Τριφασικός μετασχηματιστής με αμορφικό κράμα για στήριξη σε πόλους, διπλής τάσης, για το έργο της καναδικής υπερταχείας σιδηροδρομικής υπερυψωμένης διώρυγας

Περιγραφή Έργου

Dingxin ανέπτυξε εξατομικευμένα 80 τεμάχια μονοφασικοί μετασχηματιστές διπλής τάσης με αμορφές κράματα στηριζόμενοι σε πόλο για ένα έργο υψηλής ταχύτητας σιδηροδρόμου στον Καναδά.

Ο μετασχηματιστής έχει σχεδιαστεί με δύο επιλογές πρωτεύουσας τάσης — 14,4 kV και 8 kV. Επειδή αυτές οι δύο τάσεις δεν έχουν απλή αναλογική σχέση, το έργο απαιτούσε ειδικά μηχανολογική διάταξη τυλιγμάτων και επιλογής τάσης, αντί για συνηθισμένη σειριακή ή παράλληλη σύνδεση.

Εγκατεστημένος κατά μήκος της υψηλής σιδηροδρομικής υποδομής, ο μετασχηματιστής παρέχει αξιόπιστη χαμηλής τάσης ηλεκτρική ενέργεια για κατανεμημένα βοηθητικά φορτία, όπως φωτισμός, παρακολούθηση, επικοινωνίες, εξοπλισμός υποστήριξης σηματοδότησης και άλλες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.

Το έργο αποδεικνύει την ικανότητα της DINGXIN να σχεδιάζει μετασχηματιστές για εγκατάσταση σε πυλώνες για ειδικά συστήματα τάσης, απαιτητικά εξωτερικά περιβάλλοντα και εφαρμογές υποδομής με αυστηρές απαιτήσεις εγκατάστασης.

Απαιτήσεις του έργου

Το καναδικό έργο υψηλής ταχύτητας σιδηροδρόμου επί γεφυρών απαιτούσε ένα σχέδιο μετασχηματιστή ικανό να υποστηρίζει δύο διαφορετικές πρωτεύουσες τάσεις διανομής.

Οι κύριες απαιτήσεις περιελάμβαναν:

• επιλέξιμες πρωτεύουσες τάσεις: 14,4 kV και 8 kV·
• σχεδιασμός διπλής τάσης με μη ανάλογη περιέλιξη·
• μονοφασική λειτουργία·
• εγκατάσταση σε πυλώνα για εξωτερική χρήση·
• χαμηλές απώλειες σε κατάσταση ακινησίας·
• αξιόπιστη λειτουργία στο κρύο καναδικό κλίμα·
• συμπαγής μηχανική διάταξη·
• βολική ανύψωση, εγκατάσταση και σύνδεση καλωδίων·
• ανθεκτική σφράγιση και προστασία από διάβρωση·
• σαφής επιλογή τάσης και αναγνώριση ασφαλείας.

Η χρήση μιας κοινής πλατφόρμας μετασχηματιστή για δύο συνθήκες πρωτεύουσας τάσης βοήθησε επίσης τον ιδιοκτήτη του έργου να μειώσει τον αριθμό των μοντέλων μετασχηματιστών που απαιτούνταν σε διαφορετικά τμήματα του σιδηροδρομικού συστήματος.

Η Μηχανική Πρόκληση

Μη-Ανάλογες Πρωτεύουσες Τάσεις 14,4 kV και 8 kV

Πολλοί συμβατικοί μετασχηματιστές διπλής τάσης χρησιμοποιούν πρωτεύουσες τάσεις με απλή σχέση 2:1. Αυτό επιτρέπει στα τμήματα των τυλιγμάτων να συνδέονται είτε σε σειρά είτε παράλληλα.

Οι εισόδοι 14,4 kV και 8 kV που απαιτούνταν για αυτό το έργο δεν έχουν αυτήν τη σχέση. Μια τυπική διάταξη τυλιγμάτων σε σειρά-παράλληλα δεν θα παρήγαγε επομένως τον σωστό λόγο τάσης.

