Железопътен трансформатор (тягов трансформатор): видове и приложения

Железопътен трансформатор (тягов трансформатор): какво представлява, видове и как работи

Какво е ажелезопътен трансформатор? Ще чуете също така, че се нарича тягов трансформатор. По принцип това е частта от комплекта, която прави електрическата енергия използваема за влаковете и инфраструктурата, която ги поддържа. Има значение къде живее, но-или е скрито втягова подстанциязахранване на въздушните линии или третата релса от решетката, или е завинтено към самия влак (локомотив или EMU), където намалява това неравномерно въздушно напрежение, така че тяговият преобразувател, двигателите и всички спомагателни устройства на борда могат действително да го използват.

Ето какво: това не са вашите градински-разнообразни силови трансформатори. Железопътните енергийни системи са брутални-тежки претоварвания, постоянно превключване, не-спиращи вибрации и хармоници от силова електроника, които биха разплакали обикновен трансформатор. Така че железопътните трансформатори са конструирани по-здрави, по-интелигентни и с напълно различен набор от приоритети.

Казано по-просто, железопътният (тягов) трансформатор е електрически трансформатор, специално проектиран за електрификация на релсите. Основната му работа? Вземете високо напрежение и го пуснете до нещо, с което тяговото оборудване може да работи. Но не става въпрос само за преобразуване на напрежението-той осигурява и електрическа изолация, работи добре със системите за защита и трябва да се справя с всички неприятни работни условия като циклични натоварвания, хармоници и механично напрежение, които идват с територията.

Те обикновено се появяват на две основни места:

1) Трансформатор на тягова подстанция (от страната-на мрежата)

Този се намира между обществената мрежа и железопътната мрежа. Концертът му включва:

 Понижаване на напрежението от нивата на предаване (помислете 66–220 kV) до нива на захранване на железопътния транспорт като25 kV AC.

 Захранване на една или повече секции от въздушна линия.

 Поддържащи схеми за защита и контрол, така че грешките да не свалят цялата система.

В повечето железници с променлив ток ще намерите тези подстанции, разположени по протежение на маршрута, за да поддържат напрежението под контрол, докато влаковете черпят енергия.

2) Бордов тягов трансформатор (от страната на-влака)

Това е този, който ще намерите в електрифицираните влакове с променлив ток (25 kV AC или 15 kV ACмрежи). Електрически той се намира между пантографа и тяговия преобразувател-така че веригата изглежда нещо като:

Пантограф → Главен прекъсвач → Тягов трансформатор → Тягов преобразувател → Тягови двигатели.

Основните му задачи:

 Намаляване на напрежението на въздушната линия до нива, които силовата електроника може да понесе.

 Осигуряване на множество вторични изходи-не само за тяга, но и за HVAC, компресори, зарядни устройства за батерии, осветление и контрол на мощността.

Струва си да се отбележи: не всеки електрически влак има такъв.DC системи(повече за това по-долу) често не се нуждаят от вграден трансформатор в същия смисъл.

В основата си еелектромагнитна индукциявдигане на тежко:

Първичната намотка поема високо-променливо напрежение.

Магнитната сърцевина свързва тази енергия към една или повече вторични намотки.

Вторичните намотки осигуряват по-ниски напрежения, но по-високи токове.

При железопътна употреба обаче дизайнът трябва да се справи с:

 Бързи промени в натоварването (ускоряващите се влакове черпят тон ток).

 Краткосрочни{0}}претоварвания.

 Хармонициине{0}}синусоидални токовеот тези тягови преобразуватели.

 Термичните цикли-температури се покачват и понижават през целия ден, тъй като изискванията за обслужване се променят.

Дизайнът на железопътния трансформатор е тясно свързан с напрежението и честотата на системата. Ето краткото описание:

1) Еднофазни-тягови трансформатори (AC влакове)

Повечето железопътни линии с променлив ток ефективно работят с еднофазно -захранване. Вградените трансформатори тук обикновено имат:

 Първична-фаза с една.

 Множество вторични намотки (тяга + спомагателни).

 Специфична координация на изолацията за справяне с пренапрежения на въздушната линия и събития на превключване.

2) Трансформатори с много-намотки/преобразуватели-

Съвременните влакове разчитат наIGBT-базирани конвертори. Така че вторичните намотки са подредени така, че:

 Хранатокоизправители/инверториефективно.

 Намалете пулсациите и увеличете производителността на конвертора.

 Дръжкахармонично отоплениепо-добре-защото хармониците са истинско главоболие.

