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和谐电机车主变压器和主变流装置

发布日期:2024-02-18 17:55:39 编辑整理:山东毕业论文指导网 阅读量:

1研究背景


和谐电机车主变压器和主变流装置采用板翅式复合冷却器冷却工作介质。复合冷却器的工作环境常伴有风、沙、雨、雪天气,偶有盐雾、酸雨、沙尘暴。常见故障包括风翅片堵塞、冷却效率降低、散热器泄漏等。机车C5、C6维修时,要求复合冷却器下车维修,进行内外清洁密封试验,恢复基本性能,保证主变压器和变流装置的散热效果。


2结构原理


各车型复合冷却器散热功率不同,工作原理和外观结构基本相同。HXD3型机车采用FL220型复合冷却器,是全铝合金板翅高效冷却结构,如图所示。具有传热面积大、性能优良、形状尺寸小、体积小等优点。上部为水散热器(冷却介质:45%纯水+55%乙二醇),用于冷却主变流器,下部为油散热器(冷却介质:变压器油),用于冷却牵引变压器。


复合冷却器通过芯体内冷却介质的循环冷却主变压器和主变流器,将主变压器和主变流器工作时散发的大量热量转移到全铝合金板翅散热器上。此外,还通过轴流风机提供冷却风源,将散热器上吸收的大量热量强行排出车外,从而降低油水介质的温度[5]。


3典型故障


复合冷却器的空气侧通道为板翅式结构,翅片有多种类型,如百叶窗、双百叶窗、多点坑等。由于散热器间隙小,春季使用时,空气中的杨花、柳絮、灰尘、虫胶直接通过车顶通风窗进入复合冷却器,容易卡在散热器间形成堵塞,影响通风散热效果。形成的污垢也具有较大的热阻,影响翅片的导热性[1]。


灰尘、油污、絮凝剂、虫胶等滞留在铝表面,对铝也有一定的腐蚀作用[3]。当雨天来临时,溶液表面形成的活性阴离子(如“Cl-”)在铝合金器体表面形成点蚀,然后形成“活性钝化”腐蚀电池,造成电化学腐蚀,严重穿孔泄漏故障,冷却液泄漏[2]。


和谐电机车主变压器和主变流装置(图1)


4解决方案


4.1清洗剂的选择


复合冷却器翅片上的主要污垢是灰尘、油垢、烟垢和昆虫痕迹。根据相关文献和工艺试验结果,复合冷却器内外表面清洗剂为PH=(7)~8)化学清洗剂,如“化学清洗剂”DRJ-2.飞机表面清洗剂”或其他含有碱、表面活性剂和有机溶剂的化学清洗剂。清洗剂和去离子水按一定比例混合形成清洗溶液,溶液PH值中性,可直接排放。清洗时应施加一定的清洗力,以提高清洗效果[3]。


在常用的自来水生产过程中,加入一定量的氯,形成次氯酸和次氯酸根,杀灭细菌。为避免自来水中活性氯离子对铝合金表面的不利影响,复冷清洗后使用。水处理设备采用一级RO反渗透膜水处理设备,净化后形成的去离子水电导率小于10μs/cm。


4.2外表面清洁


清洁复合冷却器外表面时,首先用大功率工业真空吸尘器吸尘,用硬刷清洁表面,去除冷却器翅片表面厚厚的灰尘和污垢。吸尘后,将冷却器放入清洗池中,将DRJ-2化学清洗剂和水按1:7比例准备好后,从风翅片上方进行不少于2小时的垂直喷淋冲洗,将翅片表面的污垢与工件分解剥离,然后冲入池中。冲洗潜水泵的进口应设置过滤器,防止冲洗下的污垢再次进入翅片。


4.3内腔清洁与污染检查


清洗和污染检查均在内腔冲洗试验台上进行。在内腔冲洗试验台上,油腔和水腔用准备好的清洗液循环冲洗30min,清洗后用处理好的去离子水冲洗油腔和水腔5-10min。清洗管道出口设有Y型金属滤网过滤器,过滤精度不低于100。冲洗后,目视检查滤网的杂质残留情况,用内窥镜检查复合冷却器内部。如果没有杂质和异物残留,则视为合格。如果不符合条件,继续循环冲洗,直到符合条件。


4.4干燥和密封性试验


干燥后进行密封试验。密封试验采用水浸气压,将复合冷却器的水腔与(0.4-0.6)MPa的风源连接,将复合冷却器全部浸入水中,根据规定的试验压力调整到规定值,并保持至少30min的压力,观察冷却器表面是否有气泡。如有泄漏,可延长试验时间,继续观察,避免误判。如果气泡持续发生,则确定为泄漏故障,应予以处理。油冷却器的试验过程与水冷却器相同。


冷却器内部的冷却液流道结构为网状蜂窝结构。如果干燥前进行密封试验,网格结构中残留的液体会影响密封试验的准确性。因此,密封试验前需要干燥和吹扫,使内腔处于相对干燥状态。同时,干燥冷却器的内腔也是防止主变压器油含水量超标的必要条件。干燥温度(130-150)℃,干燥时间(3-5)h。干燥后,用高温胶带粘贴在冷却器进出口法兰上。无水雾凝结的,视为干燥合格。


干燥前,冷却器内部可用压缩空气吹扫,排出内部积水,可有效缩短干燥时间。干燥箱配有轨道和平车,方便工件进出。


4.5泄漏故障处理


现有的故障处理方法有三种。一是焊接修复,用于表面可见部位的渗漏修复,如焊缝开裂、砂眼等。;二是粘接修复,用于修复较深部位的渗漏点。修复用粘合剂为TS99高强度填缝剂或其他聚氨酯粘合剂;三是更换芯,适用于HXD3分体式复合冷却器。当具有焊接和加工能力时,也可以定制冷却芯,与原壳体重新组装焊接。


4.6通风量检测


冷却器清洗组装后,车下采用合格的复合冷却器通风机作为风源进行通风量检测,将复合冷却器放在专用架上悬挂下部。在复合冷却器通风机组额定工况下,用风速测量仪在复合冷却器出风口端测量9个点的风速值,平均风速不小于10m/s(装车后平均风速必须达到8m//s)。


车下通风检测的目的是检查复合冷却器空气侧通道的堵塞情况。如果通风不符合要求,说明翅片侧清洗不彻底,需要返工。


4.7环境设备要求


复合冷却器的维护应具有一定的维护环境和设备。复合冷却器维护现场环境,应配备上下水设施、风源和电源,便于接入电气设备和水处理设备。现场周围设有集水沟,便于排水,维护现场地面铺设防水格栅,防止滑倒。


维修所需设备包括:一级RO反渗透去离子水处理设备、3kW工业吸尘器、外表面喷淋冲洗装置、出水量3m3/h内腔清洗机、24kW电热鼓风干燥箱、密封试验水槽、(0.4-0.6)MPa风源、复冷通风机组、风机试验台、300L储气罐、管道防护罩等专用工具。


5结论


从产品清洗、泄漏检测、通风检测等方面进行研究和研究,解决了复合冷却器维护和应用过程中的关键技术问题,降低了装车后质量问题的发生率,形成了故障处理和芯维修技术,提高了产品的物理质量。


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