Vilcienas elektroapgādes vilciena transformatori

Gandrīz katrs dzelzceļa projekts nonāk pie tā paša krustojuma. A vilcējtransformators ir norādīts kā substacijas komponents, un tad ierodas viena teikuma paziņojums, kas pārraksta visu izkārtojumu: ierīce tiek uzstādīta uz transportlīdzekļa. Šis teikums pārvieto ierīci no betona pamatnes aiz metāla tīkla žoga uz tērauda rāmi, ko piestiprina zem vilciena korpusa, un tas maina sākotnējo siltumtehnisko, mehānisko un sertifikācijas loģiku.

 

Vilciena iekšienē un dzelzceļa līnijas malā – divas dažādas inženierijas problēmas

Šīs ierīces sadalās divās ģimenēs, kurām ir viens un tas pats nosaukums, bet gandrīz nekas cits kopīgs. Vilciena iekšienē esošās ierīces brauc kopā ar vilcienu un tiek barotas no vada virs ceļa vai trešā sliežu vada. Dzelzceļa līnijas malā esošās ierīces atrodas vilcējsubstacijā un baro pašu vadu virs ceļa. Kad pircējs lūdz vienu piegādātāju sniegt piedāvājumu abām ierīcēm, neatdalot to funkcijas, rezultātā parasti rodas divi nesavietojami dizaini, kas ievietoti vienā un tajā pašā salīdzinājuma tabulā.

Spriegumi stāsta stāstu. Eiropas galveno līniju tīkli darbojas ar 15 kV spriegumu un 16,7 Hz frekvenci, kamēr vairums citu elektrificētu sistēmu darbojas ar 25 kV spriegumu un 50 Hz frekvenci. Vagonā katēnāra spriegums tiek pazemināts līdz aptuveni 1,5 kV vilcēnīcijas pārveidotājam, bet atsevišķas sekundārās tinumus apmēram 400 V baro gaisa kondicionēšanas sistēmu, apgaismojumu un kompresorus.

Projektēšanas nosacījumi norāda pretējās virzienos. Sliežu malas ierīce tiek izmērīta pēc īssavienojuma izturības un termiskās rezerves, un parasti ir pietiekami daudz vietas pamatnē, lai to padarītu lielāku. Vagonā novietota ierīce tiek izmērīta pēc masas un tilpuma, jo katrs serdeņa un tinuma kilogramms ir masa, ko riteņvāģis pārvadā, un enerģija, ko vilciens patērē, paātrinot to.

 

Ko IEC 60310:2026 izmainīja — un kāpēc jūsu vilcēnīcijas transformatora specifikācijai nepieciešams otrs pārskats

Vagonā vilcējtransformators projektēšanu reglamentē IEC 60310. Piektā izdevuma publicēšanas datums ir 2026. gada 13. aprīlis, un tas atceļ 2016. gada ceturtā izdevuma spēku. Tas ir tehniskais pārskats, nevis redakcionāls atsvaidzinājums, un publicētā darbības joma ir norādīta IEC 60310:2026 tīmekļa veikala lapā .

Sešas izmaiņas ir būtiskas ikvienam, kurš sastāda vai pārskata tehnisko specifikāciju. Pievienoti tipiski transformatoru un induktoru shēmu piemēri, kas projektētājiem nodrošina kopīgu atsauci uz visbiežāk lietotajām tinumu izkārtojuma shēmām. Tagad definēti burtu simboli dzesēšanas metodēm. Dielektriskās izmēģinājumu tabulas rediģētas. Izpētes apakšnodaļas pārkārtotas. Sausā tipa transformatoru un sausā tipa induktoru temperatūras izmēģinājumi sadalīti divās atsevišķās apakšnodaļās. Triecienu un vibrāciju prasības atjauninātas saskaņā ar IEC 61373.

Pēdējais punkts ir tas, kas bieži izraisa problēmas projektos. Ja jūsu rūpnīcas pieņemšanas testa plāns tika sastādīts, balstoties uz 2016. gada izdevumu, un sausās tipa temperatūras pārbaude tika uzskatīta par vienu vienīgu pantu, tad šis plāns vairs neatbilst standartam, ko jūsu klients citē. Arī darbības joma ir vērts izlasīt: IEC 60310 nepiemēro instrumentu transformatoriem, transformatoriem ar jaudu zem 1 kVA vienfāzē vai zem 5 kVA daudzfāzē, kā arī maziem induktoriem.

 

Šķidrumā iegremdēti vai sausā tipa: Vispirms pieņemiet dzesēšanas lēmumu

Borta vienības parasti ir šķidrumā iegremdētas — minerāleļļā vai estera šķidrumā — jo šķidruma cirkulācija noņem siltumu no tinumiem daudz efektīvāk nekā gaiss un nodrošina augstāko jaudu kilogrammā. Transportlīdzeklī šī efektivitāte attaisno noslēgtā tvertnes sarežģītību un tai sekojošo apkopi.