Η μηχανική ομάδα της DINGXIN έπρεπε να υπολογίσει ειδικά για αυτές τις δύο τάσεις του συστήματος τον αριθμό των στροφών του πρωτεύοντος τυλίγματος, τη διάταξη της μόνωσης, τις θέσεις των απαγωγών και τη μέθοδο επιλογής τάσης.

Ο σχεδιασμός έπρεπε επίσης να διασφαλίζει ότι ο μετασχηματιστής θα παρείχε την απαιτούμενη τάση δευτερεύοντος κυκλώματος όταν συνδεόταν σε οποιαδήποτε εγκεκριμένη πηγή τάσης πρωτεύοντος κυκλώματος.

Εξωτερικό περιβάλλον λειτουργίας σιδηροδρόμου

Οι μετασχηματιστές που εγκαθίστανται δίπλα σε υψηλά σιδηροδρομικά έργα μπορεί να εκτίθενται σε:

• χαμηλές περιβάλλουσες θερμοκρασίες·
• χιόνι και πάγο·
• μεγάλες ημερήσιες μεταβολές θερμοκρασίας·
• υγρασία και συμπύκνωση·
• έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία·
• άνεμο και δονήσεις·
• μακροχρόνια εξωτερική λειτουργία·
• περιορισμένη πρόσβαση για συντήρηση.

Επειδή η πρόσβαση στην υποδομή των υψωμάτων μπορεί να απαιτεί συντονισμό κυκλοφορίας, εργασίες σε ύψος ή περιορισμένα παράθυρα συντήρησης, η μακροπρόθεσμη αξιοπιστία του μετασχηματιστή αποτέλεσε κύριο κριτήριο.

Περιορισμοί εγκατάστασης σε πυλώνα

Οι μετασχηματιστές που εγκαθίστανται σε πυλώνα πρέπει να εξισορροπούν την ηλεκτρική απόδοση με τους μηχανικούς περιορισμούς. Οι διαστάσεις του δοχείου, το συνολικό βάρος, το κέντρο βάρους, τα σημεία ανύψωσης, οι βάσεις στήριξης, οι μονωτήρες και οι κατευθύνσεις των καλωδίων πρέπει όλα να είναι συμβατά με τη δομή εγκατάστασης.

Το εξοπλισμός έπρεπε επίσης να παραμείνει αρκετά συμπαγής για πρακτική μεταφορά και εγκατάσταση, ενώ διατηρούσε τις απαιτούμενες ηλεκτρικές αποστάσεις και την απόδοση μόνωσης.

Η προσαρμοσμένη λύση της DINGXIN

Η DINGXIN σχεδίασε έναν μονοφασικό μετασχηματιστή σε πυλώνα με αμορφικό κράμα, βάσει των δύο κύριων συνθηκών τάσης του έργου και των απαιτήσεων εγκατάστασης σε εξωτερικό χώρο.

Αφιερωμένη διτάσιμη τύλιξη

Η πρωτεύουσα τύλιξη σχεδιάστηκε ειδικά για λειτουργία σε 14,4 kV και 8 kV.

Αντί για τη συνηθισμένη αναλογική διπλή τάση σύνδεσης, η DINGXIN υπολόγισε ειδικούς αριθμούς σπειρώματος και θέσεις επιλογής τάσης για τις δύο απαιτούμενες εισόδους. Αυτό επέτρεψε στο μετασχηματιστή να διατηρεί το σωστό λόγο μετασχηματισμού υπό οποιαδήποτε από τις εγκεκριμένες συνθήκες πρωτεύουσας τάσης.

