Železničný transformátor (trakčný transformátor): Typy a použitie

Železničný transformátor (trakčný transformátor): Čo to je, typy a ako to funguje

Čo je aželezničný transformátor? Budete ho počuť aj pod názvom trakčný transformátor. V podstate je to súprava, vďaka ktorej je elektrická energia použiteľná pre vlaky a infraštruktúru, ktorá ich podporuje. Na tom, kde žije, záleží, hoci-je buď zastrčený v atrakčná rozvodňanapájanie trolejového vedenia alebo tretej koľajnice zo siete, alebo je priskrutkovaná na samotný vlak (lokomotíva alebo EMU), kde zníži toto drsné nadzemné napätie, aby ho trakčný menič, motory a všetky palubné prídavné zariadenia mohli skutočne použiť.

A tu je vec: toto nie sú vaše záhradné -rozmanité výkonové transformátory. Železničné energetické systémy sú brutálne-veľké preťaženie, neustále prepínanie, nepretržité-vibrácie a harmonické zložky výkonovej elektroniky, ktoré by bežného transformátora rozplakali. Železničné transformátory sa teda vyrábajú tvrdšie, inteligentnejšie a majú úplne iný súbor priorít.

Zjednodušene povedané, železničný (trakčný) transformátor je elektrický transformátor špeciálne navrhnutý na elektrifikáciu koľajníc. Jeho hlavná práca? Vezmite vysoké napätie a spustite ho na niečo, s čím dokáže trakčné zariadenie pracovať. Nie je to však len o konverzii napätia-, poskytuje aj elektrickú izoláciu, dobre sa hrá s ochrannými systémami a musí zvládať všetky nepríjemné prevádzkové podmienky, ako sú cyklické zaťaženie, harmonické a mechanické namáhanie, ktoré toto územie prináša.

Zvyčajne sa zobrazujú na dvoch hlavných miestach:

1) Transformátor trakčnej rozvodne (-strana siete)

Ten leží medzi verejnou sieťou a železničnou sieťou. Jeho vystúpenie zahŕňa:

 Zníženie napätia z prenosových úrovní (myslím 66–220 kV) na úrovne železničného napájania, ako je napr25 kV AC.

 Napájanie jednej alebo viacerých častí nadzemného vedenia.

 Podporné schémy ochrany a riadenia, takže chyby nezničia celý systém.

Vo väčšine železníc so striedavým prúdom nájdete tieto rozvodne rozmiestnené pozdĺž trasy, aby udržali napätie pod kontrolou, keď vlaky odoberajú energiu.

2) Palubný trakčný transformátor (vlaková-strana)

Toto je ten, ktorý nájdete v AC elektrifikovaných vlakoch (25 kV AC alebo 15 kV ACsiete). Elektricky je umiestnená medzi zberačom a trakčným meničom-, takže reťaz vyzerá asi takto:

Pantograf → Hlavný istič → Trakčný transformátor → Trakčný menič → Trakčné motory.

Jeho hlavné úlohy:

 Zníženie napätia nadzemného vedenia na úroveň, ktorú výkonová elektronika zvládne.

 Poskytuje viacero sekundárnych výstupov-nielen pre trakciu, ale aj pre HVAC, kompresory, nabíjačky batérií, osvetlenie a riadiace napájanie.

Stojí za zmienku: nie každý elektrický vlak ho má.DC systémy(viac o tom nižšie) často nepotrebujú zabudovaný transformátor v rovnakom zmysle.

Vo svojom jadre jeelektromagnetická indukciarobiť ťažké zdvíhanie:

Primárne vinutie napája vysoko{0}}napäťové striedavé napätie.

Magnetické jadro spája túto energiu s jedným alebo viacerými sekundárnymi vinutiami.

Sekundárne vinutia dodávajú nižšie napätie, ale vyššie prúdy.

Pri použití na železnici sa však dizajn musí vyrovnať s:

 Rýchle zmeny zaťaženia (zrýchľujúce vlaky odoberajú tonu prúdu).

 Krátkodobé-preťaženia.

 Harmonickéanesínusové prúdyz tých trakčných meničov.

 Tepelné cyklovanie-teploty stúpajú a klesajú po celý deň, ako si služba vyžaduje zmenu.

Konštrukcia železničného transformátora je pevne viazaná na napätie a frekvenciu systému. Tu je rýchly prehľad:

1) Jednofázové trakčné transformátory- (AC vlaky)

Väčšina železníc so striedavým prúdom efektívne funguje na jednofázovom{0}}hlavnom napájaní. Palubné transformátory tu zvyčajne majú:

 Jednofázový{0}}primárny.

 Viacnásobné sekundárne vinutia (trakčné + pomocné).

 Špecifická koordinácia izolácie na zvládnutie prepätia nadzemného vedenia a spínacích udalostí.

2) Viacnásobné-navíjacie/konvertorové-transformátory

Moderné vlaky sa spoliehajú naIGBT{{0}založené prevodníky. Sekundárne vinutia sú teda usporiadané tak, aby:

 Krmivousmerňovače/invertoryefektívne.

 Znížte zvlnenie a zvýšte výkon prevodníka.

 Rukoväťharmonické vykurovanielepšie-pretože harmonické sú skutočne bolesti hlavy.