Ir noteikta vieta šim sauss tipa transformators tomēr dzelzceļa darbos, un tas nav rezerves risinājums. Tuneli, zemēs novietotas stacijas un jebkura vieta, kur šķidruma izlietums vai liels uguns slodzes risks ir nepieņemams, virza specifikāciju uz VPI vai liektu rezinu konstrukciju. Tas pats loģiskais pamatojums attiecas arī uz palīgdzīvojamajām un stacijas transformatoriem, kas uzstādīti publiskā ēkā.

Viduslīnijas tuvumā eļļas pildīts transformators joprojām dominē galvenās līnijas apakšstacijas 25 kV spriegumā un līdzsprieguma tīklos kā vienfāžu vai trīsfāžu vienības, jo ierīce atrodas aiz žoga norobežotā teritorijā, kur siltuma rezerve ir daudz svarīgāka nekā masa. Šādām lietojumprogrammām dzesēšanas klases izvēle — tikai ONAN vai ONAN ar piespiedu gaisa dzesēšanas posmiem — nosaka nepārtraukto jaudas vērtību.

Mūsu pašu projektēšanas pārskatos dzesēšanas izvēle bieži vien ir pēdējais punkts, ko nosaka, un vienlaikus pirmais, ko vajadzētu noteikt. To nosakiet pirms tinumu izvietojuma: vai risinājums ir šķidruma iemērta tvertne vai sauss tipa transformators iP klasifikācijas korpusā, dzesēšanas izvēle nosaka izolācijas sistēmu, ģeometriju un attālumus, kuriem visam pārējam jāpieturas.

 

Specifikāciju lapas vienības, kas nosaka, vai ierīce der

Divas ierīces var būt ar vienu un to pašu kVA jaudas vērtību un tomēr nebūt piemērotas viena otrai. Zemāk esošā tabula ir saīsināta versija par to, kas mainās, kad vilcējtransformators pārvietojas no transformatorstacijas pamatnes uz transportlīdzekli.

Specifikācijas punkts	Vieglo transportlīdzekļu ierīce	Ceļa malas ierīce
Ievade	25 kV 50 Hz vai 15 kV 16,7 Hz kontaktvads	25 kV, 15 kV, 33 kV vai 11 kV
Tipiskais sekundārais	Aptuveni 1,5 kV vilcības pārveidotājam; aptuveni 400 V palīgdarbībai	1,5 kV DC vai 750 V DC vienfāžu barošana; 11 kV sadale
Vadošais dizaina vadītājs	Masa un tilpums	Īssavienojuma izturība un termiskais rezerves apjoms
Dzesēšana	Šķidrumā iegremdēts vai VPI / litas smilšu tipa sausais transformators	Eļļā iegremdēts ONAN vai ONAF; sausais transformators iekštelpās
Regulējošais standarts	IEC 60310:2026	EN 50329 kopā ar IEC 60076
Mehāniskā kvalifikācija	IEC 61373 triecienu un vibrāciju prasības	Seismiskā kvalifikācija, ja to prasa objekta atrašanās vieta
Izolācijas koordinācija	Cieši attālumi, augsts dv/dt no pārveidotāja	BIL noteiktie attālumi
Uguns un noplūdes ierobežojumi	Tuneli un pasažieru zonu noteikumi	Transformatoru apakšstaciju atdalīšanas noteikumi

Procentuālā pretestība nosaka vairāk argumentu nekā jebkura cita rinda datu lapā. Transportlīdzekļa bortā augstāka pretestība ierobežo avārijas strāvu un aizsargā pārveidotāju, taču tā arī palielina regulēšanu un slodzes zudumus. Ceļmalā pretestībai jāatbilst aizsardzības iestatījumiem un jebkuram paralēlam vienībai, jo neatbilstība izpaužas kā nevienlīdzīga slodzes sadale pirmo reizi, kad abi transformatori tiek vienlaicīgi ieslēgti — un vājākā vienība sāk pārkarsēties jau no pirmās dienas.

Ierakstiet pretestības pieļaujamo novirzi iepirkuma pasūtījumā, ne tikai nominālo vērtību, un skaidri norādiet sprauslu diapazonu. Transformators, kas izgatavots vienai barošanas sprieguma vērtībai, reti darbojas labi, ja tīkls vēlāk tiek pārbarots no cita barošanas avota.

 

Sertifikācija un rūpnīcas izmēģinājumi dzelzceļa projektu vajadzībām

Ziemeļamerikas pārvadājumu un rūpniecības projektu gadījumā papildus IEC sistēmai tiek piemērotas arī vietējās apstiprināšanas prasības. ANSI/UL 1561 standarts attiecas uz sausajiem vispārējām un jaudas transformatoriem, un tā publicētā darbības joma beidzas pie nominālās primārās vai sekundārās sprieguma vērtības 600 V, tāpēc visi augstāki spriegumi iet pa citu sertifikācijas ceļu. Pašreizējā ir 4. izdevums, kas pēdējo reizi tika pārskatīts 2023. gada 31. augustā, un darbības jomas teksts ir publicēts UL 1561 standarta lapā .