Η διάταξη επιλογής τάσης σχεδιάστηκε για λειτουργία με αποσυνδεδεμένο ρεύμα. Πριν αλλάξετε τη ρύθμιση της πρωτεύουσας τάσης, ο μετασχηματιστής πρέπει να απομονωθεί πλήρως, να αποσυνδεθεί από την τροφοδοσία και να επιβεβαιωθεί ότι είναι ασφαλής σύμφωνα με τη διαδικασία λειτουργίας του έργου.

Σαφή ετικέτες και αναγνώριση των θέσεων βοηθούν στη μείωση του κινδύνου λανθασμένης ρύθμισης τάσης κατά την εγκατάσταση ή τη συντήρηση.

Πυρήνα αμόρφου κράματος

Ο μετασχηματιστής χρησιμοποιεί πυρήνα αμορφικής κραμάτων για τη μείωση των απωλειών χωρίς φορτίο.

Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τα συστήματα βοηθητικής ηλεκτρικής ενέργειας σιδηροδρόμων, όπου ένας μετασχηματιστής μπορεί να παραμένει συνδεδεμένος συνεχώς, ακόμη και όταν το συνδεδεμένο φορτίο μεταβάλλεται καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας.

Οι χαμηλότερες απώλειες χωρίς φορτίο μπορούν να βοηθήσουν:

• να μειώσουν τη συνεχή σπατάλη ενέργειας;
• βελτιώστε τη λειτουργική απόδοση του μετασχηματιστή·
• μειώστε το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια ζωής·
• υποστηρίξτε τους στόχους εξοικονόμησης ενέργειας του έργου.

Σχεδιασμός για ψυχρό κλίμα και εξωτερική χρήση

Η δομή του μετασχηματιστή προσαρμόστηκε για εξωτερικές συνθήκες στον Καναδά. Οι μηχανικές πτυχές που λήφθηκαν υπόψη περιελάμβαναν:

• απόδοση μόνωσης σε χαμηλές θερμοκρασίες·
• θερμική διαστολή και συστολή·
• σφράγιση του δοχείου·
• πρόληψη υγρασίας·
• προστασία από εξωτερική διάβρωση·
• διάταξη μανσέτας·
• μηχανική αντοχή·
• απαιτήσεις εξωτερικής αναγνώρισης και πινακίδας ονόματος.

Το ακριβές σύστημα μόνωσης, τα προστατευτικά εξαρτήματα, η προδιαγραφή επίστρωσης και το εύρος λειτουργικής θερμοκρασίας καθορίστηκαν σύμφωνα με την εγκεκριμένη προδιαγραφή του έργου.

Μηχανικός σχεδιασμός προσανατολισμένος στην εγκατάσταση

Η DINGXIN βελτιστοποίησε τη διάταξη στήριξης του μετασχηματιστή, τα σημεία ανύψωσης, τις θέσεις των μανσέτων και τις εξωτερικές διαστάσεις σύμφωνα με την κατασκευή της στήλης και τις πληροφορίες διεπαφής του χώρου.

Αυτή η προσέγγιση προσανατολισμένη στην εγκατάσταση βοήθησε να βελτιωθούν:

• η ευκολία ανύψωσης·
• η στήριξη στη στήλη·
• η ηλεκτρική σύνδεση·
• αναγνώριση φάσης και ακροδεκτών·
• πρόσβαση για επιθεώρηση·
• μελλοντική συντήρηση.

Χαρακτηριστικά Κύριου Μετασχηματιστή

• Μονοφασικός μετασχηματιστής τοποθετούμενος σε πυλώνα·
• επιλέξιμες είσοδοι πρωτεύοντος ρεύματος 14,4 kV και 8 kV·
• σχεδιασμός διπλής τάσης μη ανάλογου περιέλιξης·
• πυρήνας από αμορφικό κράμα·
• μειωμένες απώλειες σε λειτουργία χωρίς φορτίο·
• κατασκευή για εξωτερική χρήση με σφράγισμα·
• σκέψεις σχεδιασμού για κρύο κλίμα·
• προσαρμοσμένες επιφάνειες στήριξης και σύνδεσης·
• ετικέτες τάσης και πινακίδες ονομαστικών τιμών ειδικές για το έργο·
• προαιρετικά προστατευτικά και συστήματα παρακολούθησης.

