Máy biến áp đường sắt (Máy biến áp lực kéo): Loại & Công dụng

Máy biến áp đường sắt (Máy biến áp lực kéo): Nó là gì, loại và cách thức hoạt động

cái gì làmáy biến áp đường sắt? Bạn cũng sẽ nghe thấy nó được gọi là máy biến áp lực kéo. Về cơ bản, đó là bộ công cụ giúp cung cấp năng lượng điện cho tàu hỏa và cơ sở hạ tầng hỗ trợ chúng. Nơi nó sống rất quan trọng, mặc dù-nó bị giấu kín trong mộttrạm biến áp kéocấp điện cho đường dây trên không hoặc đường ray thứ ba từ lưới điện hoặc được bắt vít vào chính đoàn tàu (đầu máy hoặc EMU), trong đó nó giảm điện áp trên cao xuống để bộ chuyển đổi lực kéo, động cơ và tất cả các thiết bị phụ trợ trên tàu thực sự có thể sử dụng nó.

Vấn đề là đây: đây không phải là-máy biến áp điện đa dạng dành cho khu vườn của bạn. Hệ thống điện đường sắt có tình trạng quá tải-nặng nề, chuyển đổi liên tục, rung động không-ngừng và sóng hài từ các thiết bị điện tử công suất có thể khiến máy biến áp thông thường kêu lên. Vì vậy, máy biến áp đường sắt được chế tạo chắc chắn hơn, thông minh hơn và có nhiều ưu tiên hoàn toàn khác.

Nói một cách đơn giản, máy biến áp đường sắt (lực kéo) là máy biến áp điện được thiết kế đặc biệt để điện khí hóa đường sắt. Công việc chính của nó? Lấy điện áp cao và thả nó xuống nơi mà thiết bị lực kéo có thể hoạt động được. Nhưng nó không chỉ là chuyển đổi điện áp-nó còn cung cấp khả năng cách ly điện, hoạt động tốt với các hệ thống bảo vệ và phải xử lý tất cả các điều kiện vận hành khó chịu như tải tuần hoàn, sóng hài và ứng suất cơ học xảy ra trong khu vực.

Chúng thường xuất hiện ở hai vị trí chính:

1) Máy biến áp trạm biến áp kéo (Phía-lưới)

Cái này nằm giữa mạng lưới công cộng và mạng lưới đường sắt. Buổi biểu diễn của nó bao gồm:

 Giảm điện áp từ các mức truyền tải (ví dụ như 66–220 kV) xuống các mức cung cấp đường sắt như25 kV xoay chiều.

 Cấp điện cho một hoặc nhiều đoạn đường dây trên không.

 Hỗ trợ các chương trình bảo vệ và kiểm soát để các lỗi không làm hỏng toàn bộ hệ thống.

Trong hầu hết các tuyến đường sắt xoay chiều, bạn sẽ thấy các trạm biến áp này nằm dọc theo tuyến đường để kiểm soát điện áp khi tàu lấy điện.

2) Máy biến áp lực kéo trên tàu (Phía tàu-)

Đây là thứ bạn sẽ tìm thấy trên các chuyến tàu điện khí hóa AC (25 kV AC hoặc 15 kV ACmạng). Về mặt điện, nó nằm giữa cần lấy điện và bộ chuyển đổi lực kéo-nên dây xích trông giống như:

Máy đo điện → Bộ ngắt mạch chính → Máy biến áp lực kéo → Bộ chuyển đổi lực kéo → Động cơ lực kéo.

Nhiệm vụ chính của nó:

 Giảm điện áp đường dây trên không xuống mức mà thiết bị điện tử có thể xử lý được.

 Cung cấp nhiều đầu ra thứ cấp-không chỉ cho lực kéo mà còn cho HVAC, máy nén, bộ sạc pin, hệ thống chiếu sáng và nguồn điện điều khiển.

Điều đáng chú ý: không phải tàu điện nào cũng có.hệ thống DC(xem thêm ở bên dưới) thường không cần máy biến áp tích hợp theo nghĩa tương tự.

Về cốt lõi, nó làcảm ứng điện từlàm công việc nặng nhọc:

Cuộn dây sơ cấp nhận điện áp xoay chiều-cao.

Lõi từ kết hợp với nhau để cung cấp năng lượng cho một hoặc nhiều cuộn dây thứ cấp.

Cuộn dây thứ cấp cung cấp điện áp thấp hơn nhưng dòng điện cao hơn.

Tuy nhiên, trong việc sử dụng đường sắt, thiết kế phải đáp ứng được:

 Thay đổi tải nhanh chóng (tàu tăng tốc tiêu tốn rất nhiều dòng điện).

 Quá tải ngắn hạn-.

 sóng hàiVàdòng điện không hình sintừ những bộ chuyển đổi lực kéo đó.

 Chu trình nhiệt-nhiệt độ tăng và giảm suốt cả ngày khi nhu cầu dịch vụ thay đổi.

Thiết kế của máy biến áp đường sắt gắn chặt với điện áp và tần số của hệ thống. Đây là tóm tắt nhanh:

1) Máy biến áp lực kéo một pha (Tàu điện xoay chiều)

Hầu hết các tuyến đường sắt xoay chiều đều hoạt động hiệu quả bằng nguồn điện trên không một pha. Máy biến áp trên tàu ở đây thường có:

 Sơ cấp một pha.

 Nhiều cuộn dây thứ cấp (lực kéo + phụ trợ).

 Phối hợp cách điện cụ thể để xử lý các sự cố đột biến đường dây trên không và các sự kiện chuyển mạch.

2) Máy biến áp nhiệm vụ đa{1}}cuộn dây / bộ chuyển đổi{2}}

Những chuyến tàu hiện đại dựa vàoIGBTtrình chuyển đổi dựa trên -. Vậy cuộn dây thứ cấp được bố trí như sau:

 Cho ănbộ chỉnh lưu/biến tầnmột cách hiệu quả.

 Giảm gợn sóng và tăng hiệu suất chuyển đổi.

 Xử lýsưởi ấm hài hòatốt hơn-vì hòa âm thực sự là vấn đề đau đầu.

3) Máy biến áp tự ngẫu trong hệ thống 2×25 kV

Một số25 kVmạng sử dụng một2×25 kVsơ đồ máy biến áp tự ngẫu để giảm sụt áp và tổn thất trong thời gian dài. Trong thiết lập này:

Hệ thống trên cao sử dụng dây dẫn cấp điện và dây xích ở các điện thế khác nhau.

Máy biến áp tự ngẫu được đặt dọc theo tuyến đường để ổn định điện áp và quản lý dòng điện quay trở lại.

Xin nói rõ: đây không phải là máy biến áp lực kéo tích hợp{0}}chúng là một phần củakiến trúc cung cấp.

4) Máy biến áp trên tàu-Đầy và khô-Dầu

Tùy thuộc vào thiết kế tàu và sở thích của người vận hành, bạn sẽ thấy:

Dầu-đã được đổ đầy:Truyền nhiệt tốt, nhỏ gọn để đánh giá nhưng bạn cần ngăn chặn và kiểm soát lửa/môi trường.

loại-khô/đúc nhựa:Không có chất lỏng, nguy cơ tràn dầu thấp hơn nhưng thường phải lớn hơn/nặng hơn và phải làm mát ngay-.

Lựa chọn "đúng" tùy thuộc vào tiêu chuẩn, không gian, luồng không khí, mục tiêu{0}}an toàn hỏa hoạn và mức độ bảo trì mà bạn sẵn sàng thực hiện trong thời gian dài.

Máy biến áp đường sắt được chế tạo cho cuộc sống khó khăn hơn. Đây là những gì làm cho chúng khác biệt:

Thiết kế khác nhau, nhưng một máy biến áp đường sắt điển hình bao gồm:

Lõi và cuộn dây:Tối ưu hóa cho hiệu quả, hiệu suất nhiệt và sưởi ấm hài hòa.

Hệ thống cách nhiệt:Được thiết kế để chịu được áp lực xung điện áp cao và sự lão hóa lâu dài.

Ống lót/chấm cuối:Đủ mạnh mẽ cho rung động và chu trình nhiệt.

Hệ thống làm mát:Bộ tản nhiệt, quạt, máy bơm hoặc-ống dẫn khí cưỡng bức tùy thuộc vào loại.

