Trakcijos transformatoriai geležinkelių elektros tiekimui

Beveik kiekvienas geležinkelio projektas pasiekia tą pačią sankryžą. A traktavimo transformatorius nurodomas traukos transformatorinėje stotyje, o tada atvyksta viena sakinys, kuris visiškai pakeičia visą išdėstymą: įrenginys vežamas ant transporto priemonės. Šis sakinys perkelta mašiną nuo betoninės plokštės už tinklinės tvoros į plieninę konstrukciją, pritvirtintą po automobilio korpusu, ir pakeičia šiluminį, mechaninį bei sertifikavimo logiką, nuo kurios pradėjote.

 

Bortiniai ir kelio šono įrenginiai – tai du skirtingi inžineriniai uždaviniai

Šie įrenginiai suskyla į dvi šeimas, kurios dalijasi pavadinimu ir beveik niekuo kitu. Bortiniai įrenginiai važiuoja kartu su traukiniais ir maitinami iš viršutinės laidinės linijos arba trečiosios bėgių bėgelės. Kelio šono įrenginiai yra traukos transformatorinėse stotyse ir maitina patį viršutinės laidinės linijos sistemą. Kai pirkėjas prašo vieno tiekėjo pateikti abiejų tipų pasiūlymus, neatskirdamas jų funkcijų, rezultatas dažniausiai būna du nesuderinami dizainai, išdėstyti tame pačiame palyginimo lentelėje.

Įtampų reikšmė yra lemtinga. Europos pagrindinėse geležinkelio linijose naudojama 15 kV įtampa, 16,7 Hz dažniu, o daugumoje kitų elektrifikuotų sistemų – 25 kV įtampa, 50 Hz dažniu. Geležinkelio rato viduje ši kontaktinės linijos įtampa sumažinama iki maždaug 1,5 kV traukos keitikliui, o atskiri antriniai apvyniojimai, tiekiantys maždaug 400 V įtampą, maitina oro kondicionavimo sistemas, apšvietimą ir kompresorius.

Projektavimo veiksniai nukreipti priešingomis kryptimis. Būsto vietoje esantis įrenginys projektuojamas remiantis trumpojo jungimo atlaikymo gebėjimu ir šiluminiu rezervu, o paprastai būsto pamate yra pakankamai vietos jį padaryti didesniam. Tuo tarpu rato viduje esantis įrenginys projektuojamas remiantis masės ir tūrio ribotumu, nes kiekvienas kilogramas šerdies ir apvyniojimų yra masė, kurią neša ratukas, ir energija, kurią traukinys sunaudoja ją pagreitindamas.

 

Ką pakeitė IEC 60310:2026 standartas – ir kodėl jūsų traukos transformatoriaus techninės sąlygos reikalauja pakartotinės peržiūros

Laive traktavimo transformatorius projektavimas reglamentuojamas IEC 60310 standarto. Penktoji leidimo versija paskelbta 2026 m. balandžio 13 d. ir panaikina 2016 m. ketvirtąją leidimo versiją. Tai techninė peržiūra, o ne redaktoriškas atnaujinimas, o paskelbtas taikymo sritis nustatyta „ IEC 60310:2026“ internetinėje parduotuvės puslapio .

Šešios pakeitimų vietos yra svarbios kiekvienam, kuris rašo ar peržiūri techninę specifikaciją. Pridėti tipiniai transformatorių ir induktorių grandinės schemos, kurios projektuotojams suteikia bendrą nuorodą į paplitusias vyniojimo schemas. Dabar apibrėžti raidiniai simboliai aušinimo būdams. Dielektrinio bandymo lentelė pakeista. Bandymų poskyriai perstruktūrizuoti. Sausųjų transformatorių ir sausųjų induktorių temperatūros bandymai padalinti į du atskirus poskyrius. Smūgio ir virpesių reikalavimai atnaujinti remiantis IEC 61373 standartu.

Tas paskutinis punktas yra tas, kuris dažniausiai sukelia problemų projektuose. Jei jūsų gamyklinio priėmimo bandymų planas buvo parengtas remiantis 2016 m. leidimu ir sausosios tipo temperatūros bandymai buvo laikomi vienu straipsniu, šis planas daugiau nebeatitinka standarto, kurį cituoja jūsų klientas. Taip pat verta perskaityti taikymo srities apibrėžtį: IEC 60310 netaikoma matavimo transformatoriams, transformatoriams, kurių vienfazė galia mažesnė nei 1 kVA arba daugiafazė galia mažesnė nei 5 kVA, bei mažosioms induktyvumo ritėms.

 

Skystybe prisotinti ar sausieji: Pirmiausia priimkite sprendimą dėl aušinimo

Borto įrenginiai paprastai yra skystybe prisotinti – mineraliniu aliejumi arba esteriu – nes skystis cirkuliuodama nuveda šilumą nuo apvijų žymiai efektyviau nei oras ir užtikrina didžiausią galios kiekį kilogramui. Transporto priemonėje šis efektyvumas vertas sudėtingumo, kurį reiškia sandari talpa ir susijusi priežiūra.

