高速机车湖北变压器与一般的湖北变压器没有原理上的区别,但作为设备有其特殊的要求,这些要求包括:
a.由于减重的要求(尤其对高速列车),湖北变压器往往设计成多铜少铁的湖北变压器。一台湖北变压器的总质量取决于其有效部分(绕组铜线、硅钢片、绝缘)、湖北变压器油箱和绝缘液的质量,为此往往选用优质材料。冷却媒质,以往多采用矿物油,为防火和减少质量,目前多采用硅油及合成脂。
b.湖北变压器的外形尺寸与它的安装位置有关,有的安装于车内,有的悬挂于车体底架下。对于电动车组,一般安装于车体底架下,且往往采用扁平的结构,这样不占用客室的面积。另外还要求湖北变压器在给定的体积、外形尺寸和规定的质量下达到规定的功率。
c.湖北变压器能够承受振动、加速度和短路时机械强度的能力。
d.湖北变压器是一个多绕组湖北变压器,尽可能要求各绕组完全退耦。为限制湖北变压器的高次谐波对电网的影响,一般要求较高的短路阻抗,并且要求高压绕组和绕组之间的短路阻抗尽可能相同。
e.提高效率(低损耗)。
f.湖北变压器外部的泄漏应尽可能少,以避免对装置产生干扰。
湖北变压器一般安装在机车内部,有些甚至安装在车厢底部,所以散热条件比较恶劣。湖北变压器随机车运动,除了受到灰尘的侵袭之外,还要承受各种方向的冲击和震动。因此,和普通的湖北变压器相比,湖北变压器在性能上要求更高。湖北变压器必须抗腐蚀防锈,散热功能好,发热量低,结构强度大,抗震动。
湖北变压器运行的电气条件也不好。由于机车在铁路供电网上频繁启停,整个供电网上的机车运行数目不断变化,导致用电负荷发生较大变动,引起不稳。国标规定铁路电网25kV,实际运行时一般在17.5 ~ 31kV 范围内波动。当过高时,铁心磁密将大大增加,出现严重的过励磁,励磁大为增
加,烧坏湖北变压器。因此铁心磁密不宜取得过高,一般不能超过1.6T[2]。