 

 

Papildus patiesībai, ka produkts ir iekļauts sarakstā, to, kas atšķir vienkāršu projektu no sarežģīta, nosaka testu komplekts. Piemēram, sauss tipa transformators mēs gaidām attiecības un polaritātes pārbaudi, katras tinuma pretestības mērījumu, izolācijas pretestības pārbaudi, atsevišķa avota maiņstrāvas izturības testu, inducēto pārspriegumu testu, daļējās izlādes mērījumu ar pC robežvērtību, kas norādīta iegādes pasūtījumā, kā arī temperatūras pieauguma testu. An eļļas pildīts transformators pievieno eļļas pārbaudi un spiediena vai noplūdes pārbaudi uz tvertnes. Tipa pārbaudes, piemēram, zibens impulsa un īssavienojuma izturības pārbaudes, jāapstiprina atzītas laboratorijas ziņojumā, nevis jāobligās piedāvājumā.

Secība ir tikpat svarīga kā saraksts. Pircēji, kuri to nav norādījuši, dažreiz saņem daļējas izlādes vērtību, kas izmērīta aukstā vienībā, turpretī viņi vēlējās vērtību pēc temperatūras pacelšanās, un šīs divas vērtības projektēšanas pārskatā nav aizvietojamas.

 

Kāpēc šīs vienības tiek ražotas pēc pasūtījuma

Kataloga dizaini reti piemērojas dzelzceļa darbiem. Kalibra ierobežojumi, vairākas sekundārās tinumu grupas, konkrēts impedances logs, palīgtinumu grupas ar nenorādītu spriegumu un riteņvagona būvētāja noteikta montāžas shēma visi virza projektu uz pielāgotu trīsfāžu transformatoru kas tiek izgatavots pēc projekta zīmējumiem, nevis izvēlēts no datu lapas.

Ryan Electric ražo transformatorus kopš 2007. gada un kopš 2023. gada darbojas kā Eaton oficiālais kopuzņēmuma partneris, kas nozīmē, ka to pašu ražošanas līniju aizmugurē stāv izveidots Ziemeļamerikas inženierijas un kvalitātes nodrošinājuma rāmis. Ražošanas bāze aizņem 120 000 m² lielu platību, tai ir vairāk nekā 180 ražošanas un testēšanas iekārtu komplekti, un uzņēmumam ir UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS un CE sertifikāti.

Vilcienu projektu pieprasījumiem mēs konstruējam dizaina pārskatu, pamatojoties uz trim jautājumiem pirms visiem citiem: kādu masu var izturēt montāžas punkts, kādu avārijas strāvu jāiztur tinumiem un kādas apkārtējās vides un ventilācijas apstākļi faktiski ir pieejami uzstādīšanas vietā. Šo trīs atbilžu iegūšana pirmajā posmā novērš lielāko daļu vēlākās pārprojektēšanas darbības.

 

Vilcienu transformatoru pasūtījumu iegādes laiks

Vilcienu programmas tiek īstenotas saskaņā ar fiksētiem apstiprināšanas posmiem, un vilcējtransformators ir reti kritiskajā ceļā, līdz brīdim, kad tas pēkšņi kļūst par to. Automobiļu ražotājs nosaka zemākās daļas izkārtojumu, apakšstacijas projektēšana nosaka pamatni un kabeļu maršrutus, un abas šīs datums parasti iestājas daudz vēlāk nekā komerciālā līguma parakstīšana. Pasūtījuma iesniegšana šajā brīdī sašaurina ražošanas laiku līdz tai atlikušajai laika spraugai.

Pircēji, kuri izvairās no šīs problēmas, pasūta preces projektēšanas noslēgšanas brīdī, nevis būvniecības piešķiršanas brīdī, un viņi pieņem, ka neliela daļa no projekta joprojām var mainīties. Viņi arī izdala ilgstoši piegādājamos elementus no galvenā pakotnes, tāpēc vēlāka signālizācijas vai būvniecības darbu apjoma izmaiņa nevar novilcināt transformatora piegādi.

Ja jūs sagatavojuši dzelzceļa vai sabiedriskā transporta vaicājumu, nosūtiet mums ekspluatācijas prasības, montāžas vai pamatnes ierobežojumus, avārijas strāvas līmeni un apkājējās vides apstākļus. Mēs atbildēsim ar pielāgotu trīsfāžu transformatoru piedāvājumu, kas derēs pirmajā reizē — jūs varat sazināties ar mūsu inženieru komandu, izmantojot kontaktu veidlapu mūsu mājas lapas vietnē.

 

Par autoru

Šo rakstu sagatavoja inženieru saturs komanda uzņēmumā Ryan Electric, transformatoru ražotājā, kas dibināts 2007. gadā un kopš 2023. gada ir oficiālais Eaton kopuzņēmuma partneris. Komanda atbalsta komunālos pakalpojumu sniedzējus, EPC uzņēmumus un transporta projektus Ziemeļamerikā, Vidusrietumu reģionā, Dienvidaustrumāzijā un Āfrikā, piedāvājot pielāgotus sausos un eļļā iegremdētos transformatorus. Tehniskām pieprasījumiem sazinieties ar inženieru komandu caur Ryan Electric vietni.