Αξία Έργου

Μία Πλατφόρμα Μετασχηματιστή για Δύο Τάσεις Διανομής

Ο σχεδιασμός με διπλή τάση στο πρωτεύον κύκλωμα επιτρέπει τη χρήση της ίδιας πλατφόρμας μετασχηματιστή σε τοποθεσίες έργων με πηγή ισχύος είτε 14,4 kV είτε 8 kV.

Αυτό μπορεί να απλοποιήσει την τυποποίηση εξοπλισμού, το σχεδιασμό ανταλλακτικών μονάδων, την τεχνική τεκμηρίωση και την εκπαίδευση για συντήρηση.

Χαμηλότερες Ενεργειακές Απώλειες σε Μακροπρόθεσμη Βάση

Η καρδιά από αμορφικό κράμα μειώνει την καταναλισκόμενη ενέργεια ενώ ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος χωρίς σημαντικό φορτίο.

Για υποδομές σιδηροδρόμων με συνεχώς ενεργοποιημένα βοηθητικά συστήματα ισχύος, αυτό μπορεί να δημιουργήσει μετρήσιμη εξοικονόμηση ενέργειας κατά τη διάρκεια ζωής.

Βελτιωμένη αποδοτικότητα εγκατάστασης

Η προσαρμοσμένη δομή εγκατεστημένη σε πόλο μειώνει την ανάγκη για εκτεταμένες πεδιακές τροποποιήσεις. Οι προσεκτικά διατεταγμένες θέσεις στήριξης και οι ηλεκτρικές διεπαφές βοηθούν στην απλοποίηση της μεταφοράς, του ανυψώματος, της εγκατάστασης και της σύνδεσης.

Καλύτερη προσαρμογή στις συνθήκες του Καναδά

Η εξωτερική δομή, το σύστημα σφράγισης, ο σχεδιασμός μόνωσης και η προστασία από διάβρωση αναπτύχθηκαν με βάση το περιβάλλον του έργου, βελτιώνοντας την καταλληλότητα για λειτουργία σε κρύο κλίμα και για μακροχρόνια εξωτερική χρήση.

Περίληψη Μελέτης Περίπτωσης

Η κύρια πρόκληση αυτού του έργου δεν ήταν απλώς η προσθήκη ενός ακόμη κύριου ακροδέκτη. Η DINGXIN έπρεπε να συντονίσει ένα μη ανάλογο τυλιγματικό σχέδιο 14,4 kV/8 kV με τεχνολογία αμορφικού κράματος χαμηλών απωλειών, εξωτερική μόνωση, απόδοση σε κρύο κλίμα και αυστηρούς περιορισμούς εγκατάστασης σε πόλο· Συμμορφώνεται με τα πρότυπα CSA

Ο ολοκληρωμένος μετασχηματιστής παρέχει στο καναδικό έργο υψηλής ταχύτητας σιδηροδρόμου με υπερυψωμένη διαδρομή ευέλικτη και αποτελεσματική λύση ενέργειας για κατανεμημένα βοηθητικά φορτία.

Αυτή η περίπτωση αντανακλά την ικανότητα της DINGXIN να αναπτύσσει προσαρμοσμένους μονοφασικούς μετασχηματιστές εγκατεστημένους σε πυλώνες για ειδικά συστήματα τάσης και διεθνή έργα υποδομής.

Χρειάζεστε έναν προσαρμοσμένο μετασχηματιστή εγκατεστημένο σε πυλώνα για ένα ειδικό σύστημα πρωτεύουσας τάσης; Επικοινωνήστε με την DINGXIN για να συζητήσετε τις απαιτήσεις σας όσον αφορά την τάση, την ισχύ, το κλίμα, την εγκατάσταση και τη συμμόρφωση.