Sausieji transformatoriai turi tvirtą vietą sautasis transformatorius tiksliai geležinkelio darbuose, o ne kaip atsarginis variantas. Tuneliai, požeminės stotys ir bet kurios vietos, kuriose nepriimtinas skysčių praliejimas ar didelis gaisro krūvis, verčia nustatyti VPI arba liejamosios dėžės konstrukciją. Ta pati logika taikoma pagalbinėms ir stoties transformatoriams, montuojamiems viešojo naudojimo pastatuose.

Prie bėgių oležiuje esantis transformatorius vis dar dominuoja pagrindinės linijos transformatorių stotys 25 kV įtampai ir nuolatinės srovės tinkluose – tiesioginės srovės keitiklių režimu, nes įrenginys įrengiamas už aptvertos teritorijos, kur šiluminis rezervas yra daug svarbesnis nei masė. Šioms programoms aušinimo klasės pasirinkimas – tik ONAN arba ONAN su priverstiniu oro aušinimu – nustato nuolatinį galios rodiklį.

Mūsų patys projektavimo peržiūrose aušinimo sprendimas dažnai yra paskutinis patvirtinamas punktas ir pirmasis, kurį reikėjo nuspręsti anksčiau. Nuspręskite jį prieš pradedant vyniotuvų išdėstymą: ar sprendimas bus skystybe izoliuota bakinė konstrukcija, ar sautasis transformatorius apsaugotoje IP klasės dėžėje – aušinimo pasirinkimas nustato izoliacinę sistemą, geometriją ir tarpus, kuriuos turi atitikti visi kiti komponentai.

 

Specifikacijos lapo punktai, kurie nusprendžia, ar įrenginys tinka

Du įrenginiai gali turėti tą pačią kVA apkrovą ir vis tiek netikti vienas kitam. Žemiau pateikta lentelė – trumpa versija to, kas pasikeičia, kai traktavimo transformatorius perkeliamas iš transformatorinės pastatytosios platformos į transporto priemonę.

Pavadinimas pagal specifikaciją	Bordinis įrenginys	Prie bėgių esantis įrenginys
Įėjimas	25 kV 50 Hz arba 15 kV 16,7 Hz kontaktinė linija	25 kV, 15 kV, 33 kV arba 11 kV
Tipiškas antrinis	Apie 1,5 kV traukos keitikliui; apie 400 V pagalbiniams reikalams	1,5 kV nuolatinės srovės arba 750 V nuolatinės srovės lygintuvo maitinimas; 11 kV skirstomoji sistema
Pagrindinis projektavimo variklis	Masė ir tūris	Trumpojo jungimo atlaikymas ir šiluminis saugos intervalas
Aušinimas	Skystuoju aušinimu naudojamas arba VPI / liejamosios džiovintosios rūšies transformatorius	Aliejumi aušinamas ONAN arba ONAF; džiovintosios rūšies patalpose
Reguliuojanti norma	IEC 60310:2026	EN 50329 su IEC 60076
Mechaninė kvalifikacija	IEC 61373 smūgio ir virpesių reikalavimai	Siesminė kvalifikacija, jei to reikalauja vietos sąlygos
Izoliacijos koordinavimas	Trumpi atstumai, didelis dv/dt iš keitiklio	BIL nulemti atstumai
Gaisro ir skysčių išsiliejimo apribojimai	Tunelių ir keleivių zonų taisyklės	Transformatorių stoties atskyrimo taisyklės

Procentinė varža lemia daugiau parametrų nei bet kuri kita eilutė techniniame pavyzdyje. Transporto priemonėje didesnė varža riboja avarinę srovę ir apsaugo keitiklį, tačiau taip pat padidina įtampų reguliavimą ir apkrovos nuostolius. Kelio šone varža turi būti pritaikyta apsaugos nustatymams ir bet kuriam lygiagrečiai veikiančiam vienetui, nes neatitikimas pasireiškia netolygiai pasiskirstančia apkrova, kai abu transformatoriai pirmą kartą įjungiami kartu – o silpnesnis vienetas nuo pirmos dienos perkaista.

Pirkimo užsakyme nurodykite ne tik nominalią varžos reikšmę, bet ir leistiną nuokrypio dydį, taip pat aiškiai nurodykite reguliavimo jungiklio diapazoną. Transformatorius, sukurtas vienam maitinimo įtampų lygiui, retai gerai veikia, kai tinklas vėliau perjungiamas į kitą šaką.

 

Sertifikavimas ir gamykliniai bandymai geležinkelių projektams

Šiaurės Amerikos transporto ir pramonės projektai prideda savo patvirtinimus prie IEC standarto. ANSI/UL 1561 apima sausosios tipo bendrojo panaudojimo ir galios transformatorius, o jo paskelbtas taikymo sritis baigiasi nominaliu pirminiu ar antriniu įtampų lygiu 600 V, todėl viskas, kas virš šio lygio, laikoma kitos sertifikavimo procedūros objektu. Dabartinė – ketvirtoji leidimo redakcija, paskutinį kartą peržiūrėta 2023 m. rugpjūčio 31 d., o taikymo srities tekstas pateikiamas „ UL 1561“ standarto puslapio .

