Двуволтов аморфен сплавов трансформатор за мачта за канадския проект за високоскоростен железопътен виадукт

Общ преглед на проекта

Dingxin разработени персонализирани 80 бройки еднофазни двуволтови трансформатори от аморфна сплав, монтирани на стълб за проект за високоскоростна железопътна естакада в Канада.

Трансформаторът е проектиран с две възможни входни напрежения — 14,4 kV и 8 kV. Тъй като тези две напрежения нямат проста пропорционална зависимост, проектът изисква специално проектирана намотка и схема за избор на напрежение, а не конвенционално серийно-паралелно свързване.

Монтиран върху инфраструктурата на елевираната железопътна линия, трансформаторът осигурява надеждно нисковолтово захранване за разпределени допълнителни натоварвания като осветление, наблюдение, комуникации, оборудване за подпомагане на сигнализацията и други електрически съоръжения.

Проектът демонстрира способността на DINGXIN да проектира трансформатори за монтаж върху стълбове за специални напрежения, изискващи работни условия на открито и инфраструктурни приложения със строги изисквания за монтаж.

Изисквания за проект

За канадския проект за високоскоростна железопътна линия по виадукт е бил необходим един дизайн на трансформатор, който да поддържа две различни първични разпределителни напрежения.

Основните изисквания включваха:

• избираеми първични напрежения от 14,4 kV и 8 kV;
• непропорционален двойно-напрежен намотъчен дизайн;
• еднофазна работа;
• монтаж върху стълб за работа на открито;
• ниски загуби при празен ход;
• надеждна работа при студеното канадско време;
• компактна механична конструкция;
• удобно вдигане, инсталиране и свързване на кабели;
• издръжливо уплътнение и защита срещу корозия;
• ясен избор на напрежение и идентификация за безопасност.

Използването на обща трансформаторна платформа за два режима на първично напрежение също помогна на собственика на проекта да намали броя на моделите трансформатори, необходими за различните секции на железопътната система.

Инженерният предизвикателство

Непропорционални първични напрежения от 14,4 kV и 8 kV

Много конвенционални двойни трансформатори с две напрежения използват първични напрежения с просто отношение 2:1. Това позволява намотките да се свързват последователно или успоредно.

Входните напрежения от 14,4 kV и 8 kV, необходими за този проект, нямат такова отношение. Стандартната последователно-успоредна конфигурация на намотките следователно няма да осигури правилното съотношение на напреженията.

Инженерният екип на DINGXIN трябваше да изчисли броя на навивките на първичната намотка, разположението на изолацията, позициите за отклонения и метода за избор на напрежение специално за тези две системни напрежения.

Дизайнът също трябваше да гарантира, че трансформаторът ще осигури изискваното вторично напрежение при свързване към който и да е одобрен източник на първично напрежение.

Външна железопътна експлоатационна среда

Трансформаторите, инсталирани до високи железопътни съоръжения, могат да бъдат изложени на:

• ниски околни температури;
• сняг и лед;
• големи дневни температурни колебания;
• влага и кондензация;
• ултравиолетово облъчване;
• вятър и вибрации;
• дълготрайна външна експлоатация;
• ограничен достъп за поддръжка.

Тъй като достъпът до инфраструктурата на виадукта може да изисква координация на трафика, работа на височина или ограничени прозорци за поддръжка, дългосрочната надеждност на трансформатора беше основен фактор за разглеждане.

Ограничения при монтаж върху стълбове

Трансформаторите, монтирани върху стълбове, трябва да осигуряват баланс между електрическата производителност и механичните ограничения. Размерите на резервоара, общата маса, центърът на тежестта, точките за вдигане, монтажните скоби, изводите и посоката на кабелите трябва да са съвместими с конструкцията за монтаж.

Оборудването също трябваше да остане достатъчно компактно за практична транспортиране и инсталация, без да се компрометира необходимото електрическо разстояние и изолационна производителност.

Персонализираното решение на DINGXIN

DINGXIN проектира еднофазен трансформатор за монтаж върху стълб с аморфен сплав, адаптиран към двете основни напрежения и изискванията за външна инсталация в проекта.

Специализирана двойна напрежение намотка

Първичната намотка е проектирана специално за работа при 14,4 kV и 8 kV.

Вместо традиционната пропорционална двойна напрежение връзка, DINGXIN изчисли специални намотки и позиции за избор на напрежение за двете необходими входа. Това позволи на трансформатора да поддържа правилно преобразователно съотношение при всяко от одобрените условия за първично напрежение.

