Неисправности тягового трансформатора кратко

Обновлено: 30.06.2024

Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б однофазный, масляный с дутьем и принудительной циркуляцией масла предназначен для питания четырех тяговых двигателей секции электровоза переменного тока через выпрямительные установки, собранные по мостовой схеме выпрямления, а также для питания цепей собственных нужд электровоза. Технические данные трансформатора следующие:

Номинальное первичное напряжение 25 000 В

Номинальная мощность сетевой обмотки 4485 кВ А

Номинальный ток тяговой обмотки 2x1750 А

Напряжение холостого хода тяговой обмотки 1218 В

номинальная 225 кВ-Р

Конструкция. Трансформатор имеет три обмотки (рис. 25): сетевую на номинальное напряжение 25 000 В; тяговую для питания тяговых двигателей; собственных нужд для питания вспомогательных двигателей.

Тяговая обмотка состоит из двух одинаковых обмоток, имеющих каждая регулировочную часть (четыре секции по 145 В) и нерегулируемую (основную) напряжением 638 В. Регулировочные и нерегулируемые части обмоток можно включать согласно или встречно, при этом регулировочные части подключают посекционно.

Бак восьмигранной формы. Магнитопровод трансформатора шихтованный стержневого типа. Расположение стержней магнито-провода вертикальное. Стержни магнитопровода (для лучшего использования круглого сечения) выполнены ступенчатыми.

Обмотки имеют концентрическое расположение. Первыми у стержней расположены нерегулируемые части тяговой обмотки: каждая нерегулируемая часть на отдельном стержне. Вторыми на обоих этих стержнях размещены две части сетевой обмотки, которые соединены друг с другом параллельно. Третьим концентром расположены регулировочные части тяговой обмотки. Обмотка собственных нужд представляет собой наружные концентры стержней.

Обмотки помещены в восьмигранный бак (рис. 26) с трансформаторным маслом для обеспечения необходимой изоляции обмоток от магнитопровода. Охлаждение обмоток и магнитопровода осуществляется принудительной циркуляцией масла, создаваемой мас-лонасосом с электродвигателехМ ЭЦТ-63/10. Маслонасос нагнетает горячее масло из верхней части бака через вентилируемые охладители в нижнюю часть. На баке трансформатора предусмотрена специальная бобышка для надежного электрического соединения его с корпусом электровоза и четыре крюка для подъема трансформатора.

На крышку трансформатора выведены два вывода сетевой обмотки с изоляторами на рабочее напряжение 25 кВ, 14 выводов тяговой обмотки и четыре вывода обмотки собственных нужд. На крышке трансформатора находится расширитель с трансформаторным маслом.

Уход в эксплуатации. При эксплуатации трансформатора необходимо следить, чтобы соблюдались следующие условия:

Пределы колебания напряжения, подводимого к сетевой обмотке от 12 до 29 кВ

Электрическая прочность трансформаторного масла, не ниже 25 кВ Количество масла, проходящее через охладители, не менее 40 м3/ч Количество воздуха, продуваемого через радиаторы, не менее 333 м3/ч Температура воздуха на входе в охладитель, не более 45" С Температура верхних слоев масла, не более 105°С

Температуру верхних слоев масла при нормальной работе определяют термометрическим сигнализатором ТСМ-100. При резком повышении температуры масла сверх допустимой необходимо отключить трансформатор и выяснить причину. До выяснения причины не допускается включать трансформатор под напряжение.

Недопустима работа трансформатора под нагрузкой в летний период при отключенном маслонасосе. В случае застывания трансформаторного масла (при отрицательной температуре окружающего воздуха) следует включить трансформатор без циркуляции масла и после достижения температуры масла в верхних слоях +30° С включить маслонасос. При срабатывании защиты трансформатора необходимо выяснить причину. Категорически запрещается включать трансформатор под напряжение после вторичного срабатывания защиты, если причина отключения трансформатора не установлена и не устранена.

При приемке электровоза принимающий машинист проверяет состояние выводов трансформатора, целостность изоляторов, отсутствие течи масла, работу маслоохладительной системы, целостность радиаторов, уровень масла. Прослушивает гудение трансформатора на холостом ходу: при нормальной работе трансформатор должен иметь равномерный звук без резкого гудения, повышенного местного шума и треска внутри трансформатора. Локомотивная бригада периодически проверяет давление масла по манометру, установленному на трансформаторе. Давление должно быть около 1 кгс/см2.

