Željeznički transformator (trakcioni transformator): vrste i namjene

Željeznički transformator (trakcioni transformator): šta je, vrste i kako radi

Šta je aželjeznički transformator? Također ćete čuti da se zove vučni transformator. U osnovi, to je dio kompleta koji čini električnu energiju upotrebljivom za vlakove i infrastrukturu koja ih podržava. Važno je gdje živi, ​​ali-to je ili skriveno u avučna trafostanicanapajaju nadzemne vodove ili treću šinu iz mreže, ili je pričvršćena na sam voz (lokomotiva ili EMU), gdje snižava taj grubi nadzemni napon tako da ga vučni pretvarač, motori i sva pomoćna oprema na vozilu zapravo mogu koristiti.

Evo u čemu je stvar: ovo nisu vaši{0}}različiti energetski transformatori. Željeznički elektroenergetski sistemi su brutalna-teška preopterećenja, konstantno prebacivanje, neprekidne vibracije i harmonici energetske elektronike koji bi rasplakali običan transformator. Dakle, željeznički transformatori su izgrađeni čvršći, pametniji i s potpuno drugačijim skupom prioriteta.

Pojednostavljeno rečeno, željeznički (vučni) transformator je električni transformator posebno dizajniran za elektrifikaciju tračnica. Njegov glavni posao? Uzmite visoki napon i spustite ga na nešto s čime oprema za vuču može raditi. Ali ne radi se samo o konverziji napona-on također pruža električnu izolaciju, dobro se ponaša sa zaštitnim sistemima i mora podnijeti sve neugodne radne uvjete kao što su ciklična opterećenja, harmonici i mehanički stres koji dolazi sa teritorije.

Obično se pojavljuju na dva glavna mjesta:

1) Transformator vučne trafostanice (mrežna-strana)

Ovaj se nalazi između javne mreže i željezničke mreže. Njegova svirka uključuje:

 Spuštanje napona sa nivoa prenosa (mislim na 66–220 kV) na nivoe snabdevanja železnicom kao što je25 kV AC.

 Napajanje jedne ili više sekcija nadzemnog voda.

 Podržava sheme zaštite i upravljanja tako da greške ne dovedu do kvara cijeli sistem.

U većini AC željeznica, naći ćete ove trafostanice raspoređene duž rute kako bi napon bio pod kontrolom dok vlakovi crpe struju.

2) Ugrađeni vučni transformator (s-bočna strana)

Ovo je onaj koji ćete naći u AC elektrificiranim vlakovima (25 kV AC ili 15 kV ACmreže). Električni, on se nalazi između pantografa i vučnog pretvarača-tako da lanac izgleda otprilike ovako:

Pantograf → Glavni prekidač → Trakcioni transformator → Vučni pretvarač → Vučni motori.

Njegovi glavni zadaci:

 Snižavanje napona nadzemne mreže na nivoe koje energetska elektronika može podnijeti.

 Pružanje višestrukih sekundarnih izlaza-ne samo za vuču, već i za HVAC, kompresore, punjače baterija, rasvjetu i kontrolno napajanje.

Vrijedi napomenuti: nema ga svaki električni voz.DC sistemi(više o tome u nastavku) često ne trebaju ugrađeni transformator u istom smislu.

U svojoj srži, jesteelektromagnetna indukcijadizanje tereta:

Primarni namotaj prima naizmjeničnu struju visokog{0}}napona.

Magnetsko jezgro spaja tu energiju na jedan ili više sekundarnih namotaja.

Sekundarni namotaji isporučuju niže napone, ali veće struje.

Međutim, u željezničkom korištenju, dizajn se mora nositi sa:

 Brze promjene opterećenja (vozovi koji ubrzavaju vuku tonu struje).

 Kratkotrajna{0}}preopterećenja.

 Harmonikeine-sinusoidne strujeod tih vučnih pretvarača.

 Termociklične{0}temperature rastu i snižavaju se cijeli dan dok se servisni zahtjevi mijenjaju.

Dizajn željezničkog transformatora je čvrsto vezan za napon i frekvenciju sistema. Evo kratkog pregleda:

1) Jednofazni vučni transformatori (izmjenični vozovi)

Većina AC željeznica efektivno radi na jednofaznu{0}}faznu nadzemnu energiju. Ugrađeni transformatori ovdje obično imaju:

 Jednofazni{0}}primarni.

 Višestruki sekundarni namotaji (vučni + pomoćni).

 Specifična koordinacija izolacije za rukovanje udarima nadzemnih vodova i događajima prebacivanja.

2) Multi-Transformatori za namotavanje/konverter-

Moderni vozovi se oslanjaju naIGBT-bazirani pretvarači. Dakle, sekundarni namoti su raspoređeni tako da:

 Feedispravljači/invertoriefikasno.

 Smanjite talasanje i povećajte performanse pretvarača.

 Drškaharmonijsko grijanjebolje-jer su harmonici prava glavobolja.

