Залізничний трансформатор (тяговий трансформатор): типи та використання

Залізничний трансформатор (тяговий трансформатор): що це таке, види та принцип роботи

Що таке aзалізничний трансформатор? Ви також почуєте, що його називають тяговим трансформатором. По суті, це частина набору, яка робить електричну енергію придатною для потягів та інфраструктури, яка їх підтримує. Де воно живе має значення, хоча-його або заховати втягова підстанціяживлення повітряних ліній або третьої рейки від мережі, або він прикріплений до самого поїзда (локомотив або ЕВС), де він знижує цю вузлувату напругу, щоб тяговий перетворювач, двигуни та всі бортові допоміжні пристрої могли фактично використовувати його.

Ось у чому річ: це не ваші садові-різноманітні силові трансформатори. Залізничні системи живлення — це жахливі-сильні перевантаження, постійні перемикання, без{3}}неперервна вібрація та гармоніки силової електроніки, які змусили б плакати звичайний трансформатор. Тож залізничні трансформатори створюються міцнішими, розумнішими та мають зовсім інший набір пріоритетів.

Простіше кажучи, залізничний (тяговий) трансформатор — це електричний трансформатор, спеціально розроблений для електрифікації залізниць. Його основна робота? Візьміть високу напругу та опустіть її до того, з чим може працювати тягове обладнання. Але справа не лише в перетворенні напруги-вона також забезпечує електричну ізоляцію, добре працює із системами захисту та витримує всі неприємні робочі умови, такі як циклічні навантаження, гармоніки та механічні навантаження, які виникають із територією.

Зазвичай вони з’являються у двох основних місцях:

1) Трансформатор тягової підстанції (сторона -мережі)

Цей розташований між громадською мережею та залізничною мережею. Його концерт включає:

 Зниження напруги від рівнів передачі (припустимо, 66–220 кВ) до рівнів електропостачання залізниці25 кВ змінного струму.

 Живлення однієї або кількох ділянок повітряної лінії.

 Підтримка схем захисту та контролю, щоб несправності не виводили з ладу всю систему.

На більшості залізниць змінного струму ви знайдете ці підстанції, розташовані вздовж маршруту, щоб підтримувати напругу під контролем, коли поїзди споживають електроенергію.

2) Бортовий тяговий трансформатор (з-боку поїзда)

Це той, який ви знайдете в електрифікованих поїздах змінного струму (25 кВ змінного струму або 15 кВ змінного струмумережі). Електрично він розташований між пантографом і тяговим перетворювачем-тому ланцюг виглядає приблизно так:

Пантограф → Головний вимикач → Тяговий трансформатор → Тяговий перетворювач → Тягові двигуни.

Його основні завдання:

 Зменшення напруги повітряної лінії до рівнів, які може впоратися з силовою електронікою.

 Забезпечення кількох вторинних виходів-не лише для тяги, але й для опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, компресорів, зарядних пристроїв для акумуляторів, освітлення та керування живленням.

Варто зауважити: не в кожній електричці він є.Системи постійного струму(докладніше про це нижче) часто не потрібен бортовий трансформатор у тому ж сенсі.

За своєю суттю цеелектромагнітна індукціяпідняття важких речей:

Первинна обмотка приймає високу-напругу змінного струму.

Магнітний сердечник передає цю енергію до однієї або кількох вторинних обмоток.

Вторинні обмотки забезпечують нижчу напругу, але вищі струми.

Однак при використанні на залізниці конструкція повинна відповідати:

 Швидкі зміни навантаження (поїзди, що розганяються, споживають тонну струму).

 Короткочасні-перевантаження.

 Гармонікиіне-синусоїдальні струмивід тих тягових перетворювачів.

 Термічні цикли-температури підвищуються й опускаються протягом усього дня, оскільки змінюються вимоги до обслуговування.

Конструкція залізничного трансформатора тісно прив'язана до напруги та частоти системи. Ось короткий виклад:

1) Однофазні-тягові трансформатори (поїзди змінного струму)

Більшість залізниць змінного струму працюють від-однофазного електроживлення. Бортові трансформатори тут зазвичай мають:

 Однофазна первинна-фаза.

 Кілька вторинних обмоток (тяга + допоміжна).

 Спеціальна координація ізоляції для обробки стрибків напруги та перемикань.

2) Багато{1}}обмоткові/перетворювальні-трансформатори

Сучасні поїзди спираються наIGBT-конвертери на основі. Таким чином, вторинні обмотки розташовані так:

 годувативипрямлячі/інверториефективно.

 Зменшіть пульсації та підвищте продуктивність конвертера.

 Ручкагармонійне опаленнякраще,-тому що гармоніка — це справжній головний біль.