Разположението за избор на напрежение е проектирано за работа при изключено състояние. Преди промяна на настройката за първично напрежение трансформаторът трябва напълно да бъде изолиран, изключен и проверен за безопасност според експлоатационната процедура на проекта.

Ясните етикети и идентификация на позициите помагат да се намали рискът от грешна настройка на напрежението по време на инсталация или поддръжка.

Аморфно сплавено ядро

Трансформаторът използва аморфно сплавено ядро, за да намали загубите при празен ход.

Това е особено ценно за железопътните системи за помощно захранване, където трансформаторът може да остане постоянно включена, дори когато свързаната товарна мощност варира през целия ден.

По-ниските загуби при празен ход могат да помогнат:

• намаляване на непрекъснатата енергийна загуба;
• подобряване на ефективността на трансформатора при работа;
• намаляване на електроенергийните разходи през целия жизнен цикъл;
• подкрепа на целите на проекта за спестяване на енергия.

Конструкция за студен климат и открито пространство

Конструкцията на трансформатора е адаптирана за употреба на открито в канадските условия. Инженерните съображения включваха:

• изолационни характеристики при ниски температури;
• термично разширение и свиване;
• плътност на резервоара;
• предотвратяване на навлизане на влага;
• външна корозионна защита;
• разположение на изолаторите;
• механична издръжливост;
• изисквания за външна идентификация и табелки.

Точната изолационна система, защитните аксесоари, спецификацията за покритие и работният температурен диапазон бяха определени според одобрената проектна спецификация.

Механичен дизайн, ориентиран към инсталирането

DINGXIN оптимизира разположението на трансформатора за монтиране, точките за вдигане, местоположенията на изолаторите и външните му размери според конструкцията на стълба и информацията за интерфейса на обекта.

Този подход, ориентиран към инсталирането, допринесе за подобряване на:

• удобството при вдигане;
• монтирането на стълб;
• електрическо свързване;
• идентификация на фаза и терминал;
• достъп за инспекция;
• бъдещо поддръжка.

Основни характеристики на главния трансформатор

• Еднофазен стълбов монтиран трансформатор;
• избираеми входове за първично напрежение 14,4 kV и 8 kV;
• непропорционална двойна напрежение намотка;
• аморфно сплавено ядро;
• намалени загуби при празен ход;
• герметична конструкция за употреба на открито;
• проектиран за студени климатични условия;
• персонализирани монтажни и свързващи интерфейси;
• етикети за напрежение и табелки с технически данни, специфични за проекта;
• допълнителни защитни и контролни аксесоари.

Стойност на проекта

Един трансформаторен платформен модел за две разпределителни напрежения

Дизайнът с два първични напрежения позволява един и същ трансформаторен платформен модел да се използва в проекти с източник на електроенергия с напрежение 14,4 kV или 8 kV.

Това може да опрости стандартизирането на оборудването, планирането на резервни единици, техническата документация и подготовката по поддръжка.

По-ниски енергийни загуби на дълга база

Сърцевината от аморфен сплав намалява енергията, консумирана от трансформатора при включено захранване, дори при незначителна товарна мощност.

За железопътната инфраструктура с непрекъснато захранвани вспомогателни енергийни системи това може да осигури измерими спестявания на енергия през целия жизнен цикъл.

Подобрена ефективност при инсталация

Персонализираната конструкция за монтиране на стълб намалява необходимостта от обширни полеви модификации. Прецизно подредените монтажни точки и електрическите интерфейси улесняват транспортирането, вдигането, инсталирането и свързването.

По-добра адаптация към канадските условия

Външната конструкция, системата за уплътняване, изолационната конструкция и защитата срещу корозия са разработени с оглед на проектната среда, което подобрява пригодността за работа при студено време и дълготрайна външна експлоатация.

Резюме на случая

Основният предизвикателство на този проект не беше просто добавянето на още един основен отвод. DINGXIN трябваше да координира непропорционална намотка 14,4 kV/8 kV с технологията за аморфни сплави с ниски загуби, външна изолация, производителност при студено време и строги ограничения за монтиране на стълб. Съответства на стандарти CSA

Завършеният трансформатор осигурява канадския проект за високоскоростна железопътна естакада с гъвкаво и ефективно енергийно решение за разпределени допълнителни натоварвания.

Този случай отразява способността на DINGXIN да разработва персонализирани еднофазни стълбови трансформатори за специални системи с напрежение и международни инфраструктурни проекти.

Нуждаете ли се от персонализиран стълбов трансформатор за специална система с първично напрежение? Свържете се с DINGXIN, за да обсъдите изискванията си относно напрежение, мощност, климатични условия, монтаж и съответствие.