При техническом обслуживании ТО-1 и ТО-2 необходимо проверить состояние изоляторов выводов и протереть их технической салфеткой; надежность крепления шин и проводов к электродвигателю насоса (ослабшие провода и шины следует закрепить); плотность фланцев выводов сетевой обмотки трансформатора. Обнаруженную течь трансформаторного масла нужно устранить.

При техническом обслуживании ТО-3 дополнительно к работам, выполненным при техническом обслуживании ТО-1 и ТО-2, необходимо:

проверить уровень масла по маслоуказателю;

проверить, заполнен ли маслом карман датчика термосигнализатора и при необходимости добавить масло; доливаемое масло должно отвечать требованиям ГОСТ 982-68 и иметь электрическую прочность не ниже 35 кВ на стандартном маслопробойнике;

произвести наружный осмотр выводов. При наличии перебросов по изоляторам поврежденные места очистить и покрыть эмалью ГФ-92-ХК. При перебросе по поверхности изолятора на длине более 15% изолятор заменить.

При текущем ремонте ТР-1 необходимо выполнить все работы, предусмотренные техническим обслуживанием ТО-3, и дополнительно:

фарфоровые изоляторы, имеющие сколы или повреждения глазури на длине 15%, трещины или ослабления армировки, заменить;

места повреждения глазури или сколы до 15% длины изолятора протереть салфеткой, смоченной в бензине, и покрыть эмалью ГФ-92-ХК;

замерить сопротивления изоляции всех обмоток по отношению к корпусу и между обмотками мегомметром напряжением 2,5 кВ Сопротивления изоляции должны быть не менее указанных в табл. 7, замеренных при +15° С.

При снижении сопротивления изоляции должна быть произведена сушка трансформатора одним из общепринятых методов для доведения сопротивления изоляции до нормы, указанной в табл. 7.

При текущем ремонте ТР-2 необходимо выполнить все работы, предусмотренные текущим ремонтом ТР-1, и дополнительно:

взять пробу трансформаторного масла через контрольный кран в баке трансформатора. Отбор масла производить в соответствии с требованиями ГОСТ 6581-66 Произвести химический анализ масла и проверить его электрическую прочность. Масло должно со-

Тяговым трансформатором называют агрегат, установленный на подвижном составе железнодорожного транспорта, предназначенным для преобразования электрического тока и привода электровоза. Рассмотрим особенности конструкции тягового трансформатора, его разновидности и правила эксплуатации.

Принцип работы

Принцип работы тягового трансформатора не отличается от обычного агрегата. После подачи напряжения на входную катушку, вследствие возникновения магнитного поля и электродвижущей силы, наводится ток на выходном контуре. Разница в характеристиках напряжения достигается различным количеством витков на входной и выходной катушках.

Принцип работы трансформатора

Конструкция

Тяговый трансформатор состоит из следующих основных узлов:

Особенности конструктивного устройства и основное отличие тягового трансформатора от обычного состоит в том, что сердечник выполнен из двух горизонтальных ярм и пары вертикально расположенных стержней. Также разница состоит в наличии двух катушек на выходе. Катушка низкого напряжения используется для включения вспомогательного оборудования.

Стержни комплектуются из пакета листового металла, скреплённого шпильками. Крепёжные изделия изолируются с помощью бакелитовых трубок, под гайки устанавливаются шайбы из этого же материала.

Трансформатор при установке опирается на 2 швеллера, прикреплённых ко дну масляного бака. Ёмкость для масла уплотняется эластичными прокладками, обеспечивающими герметичность.

Система охлаждения трансформатора

Охлаждение агрегата достигается благодаря маслу, циркулирующему по системе в принудительном порядке. Система предусматривает наличие шестисекционного охладителя, обеспечивающего охлаждение нагретого масла, прокачиваемого насосом. Охладитель состоит из медных трубок, размещённых с боков бака. Температура масла в охладителе снижается за счёт обдувания воздухом.

Классификация

Производятся следующие разновидности тяговых трансформаторов:

со стержневым и броневым сердечником – у последних стержни магнитопровода частично охватывают стержни, что повышает надёжность в эксплуатации. Но первые проще и надёжнее по конструкции;
с регулированием напряжения вторичной или первичной обмотками;
по расположению катушек – обмотки могут быть концентрированными или дисковыми.

Все тяговые трансформаторы относятся к понижающим.

Принципиальная схема

Принципиальная схема трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б

Обмотки выполняют в виде трех концентрических катушек с каналами в осевом и радиальном направлениях для обеспечения требуемых изоляционных расстояний между витками и циркуляции охлаждающего масла. Ближней к сердечнику располагают обмотку низкого напряжения НН . Затем располагают обмотку высокого напряжения ВН (сетевую) и снаружи — регулируемую обмотку низкого напряжения НН_р. Обмотка СН состоит из нескольких катушек, размещенных во внешнем блоке катушек каждого стержня.