3) Autotransformatori u sistemima 2×25 kV

Neki25 kVmreže koriste a2×25 kVshema autotransformatora za smanjenje pada napona i gubitaka na dugim relacijama. U ovoj postavci:

Nadzemni sistem koristi napojni provodnik i kontaktnu mrežu na različitim potencijalima.

Autotransformatori se postavljaju duž trase za stabilizaciju napona i upravljanje povratnim strujama.

Samo da bude jasno: ovo nisu ugrađeni vučni transformatori-već su dioarhitektura snabdevanja.

4) Transformatori punjeni uljem-suhi-

Ovisno o dizajnu vlaka i željama operatera, vidjet ćete:

Punjeno-uljem:Odličan prijenos topline, kompaktan za ocjenu, ali vam je potrebna zaštita i kontrola požara/okoliša.

Suhi{0}}tip/liven od smole:Bez tečnosti, manji rizik od izlivanja, ali često veće/teže i hlađenje mora biti na mestu-.

"Pravi" izbor zavisi od standarda, prostora, protoka vazduha, ciljeva zaštite od požara{0}}i koliko održavanja ste spremni da uradite tokom dužeg perioda.

Željeznički transformatori su napravljeni za grublji život. Evo šta ih izdvaja:

Dizajni se razlikuju, ali tipični željeznički transformator uključuje:

Jezgra i namotaji:Optimizirano za efikasnost, termičke performanse i harmonično grijanje.

Sistem izolacije:Napravljen da izdrži visoko-naponske impulse i dugotrajno-starenje.

čahure/završeci:Dovoljno robustan za vibracije i termičke cikluse.

Sistem hlađenja:Radijatori, ventilatori, pumpe ili kanali za prisilni{0}}zračni kanal u zavisnosti od tipa.

Instrumentacija:Senzori temperature, uređaji-nivoa/pritiska ulja (za-punjeni uljem) i interfejsi za nadzor.

Montažna konstrukcija:Dizajniran da zadovolji specifikacije za udare i vibracije na željeznici.

Kada inženjeri sjednu da preciziraju ili uporede željezničke transformatore, evo šta oni gledaju:

Održavanje ovih transformatora zdravim znači redovno praćenje i testiranje. Uobičajene prakse uključuju:

 Vizuelni pregled (curenje, kontaminacija, stanje hlađenja).

 Provjera otpora izolacije i otpora namotaja.

 Ispitivanje omjera okretaja.

 Praćenje i praćenje temperature.

 Testovi ulja za jedinice{0}}punjene uljem (vlaga, dielektrična čvrstoća, kiselost).

 Analiza otopljenog gasa (DGA) gdje je primjenjivo-odlična je za rano otkrivanje unutrašnjih kvarova.

 Ispitivanje djelomičnog pražnjenja u nekim dijagnostičkim programima.

Programi su obično uređeni standardima željezničkog operatera i nacionalnim propisima -sigurnost na prvom mjestu, očigledno.

Neke česte glavobolje:

Pregrijavanjeod preopterećenja, kvarova u hlađenju ili harmonijskih gubitaka.

Starenje izolacijeubrzana toplinom, vlagom i električnim stresom.

Labave vezeili oštećenja olova od vibracija i termičkih ciklusa.

Kvarovi čahura/završetaka-praćenje, kontaminacija, mehanički stres.

Degradacija nafte(oksidacija, ulazak vlage) u dizajn-punjenim uljem.

Profesionalni savjet: praćenje-bazirano na trendu-praćenje promjena tokom vremena-je mnogo korisnije od jednog rezultata testa.

Da li svi električni vozovi imaju vučni transformator?
Ne. AC vozovi obično rade. Mnogi DC sistemi ne koriste ugrađeni vučni transformator na isti način-iako još uvijek imaju opremu za konverziju.

Koja je razlika između vučnog transformatora i normalnog transformatora?
Vučni transformatori su namjenski-napravljeni za rad na željeznici-vibracije, preopterećenja, brze promjene opterećenja, harmonike. Normalni industrijski transformatori nisu dizajnirani za takvu vrstu zloupotrebe.

Šta je transformator vučne trafostanice?
Transformator u trafostanici snižava mrežni napon na napon napajanja željeznice (npr. 25 kV AC) i napaja dionice nadzemnog voda.

Željeznički transformator-ili vučni transformator, ako želite-je specijalizovani dio opreme koji je apsolutno neophodan za elektrificirane željeznice. Bilo da napaja mrežu iz trafostanice ili se vozi vlakom kako bi se smanjio napon, njegov dizajn se odnosi na rukovanje grubim stvarima: ciklusi preopterećenja, harmonici, vibracije, uski prostori i strogi sigurnosni standardi. Ako specificirate, održavate ili samo pokušavate izvući maksimum iz jednog, poželjet ćete se osloniti i na međunarodne standarde i na željeznice{4}}specifične tehničke zahtjeve. To nije samo transformator-to je transformator koji je bio u teretani.

Kontaktirajte sada