3) Автотрансформатори в системах 2×25 кВ

Деякі25 кВмережі використовують a2×25 кВсхема автотрансформатора для зменшення падіння напруги та втрат на великих відстанях. У цьому налаштуванні:

Повітряна система використовує живильний провідник і контактну мережу з різними потенціалами.

Для стабілізації напруги та керування зворотними струмами уздовж траси розміщені автотрансформатори.

Щоб було зрозуміло: це не бортові тягові трансформатори-вони є частиноюархітектура постачання.

4) Масляні-та сухі-бортові трансформатори

Залежно від конструкції поїзда та вподобань оператора ви побачите:

Масло{0}}наповнене:Відмінна теплопередача, компактність для оцінки, але вам потрібні засоби захисту від пожежі та навколишнього середовища.

Сухий-тип/литий смолою:Немає рідини, менший ризик розливу, але часто більший/важчий і охолодження має бути-на місці.

«Правильний» вибір залежить від стандартів, простору, повітряного потоку, цілей протипожежної-безпеки та того, скільки технічного обслуговування ви готові робити в довгостроковій перспективі.

Залізничні трансформатори створені для більш жорсткого життя. Ось що їх відрізняє:

Конструкції різняться, але типовий залізничний трансформатор включає:

Сердечник і обмотки:Оптимізовано для ефективності, теплових характеристик і гармонійного нагріву.

Система ізоляції:Створено для стійкості до високої-імпульсної напруги та тривалого-старіння.

Втулки/наконечники:Досить міцний для вібрації та перегріву.

Система охолодження:Радіатори, вентилятори, насоси або-повітроводи, залежно від типу.

Прилади:Датчики температури, пристрої-рівня/тиску масла (для-наповнених маслом) та інтерфейси моніторингу.

Монтажна конструкція:Розроблено відповідно до вимог щодо ударів і вібрації на залізниці.

Коли інженери сідають, щоб визначити або порівняти залізничні трансформатори, вони дивляться ось на що:

Підтримання цих трансформаторів у справному стані означає регулярний моніторинг і тестування. Загальні практики включають:

 Візуальний огляд (витік, забруднення, стан охолодження).

 Перевірка опору ізоляції та опору обмоток.

 Перевірка коефіцієнта обертів.

 Моніторинг температури та тенденції.

 Випробування масла для масло{0}}наповнених агрегатів (волога, діелектрична міцність, кислотність).

 Аналіз розчинених газів (DGA), якщо це можливо-чудово підходить для раннього виявлення внутрішніх несправностей.

 Перевірка часткового розряду в деяких діагностичних програмах.

Програми зазвичай регулюються стандартами операторів залізниць і національними правилами-безпека насамперед, очевидно.

Часті головні болі:

Перегрівчерез перевантаження, збої в охолодженні або втрати гармонік.

Старіння ізоляціїприскорюється теплом, вологою та електричним струмом.

Послаблені з'єднанняабо пошкодження свинцю внаслідок вібрації та перегріву.

Несправності втулки/закінчення-відстеження, забруднення, механічний вплив.

Деградація нафти(окислення, проникнення вологи) у-маслонаповнених конструкціях.

Порада спеціаліста:-моніторинг на основі тенденцій-спостереження за змінами з часом-набагато корисніший, ніж окремий результат тесту.

Чи всі електропоїзди мають тяговий трансформатор?
ні. Зазвичай це роблять поїзди змінного струму. У багатьох системах постійного струму не використовується бортовий тяговий трансформатор-, хоча вони все ще мають пристрої для перетворення.

Чим тяговий трансформатор відрізняється від звичайного?
Тягові трансформатори спеціально-створені для роботи-залізниці вібрації, перевантажень, швидких змін навантаження, гармонік. Звичайні промислові трансформатори не призначені для такого зловживання.

Що таке трансформатор тягової підстанції?
Це трансформатор на підстанції, який знижує напругу мережі до напруги живлення залізниці (наприклад, 25 кВ змінного струму) і живить ділянки повітряної лінії.

Залізничний трансформатор-або тяговий трансформатор, якщо ви віддаєте перевагу-є спеціальним обладнанням, абсолютно необхідним для електрифікованих залізниць. Незалежно від того, живить це мережу від підстанції чи їде в потязі, щоб знизити напругу, його конструкція спрямована на роботу з грубими речами: циклами перевантаження, гармоніками, вібрацією, обмеженим простором і суворими стандартами безпеки. Якщо ви специфікуєте, обслуговуєте або просто намагаєтесь отримати від нього максимальну користь, ви захочете спиратися як на міжнародні стандарти, так і на-спеціальні технічні вимоги залізниці. Це не просто трансформер-це трансформер, який був у спортзалі.

Зв'язатися зараз