Thiết bị:Cảm biến nhiệt độ, thiết bị-mức dầu/áp suất dầu (đối với dầu-đổ đầy) và giao diện giám sát.

Cấu trúc lắp đặt:Được thiết kế để đáp ứng các thông số kỹ thuật về sốc và rung của đường sắt.

Khi các kỹ sư ngồi lại để xác định hoặc so sánh các máy biến áp đường sắt, đây là những gì họ đang xem xét:

Giữ cho các máy biến áp này hoạt động tốt có nghĩa là phải theo dõi và thử nghiệm thường xuyên. Các thực hành phổ biến bao gồm:

 Kiểm tra bằng mắt (rò rỉ, ô nhiễm, điều kiện làm mát).

 Kiểm tra điện trở cách điện và điện trở cuộn dây.

 Kiểm tra tỷ số lần lượt.

 Theo dõi nhiệt độ và xu hướng.

 Kiểm tra dầu đối với các bộ phận chứa đầy dầu (độ ẩm, độ bền điện môi, độ axit).

 Phân tích khí hòa tan (DGA) nếu có thể áp dụng-rất tốt để phát hiện sớm các lỗi bên trong.

 Kiểm tra phóng điện cục bộ trong một số chương trình chẩn đoán.

Rõ ràng, các chương trình thường chịu sự điều chỉnh của các tiêu chuẩn của nhà điều hành đường sắt và các quy định quốc gia-trên hết là an toàn.

Một số cơn đau đầu thường xuyên:

Quá nóngdo làm việc quá tải, lỗi làm mát hoặc tổn thất sóng hài.

Lão hóa cách nhiệtđược tăng tốc bởi nhiệt độ, độ ẩm và ứng suất điện.

Kết nối lỏng lẻohoặc hư hỏng chì do rung động và chu kỳ nhiệt.

Lỗi kết nối/chấm dứt-theo dõi, ô nhiễm, căng thẳng cơ học.

Suy thoái dầu(oxy hóa, xâm nhập của hơi ẩm) trong các thiết kế chứa đầy dầu.

Mẹo chuyên nghiệp:-giám sát dựa trên xu hướng-xem các thay đổi theo thời gian-hữu ích hơn nhiều so với một kết quả thử nghiệm duy nhất.

Có phải tất cả các đoàn tàu điện đều có máy biến áp lực kéo không?
Không. Tàu AC thường làm như vậy. Nhiều hệ thống DC không sử dụng máy biến áp lực kéo tích hợp theo cách tương tự-mặc dù chúng vẫn có bộ chuyển đổi.

Sự khác biệt giữa máy biến áp lực kéo và máy biến áp thông thường là gì?
Máy biến áp lực kéo được thiết kế nhằm mục đích-cho hoạt động đường sắt-rung động, quá tải, thay đổi tải nhanh, sóng hài. Máy biến áp công nghiệp thông thường không được thiết kế cho loại lạm dụng đó.

Máy biến áp trạm biến áp kéo là gì?
Máy biến áp ở trạm biến áp sẽ hạ điện áp lưới xuống điện áp cấp điện cho đường sắt (ví dụ: 25 kV AC) và cung cấp cho các phần đường dây trên không.

Máy biến áp đường sắt-hoặc máy biến áp lực kéo, nếu bạn thích-là một thiết bị chuyên dụng thực sự cần thiết cho đường sắt điện khí hóa. Cho dù đó là cung cấp điện cho mạng từ trạm biến áp hay di chuyển trên tàu để giảm điện áp, thiết kế của nó đều tập trung vào việc xử lý những vấn đề khó khăn: chu kỳ quá tải, sóng hài, độ rung, không gian chật hẹp và các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt. Nếu bạn đang chỉ định, bảo trì hoặc chỉ cố gắng tận dụng tối đa tuổi thọ của một thiết bị, bạn sẽ muốn dựa vào cả tiêu chuẩn quốc tế và các yêu cầu kỹ thuật cụ thể-của đường sắt. Đó không chỉ là máy biến áp-mà là máy biến áp được sử dụng trong phòng tập thể dục.

Liên hệ ngay