 

 

Tikrinimo rinkinys. Sklandaus projekto nuo sunkaus skiria tikrinimų rinkinys. „ sautasis transformatorius mes tikėtumėmės santykio ir poliškumo, kiekvienos apvijos varžos, izoliacijos varžos, atskiro šaltinio kintamosios srovės išlaikymo bandymo, sukeltos per įtampų, dalinės išlydžių matavimo su pC riba, nurodyta pirkimo užsakyje, bei temperatūros kilimo bandymo. „ oležiuje esantis transformatorius prideda alyvos tyrimą ir slėgio ar nuotėkio bandymą bakelyje. Tipų bandymai, pvz., žaibo impulsas ir trumpojo jungimo atlaikymas, turėtų būti patvirtinti pripažinto laboratorijos atstovaujamo ataskaitos, o ne tik pažadėti pasiūloje.

Secinė tvarka yra tokia pat svarbi kaip ir sąrašas. Pirkėjai, kurie jos nenurodo, kartais gauna dalinio išlydžio reikšmę, išmatuotą šaltame įrenginyje, nors jie norėjo po temperatūros pakilimo gautos reikšmės, o šios dvi reikšmės projektavimo peržiūroje nėra tarpusavyje keičiamos.

 

Kodėl šie įrenginiai gaminami pagal užsakymą

Katalogų projektai retai tinka geležinkelio darbams. Bėgių matmenų apribojimai, keli antriniai vyniojimai, konkretus varžos langas, netipiškos įtampos pagalbiniai vyniojimai ir automobilio gamintojo nustatyta montavimo schema visi stumia projektą link individualaus trijų fazių transformatoriaus gaminamo pagal projekto brėžinius, o ne parenkamo iš duomenų lapo.

Ryan Electric gamina transformatorius nuo 2007 m., o nuo 2023 m. veikia kaip oficialus Eaton bendradarbiavimo partneris – ši sutartis užtikrina, kad tos pačios gamybos linijos būtų remiamos patvirtintais Šiaurės Amerikos inžineriniais ir kokybės standartais. Gamybos bazė apima 120 000 m² ploto plotą, kurioje įrengta daugiau kaip 180 gamybos ir bandymų įrangos rinkinių; įmonė turi UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS ir CE sertifikatus.

Geležinkelio užklausoms projektavimo vertinimą sudarome remdamiesi trimis klausimais prieš pradedant bet kokį kitą darbą: kokią masę gali išlaikyti montavimo taškas, kokią trumpojo jungimo srovę turi ištverti apvijos ir kokias aplinkos bei vėdinimo sąlygas faktiškai užtikrina įrengimo vieta. Šių trijų atsakymų nustatymas iš anksto pašalina didžiąją dalį vėlesnio perprojektavimo darbų.

 

Geležinkelio transformatorių užsakymų pirkimo laikas

Geležinkelio programos vykdomos pagal fiksuotus patvirtinimo etapus, o traktavimo transformatorius dažnai nėra kritinėje kelyje iki to momento, kol staiga ji ten pasidaro. Automobilių gamintojas užšaldyja rėmo išdėstymą, pakartotinės transformatorinės stoties projektavimas užšaldyta pamato ir laidų trasas, o abu šie terminai paprastai nustatomi gerokai vėliau nei pasirašomas komercinis susitarimas. Užsakymas tuo metu suspaudžia gamybą į likusį laiko langą.

Pirkėjai, kurie išvengia šios problemos, pateikia užsakymą projektavimo užšaldymo metu, o ne statybos pradžios metu, ir priima tai, kad nedidelė dalis projekto vis dar gali būti keičiama. Taip pat jie išskiria ilgalaikių tiekimo elementų tiekimą iš pagrindinio paketo, kad vėlesni signalizacijos ar civilinės statybos apimties pokyčiai negalėtų uždelsti transformatoriaus tiekimo.

Jei ruošiate geležinkelio ar miesto transporto užklausą, praneškite mums naudojimo režimą, montavimo ar pamato apribojimus, trumpojo jungimo srovę ir aplinkos sąlygas. Mes atsiųsime individualaus trijų fazių transformatoriaus pas предложения, kuris tiks pirmą kartą – su mūsų inžinerijos komanda galite susisiekti per kontaktų formą mūsų svetainės pradinėje puslapyje.

 

Apie autorių

Šį straipsnį parengė inžinerinio turinio komanda įmonėje „Ryan Electric“, transformatorių gamintojo, įsteigto 2007 metais, ir nuo 2023 m. oficialaus „Eaton“ bendradarbiavimo partnerio. Komanda palaiko komunalines paslaugas, EPC rangovus bei transporto projektus Šiaurės Amerikoje, Vidurio Rytuose, Pietryčių Azijoje ir Afrikoje, teikdama pritaikytų sausųjų ir aliuje skendinčių transformatorių projektus. Techninėms užklausoms kreipkitės į inžinerinę komandą per „Ryan Electric“ svetainę.