3) Autotransformátory v systémoch 2×25 kV

Niektorí25 kVsiete využívajú a2 × 25 kVschéma autotransformátoru na zníženie poklesu napätia a strát pri dlhých trasách. V tomto nastavení:

Nadzemný systém využíva napájací vodič a trolejové vedenie pri rôznych potenciáloch.

Autotransformátory sú umiestnené pozdĺž trasy na stabilizáciu napätia a riadenie spätných prúdov.

Len aby bolo jasné: nejde o integrované trakčné transformátory,{0}}sú súčasťoudodávateľská architektúra.

4) Integrované transformátory typu olej{1}}naplnené vs. suché{2}}

V závislosti od konštrukcie vlaku a preferencií operátora uvidíte:

Naplnené olejom-:Skvelý prenos tepla, kompaktný vzhľadom na hodnotenie, ale potrebujete ochranu proti ohňu a ochranu životného prostredia.

Suchý-typ/odliatok zo živice:Žiadna tekutina, menšie riziko rozliatia, ale často väčšie/ťažšie a chladenie musí byť-na mieste.

„Správna“ voľba závisí od noriem, priestoru, prúdenia vzduchu, cieľov požiarnej-bezpečnosti a od toho, koľko údržby ste ochotní z dlhodobého hľadiska vykonať.

Železničné transformátory sú stavané na hrubšiu životnosť. Tu je to, čo ich odlišuje:

Dizajn sa líši, ale typický železničný transformátor zahŕňa:

Jadro a vinutia:Optimalizované pre účinnosť, tepelný výkon a harmonické vykurovanie.

Izolačný systém:Postavené tak, aby vydržali vysoko{0}}napäťové impulzné namáhanie a{1}}dlhodobé starnutie.

Puzdrá/ukončenia:Dostatočne robustné pre vibrácie a tepelné cykly.

Chladiaci systém:Radiátory, ventilátory, čerpadlá alebo kanály núteného{0}}vzduchu v závislosti od typu.

Prístrojové vybavenie:Snímače teploty, zariadenia na{0}}hladinu/tlak oleja (pre olej-naplnené) a monitorovacie rozhrania.

Montážna konštrukcia:Navrhnuté tak, aby spĺňali špecifikácie železničných otrasov a vibrácií.

Keď si inžinieri sadnú, aby špecifikovali alebo porovnávali železničné transformátory, pozerajú sa na toto:

Udržiavanie týchto transformátorov v dobrom stave znamená pravidelné monitorovanie a testovanie. Bežné postupy zahŕňajú:

 Vizuálna kontrola (netesnosti, znečistenie, chladenie).

 Kontroly izolačného odporu a odporu vinutia.

 Testovanie pomeru otáčok.

 Monitorovanie a sledovanie teploty.

 Olejové testy pre olejom-naplnené jednotky (vlhkosť, dielektrická pevnosť, kyslosť).

 Analýza rozpustených plynov (DGA) tam, kde je to možné,-skvelá na včasné odhalenie vnútorných chýb.

 Testovanie čiastočného vybitia v niektorých diagnostických programoch.

Programy sa zvyčajne riadia štandardmi prevádzkovateľov železníc a vnútroštátnymi predpismi,{0}}je samozrejmé, že je predovšetkým bezpečnosť.

Niektoré časté bolesti hlavy:

Prehrievaniez preťaženia, porúch chladenia alebo harmonických strát.

Starnutie izolácieurýchľuje teplo, vlhkosť a elektrické napätie.

Uvoľnené spojeniaalebo poškodenie olova v dôsledku vibrácií a tepelných cyklov.

Poruchy puzdier/koncoviek-sledovanie, kontaminácia, mechanické namáhanie.

Degradácia ropy(oxidácia, prenikanie vlhkosti) v dizajnoch-naplnených olejom.

Tip pre profesionálov: -sledovanie na základe trendov-sledovanie zmien v priebehu času-je oveľa užitočnejšie ako výsledok jedného testu.

Majú všetky elektrické vlaky trakčný transformátor?
nie. AC vlaky zvyčajne áno. Mnohé systémy jednosmerného prúdu nepoužívajú palubný trakčný transformátor rovnakým spôsobom,-hoci stále majú prevodník.

Aký je rozdiel medzi trakčným transformátorom a normálnym transformátorom?
Trakčné transformátory sú účelovo{0}}skonštruované pre železničnú prevádzku-vibrácie, preťaženie, rýchle zmeny zaťaženia, harmonické. Normálne priemyselné transformátory nie sú určené na tento druh zneužívania.

Čo je to transformátor trakčnej rozvodne?
Je to transformátor v rozvodni, ktorý znižuje sieťové napätie na železničné napájacie napätie (napr. 25 kV AC) a napája úseky nadzemného vedenia.

Železničný transformátor-alebo trakčný transformátor, ak chcete,-je špecializované zariadenie, ktoré je pre elektrifikované železnice absolútne nevyhnutné. Či už ide o napájanie siete z rozvodne alebo jazdu vo vlaku za účelom zníženia napätia, jeho dizajn je zameraný na zvládanie drsných vecí: cykly preťaženia, harmonické, vibrácie, tesné priestory a prísne bezpečnostné normy. Ak špecifikujete, udržiavate alebo sa len pokúšate vyťažiť maximum z jedného, ​​budete sa chcieť oprieť o medzinárodné normy a špecifické technické požiadavky-pre železnice. Nie je to len transformátor-je to transformátor, ktorý bol v telocvični.

Kontaktujte teraz