3) Автотрансформатори в системи 2×25 kV

някои25 kVмрежите използват a2×25 kVавтотрансформаторна схема за намаляване на падането на напрежението и загубите при дълги разстояния. В тази настройка:

Надземната система използва захранващ проводник и контактна мрежа с различни потенциали.

По трасето са поставени автотрансформатори за стабилизиране на напрежението и управление на обратните токове.

Само за да бъде ясно: това не са бордови тягови трансформатори-те са част отархитектура на доставките.

4) Напълнени с масло-срещу сухи-вградени трансформатори

В зависимост от дизайна на влака и предпочитанията на оператора ще видите:

Напълнен-с масло:Страхотен топлопренос, компактен за рейтинга, но имате нужда от ограничаване и контрол на пожар/околна среда.

Сух-тип/отливка от смола:Без течност, по-малък риск от разливане, но често е по-голям/по-тежък и охлаждането трябва-да бъде на място.

„Правилният“ избор зависи от стандартите, пространството, въздушния поток, целите за-пожарна безопасност и колко поддръжка сте готови да направите в дългосрочен план.

Железопътните трансформатори са създадени за по-суров живот. Ето какво ги отличава:

Дизайнът варира, но типичният железопътен трансформатор включва:

Ядро и намотки:Оптимизиран за ефективност, топлинни характеристики и хармонично отопление.

Изолационна система:Създаден да издържа на високо-напрежения на импулси на напрежение и дългосрочно-стареене.

Втулки/накрайници:Достатъчно здрав за вибрации и термични цикли.

Охладителна система:Радиатори, вентилатори, помпи или-въздушни канали в зависимост от типа.

Инструментариум:Температурни сензори, устройства-ниво/налягане на маслото (за-пълни с масло) и интерфейси за наблюдение.

Монтажна конструкция:Проектиран да отговаря на спецификациите за железопътни удари и вибрации.

Когато инженерите седнат да определят или сравняват железопътни трансформатори, ето какво гледат:

Поддържането на тези трансформатори в добро състояние означава редовно наблюдение и тестване. Обичайните практики включват:

 Визуална проверка (течове, замърсяване, състояние на охлаждане).

 Проверки на изолационното съпротивление и съпротивлението на намотките.

 Тестване на коефициента на завъртане.

 Температурен мониторинг и тенденции.

 Маслени тестове за-напълнени агрегати (влага, диелектрична якост, киселинност).

 Анализ на разтворения газ (DGA), където е приложимо-отличен за ранно улавяне на вътрешни грешки.

 Тестване на частичен разряд в някои диагностични програми.

Програмите обикновено се ръководят от стандартите на железопътния оператор и националните разпоредби-безопасността на първо място, очевидно.

Някои чести главоболия:

Прегряванеот режим на претоварване, откази в охлаждането или хармонични загуби.

Стареене на изолациятаускорява се от топлина, влага и електрически стрес.

Разхлабени връзкиили повреда на оловото от вибрации и термични цикли.

Повреди на втулка/терминатор-проследяване, замърсяване, механичен стрес.

Разграждане на маслото(окисление, навлизане на влага) в-напълнени с масло конструкции.

Професионален съвет: Наблюдението-на базата на тенденции-наблюдаването на промените във времето-е много по-полезно от един резултат от теста.

Всички електрически влакове имат ли тягов трансформатор?
не AC влаковете обикновено го правят. Много системи с постоянен ток не използват вграден трансформатор за тяга по същия начин-въпреки че все още имат преобразуващо оборудване.

Каква е разликата между тягов трансформатор и нормален трансформатор?
Тяговите трансформатори са-изградени за работа в железопътната мрежа-вибрации, претоварвания, бързи промени на товара, хармоници. Нормалните индустриални трансформатори не са предназначени за такъв вид злоупотреба.

Какво е трансформатор на тягова подстанция?
Това е трансформаторът в подстанцията, който намалява напрежението на мрежата до захранващото напрежение на железопътната линия (напр. 25 kV AC) и захранва секциите на въздушната линия.

Железопътен трансформатор-или тягов трансформатор, ако предпочитате-е специализирано оборудване, което е абсолютно необходимо за електрифицираните железници. Независимо дали захранва мрежата от подстанция или се вози във влака, за да намали напрежението, неговият дизайн е свързан с работа с грубите неща: цикли на претоварване, хармоници, вибрации, тесни пространства и строги стандарти за безопасност. Ако специфицирате, поддържате или просто се опитвате да извлечете максимума от един, ще искате да разчитате както на международните стандарти, така и на железопътните-специфични технически изисквания. Това не е просто трансформатор-това е трансформатор, който е бил във фитнеса.

Свържете се сега