油箱两个部分，采用钢板焊接而成，箱壁采用3.2mm厚高强度钢板。

（5）变压器油。变压器油主要是绝缘和冷却的作用，本变压器采用二甲基硅油。最大特点为无毒、不燃、凝点低、热稳定性好；缺点是粘度大、易吸水。硅油具有很高的耐高温能力，燃点达到400℃，同时硅油燃烧时放热的速度大大低于烃类油，当燃烧时在液体上部形成一层二氧化硅覆盖物，减少了氧气与液体的接触，使火自动熄灭。

（6）储油柜。该变压器的储油柜设置在油箱顶部，采用波纹式储油柜的模式，波纹膨胀器内部有变压器油，外部与空气相通，波纹膨胀器的体积随油体积的变化而变化，其外壳只是保护内部的波纹膨胀器。

（7）保护装置。该变压器具有油压、油流、油温等异常条件下的保护功能。设置压力释放阀，用来监控变压器内部的压力，当变压器故障工况下内部压力过大时，压力释放阀动作释放压力，避免变压器的故障扩大。设置油流继电器，用来监控变压器油的流量，为开关信号。当油流停止或异常时，将油流继电器的开关打开，反馈异常信号到司机室。设置温度继电器，用来监控变压器的油温度。当变压器的油温超过报警值时，温度继电器动作，此时接点闭合，车上司机室的指示灯点亮。

（8）冷却系统。变压器运行中产生的所有损耗将转变为热量，使各部件的温度升高，当主变压器温升超过规定的限值，将加速绝缘老化甚至损坏，直接影响主变压器的使用寿命。变压器在保证内部散热能力良好的同时，其外部冷却采用了油循环风冷却方式。冷却系统完成变压器的散热，冷却回路见图4。

主变压器冷却系统主要由油冷却器、电动油泵、电动送风机、风道等部件组成。电动送风机从车辆侧面吸入冷却风，经风道送往油冷却器，热交换后的空气从进气风道对面的排气风道排出，绝缘油在油冷却器冷却后被送往变压器。油在流经绕组表面和铁心侧面时吸收热量，吸收热量后的油经电动送油泵再次送往油冷却器进行热交换。

4 结束语

该变压器于2012年设计成功，并装车验证，各项性能指标满足整车技术规范要求。CRH6F城际动车组牵引变压器自投入运用以来，运行稳定，未出现质量故障，达到预期设计目标。

参考文献：

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