Регулируемая обмотка НН_р разделяется на несколько ступеней с равным числом витков и может соединяется последовательно согласно или встречно с обмоткой НН . Наибольшее напряжение на обмотке НН получается при согласном включении обмоток НН₀ и НН_р (соединяются выводы x1-1). По мере выключения секций обмотки НН_р напряжение на обмотке НН снижается, а при полном ее выключении напряжение остается только на зажимах al—xl. Дальнейшее снижение напряжения достигают встречным включением обмотки НН и ступеней обмотки НН_р. Обычно число витков обмотки НН₀ несколько больше, чем у обмотки НН . Поэтому при их встречном включении напряжение на обмотке НН составляет 40—70 В, что соответствует первой ступени регулирования напряжения.

Режимы работы

Различают следующие режимы работы указанного оборудования, которые не отличаются от обычных трансформаторов:

нормальный – когда агрегат функционирует при оптимальных характеристиках;
холостой – когда напряжение подаётся на входной контур, а выходной отключён;
перегрузочный – при повышении нагрузки и температуры за пределы, предусмотренные нормами;
аварийный – при воздействии тока, значительно превышающего нормальные параметры.

При перегрузочном или аварийном режиме возрастает риск выхода агрегата из строя. Поэтому необходимо контролировать подачу нагрузки, чтобы исключить опасность аварии.

Коэффициент трансформации тяговых трансформаторов

Коэффициентом трансформации тягового трансформатора называют степень снижения выходного напряжения по отношению к входному. Он рассчитывается по формуле:

К = V1/V2 = N1/N2, в которой:

К – значение коэффициента трансформации;
U1 и U2 – величина напряжения соответственно на входе и выходе;
N1 и N2 – число витков на входной и выходной катушках.

Учитывая, что тяговый трансформатор является понижающим, значение его коэффициента трансформации будет находиться в пределах от 0 до 1, меньше предельной из указанных величин.

Сферы применения

Тяговый трансформатор применяется для приводных транспортных средств следующих видов транспорта:

железнодорожного;
метро;
наземного городского.

Это оборудование преобразовывает электрический ток, подаваемый на электровоз, для привода механизмов машины.

Обслуживание трансформатора

Данное оборудование должно обслуживаться, согласно требованиям, предусмотренным нормативной документацией и заводом-изготовителем.

Уход за трансформаторами возложен на членов локомотивной бригады. Они обязаны:

контролировать уровень и температуру масла;
проверять характеристики работы агрегата, состояние уплотнений, не допуская утечек масла;
переключать оборудование на зимний и летний режимы работы;
выполнять доливку масла;
осуществлять другие функции, обеспечивающие безаварийную работу оборудования.

Ремонт должен производиться в рамках, предусмотренных системой ТОиР, с привлечением квалифицированного и аттестованного персонала. Периодичность проведения ремонтов определяется отработанными агрегатом моточасами.

Без указанного оборудования невозможна работа подвижного состава железнодорожного и внутригородского электротранспорта. Но для нормальной эксплуатации агрегатов, должен быть организован надлежащий уход, техническое обслуживание, проведение текущих и капитальных ремонтов в рамках, установленных рекомендациями изготовителя и требованиям государственных нормативных документов.

Номинальное первичное напряжение 25 000 В

Номинальная мощность сетевой обмотки 4485 кВ А

Номинальный ток тяговой обмотки 2x1750 А

Напряжение холостого хода тяговой обмотки 1218 В

номинальная 225 кВ-Р

Пределы колебания напряжения, подводимого к сетевой обмотке от 12 до 29 кВ

проверить уровень масла по маслоуказателю;

Основные неисправности трансформаторов

Основные неисправности трансформаторов приведены в таблице 4 ниже. Наиболее часто в трансформаторах повреждаются обмотки ВН, реже НН. Повреждения в основном происходят из-за снижения электрических свойств изоляции на каком-нибудь участке обмотки, в результате чего наступает электрический пробой изоляции между витками и их замыкание, приводящее к выходу трансформатора из строя.

Оплавление контактной поверхности

Наиболее слабые и часто повреждаемые узлы независимо от источника этих повреждений, согласно статистическим данным, приведены в таблице 5. Эти данные свидетельствуют о том, что недостаточна витковая изоляция и электродинамическая стойкость обмоток (плохая расклиновка), часто повреждаются переключатели отводов и вводы.

Читайте также: