RO127994A2 - Transformator monofazat de putere, bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone de tracţiune şi convertoare statice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un transformator monofazat de putere, bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone şi convertoare statice. Transformatorul conform invenţiei este format dintr-un circuit () magnetic de tip monofazat, cu două coloane (), cu tăiere şi împachetare la 90°, executat din tablă silicioasă laminată la rece cu cristale orientate, din nişte circuite () electrice compuse dintr-o înfăşurare () primară şi mai multe înfăşurări secundare, şase înfăşurări () secundare suprapuse radial, pentru şase motoare de tracţiune, o înfăşurare () secundară pentru încălzire tren şi o înfăşurare () secundară pentru servicii auxiliare, înfăşurările fiind montate pe cele două coloane (), fiecare înfăşurare secundară având două prize () dintr-o construcţie () metalică, circuite () de răcire şi accesorii () pentru alimentare şi automatizare.

Description

invenția se refera la un transformator monofazat de putere, bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone si convertoare statice atat din rețelele de 15kV la 16 2/3 Hz, cat si din rețelele de 25kV la 50Hz

Pe continentul european sistemele feroviare sunt alimentate la tensiuni catenare alternative (25kV/25Hz sau 15kV/16,7Hz.) sau continue ( 3kV sau l,5kV). In marea lor majoritate, locomotivele electrice sunt concepute si realizate sa funcționeze numai intr-unui din din cele 4 sisteme de mai sus. Se cunosc transformatoare electrice care asigura alimentarea in diverse combinații dintre cele 4 sisteme catenare.

Dezavantajele acestor transformatoare sunt următoarele: număr redus de înfășurări de tracțiune (1- 4), putere redusa ( max. 7500 kVA), construcție „ sub podea” sau „pe acoperiș”, incompatibilitate mecanica si electrica cu locomotivele romanești.

Pentru a putea opera cu aceeași locomotiva in sisteme electrice diferite este necesar un transformator de alimentare a locomotivei capabil ca , la tensiuni catenare diferite , sa furnizeze in secundar aceiași parametrii electrici necesari funcționarii sistemului de tracțiune si celorlalte sisteme auxiliare ale locomotivei

Transformatorul, conform invenției, se caracterizează prin aceea ca asigura alimentarea a 6 motoare de tracțiune de curent alternativ, a serviciilor auxiliare si a încălzirii trenului printr-un singur transformator monofazat de 8600 kVA, care poate fi alimentat atat din rețeaua catenara de 25kV la 50Hz , cat si din cea de 15kV la 16 2/3 Hz . Transformatorul are dimensiuni si greutate optimizate pentru a putea fi instalat in locul avut la dispoziție in sala mașinilor de pe locomotiva. In acest scop, la dimensionarea înfășurărilor densitatea de curent in cupru s-a calculat la limita maxima fata de densitatea de curent din înfășurările tranformatoarelor de uz general, rezultând un gabarit mai mic, dar la un regim termic ridicat care a impus un sistem special de răcire a transformatorului, cu circulația fortata a uleiului si racirea fortata a acestuia intr-un radiator cu un ventilator de aer.

Prin aplicarea invenției se înlătură dezavantajele menționate si se obțin următoarele avantaje:

- se alimentează aceeași locomotiva in doua sisteme catenare (15kV la 16 2/3 Hz si 25kV la 50Hz);

- se alimentează 6 motoare electrice asincrone de tracțiune;

- se asigura un necesar de putere mai mare( 8600kVA), suficient pentru tracțiune, servicii auxiliare si încălzire;

- soluția constructiva de instalare in sala mașinilor asigura condiții de funcționare, monitorizare, control si mentenanta superioare;

- este compatibil mecanic si electric atat cu locomotivele romanești echipate cu motoare electrice asincrone , cat si cu cele motorizate cu motoare de curent continuu susceptibile a fi modernizate .

Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției in legătură cu fig. 1-4:

- fig. 1. Ansamblul general

- fig.2. Partea activa a transformatorului

- fig.3. Dispunere bobine pe coloana

- fig.4. Schema de conexiuni.

J-2 Ο 1 1 - ο Ο 3 4 4 - 1 3 -04- ZOfl

Transformatorul este format din circuitul magnetic (1) , circuitele electrice (2) , construcția metalica (3), circuitele de răcire (4) , accesoriile pentru alimentare si automatizare (5).

Circuitul magnetic (1) este de tip monofazat , cu doua coloane (6), cu taiere si împachetare la 90° , executat din tabla silicioasa laminata la rece cu cristale orientate. Inducția este calculata la o valoare cat mai apropiata de cea maxima, care sa asigure încadrarea in limitele tensiunii de alimentare ( pentru fiecare din cele doua sisteme de tensiune catenara).

Consolidarea coloanelor este făcută cu ajutorul unor tiranii plăti (7), iar a jugurilor (8) cu schele metalice (9) special confecționate pentru exploatarea in regim de șocuri si vibrații. Datorita fluxului de dispersie foarte mare ( impedanta foarte mare a circuitelor electrice montate pe coloane) toate elementele metalice de stringere si consolidare a pârtii active sunt de construcție speciala, din material nemagnetic .

Circuitele electrice (2) ale transformatorului monofazat sunt compuse dintr-o înfășurare primara (10) si mai multe înfășurări secundare : sase pentru motoarele de tracțiune (11), una pentru încălzire tren (12) si una pentru servicii auxiliare (13). înfășurările se montează pe cele doua coloane, schema electrica fiind astfel conceputa incat sa asigure prin repartizarea înfășurărilor fata de miez tensiunile de scurtcircuit cerute. înfășurările sunt din conductor de cupru de calitate CuE, izolat cu hârtie, clasa de izolație A. Pentru a putea funcționa in rețelele de 15kV si de 25kV, înfășurările secundare sunt prevăzute cu cate doua prize (36); (37), care sunt conectate corespunzător la un comutator de rețea (14) in funcție de tensiunea catenara. Pentru ca prizele bobinelor secundare de tracțiune sa fie accesibile ușor la realizarea conexiunilor, aceste bobine se vor poziționa la exteriorul bobinajului. Bobinajele sunt de tip continuu sau cilindric, cu mai multi conductori in paralel, pe cilindri stabilizați, cu schema de izolație din transformerboard, clasa A, astfel dimensionata ca sa asigure stabilitate termica si dinamica atat in funcționare cat si la proba de scurtcircuit brusc.

Construcția metalica (3) compusa din cuva (15), platforma (16), capac (17) si conservator (18) se executa din tabla de otel cu consolidare corespunzătoare pentru a rezista mecanic la greutatea transformatorului propriu-zis, dar si la funcționarea in condiții de șocuri si vibrații. Cuva (15) este prevăzută la interior cu un sistem de ecranare din aluminiu (19), destinat reducerii pierderilor suplimentare produse in părțile metalice apropiate bobinajului de fluxul de dispersie foarte mare.

Transformatorul este prevăzut cu următoarele accesorii (5): indicator nivel de ulei (20), termometru temperatura ulei la partea superioara a cuvei (21), circuite de răcire (4) compuse din indicator circulație ulei (22), pompa circulație ulei (23) , răcitor ulei (24) echipat cu ventilatoare aer (25), apoi robinet pentru golire ulei (26), buson luat probe ulei (27), robinet de filtrare ulei (28), releu buchholz (29), supapa de siguranța (30), domuri de ridicare trafo (31), borne de punere la pamant (32), treceri izolate de înalta (33) si joasa tensiune (34 si 35).

Transformatorul poate fi echipat cu senzorii necesari sistemului electronic inteligent de monitorizare.

Pentru funcționare in sistemul catenar de 25kV/50Hz se folosesc bornele Al-XI, respectiv A21-X21,etc. iar pentru sistemul catenar de 15 kV/16,67Hz se folosesc bornele UlXI, respectiv U21-X21, etc.

Claims (1)

1. Transformator monofazat de putere bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone si convertoare statice, caracterizat prin aceea ca pentru a putea fi alimentat atat din rețeaua catenara de 25kV la 50Hz , cat si din cea de 15kV la 16 2/3 Hz, circuitele electrice (2) ale transformatorului monofazat sunt compuse din infasurarea primara (10) si opt înfășurări secundare , fiecare înfășurare secundara fiind prevăzută cu doua prize (36), (37) conectate la un comutator de rețea (14) prin care se face selectarea rețelei de alimentare.

   Transformator monofazat de putere, bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone si convertoare statice, caracterizat prin aceea ca pentru alimentarea celor sase motoare de tracțiune, sunt prevăzute sase înfășurări secundare de tracțiune (11) , cuplate cu infasurarea primara (10) prin circuitul magnetic (1) de tip monofazat, cu doua coloane (6) cu inducția calculata la o valoare cat mai apropiata de cea maxima, care sa asigure încadrarea in limitele tensiunii de alimentare, pentru fiecare din cele doua sisteme de tensiune catenara.

   Transformator monofazat de putere, bisistem, pentru alimentarea locomotivelor electrice echipate cu motoare asincrone si convertoare statice, caracterizat prin aceea ca pentru a obține o valoare mare a tensiunii de scurtcircuit pentru fiecare din cele doua sisteme catenare, circuitul electric (2) are o poziționare speciala fata de infasurarea primara (10), obtinuta prin suprapunerea radiala a bobinelor (11) pe coloanele miezului (6).