캐나다 고속철도 고가교 프로젝트용 이중 전압 비정질 합금 주형 변압기

프로젝트 개요

Dingxin 맞춤형 80세트 개발 비정질 합금 이중 전압 단상 주배전기 캐나다 고속철도 고가교 프로젝트용.

해당 변압기는 14.4 kV와 8 kV의 두 가지 1차 전압 옵션을 갖추도록 설계되었다. 이 두 전압 간에는 단순한 비례 관계가 없기 때문에, 기존의 직렬-병렬 연결 방식 대신 특수 설계된 권선 및 전압 선택 구조가 필요하였다.

고가 철도 인프라를 따라 설치된 이 변압기는 조명, 감시, 통신, 신호 지원 장비 및 기타 전기 시설과 같은 분산 보조 부하에 안정적인 저전압 전력을 공급합니다.

이 프로젝트는 딩신(DINGXIN)이 특수 전압 시스템, 엄격한 야외 환경 및 설치 요구 사항이 높은 인프라 응용 분야를 위해 기둥형 변압기를 설계할 수 있는 역량을 입증합니다.

프로젝트 요구사항

캐나다 고속철도 고가교 프로젝트에서는 두 가지 서로 다른 1차 배전 전압을 모두 수용할 수 있는 하나의 변압기 설계가 필요했습니다.

주요 요구 사항은 다음과 같았습니다.

• 14.4 kV 및 8 kV 선택 가능 1차 전압;
• 비비례 이중 전압 권선 설계;
• 단상 작동;
• 기둥형 야외 설치;
• 낮은 무부하 손실;
• 캐나다의 추운 날씨에서도 신뢰성 있는 작동;
• 소형 기계 구조;
• 편리한 리프팅, 설치 및 케이블 연결;
• 내구성 있는 밀봉 및 부식 방지;
• 명확한 전압 선택 및 안전 식별.

두 가지 주 전압 조건에 대해 공통 변압기 플랫폼을 사용하는 방식은 프로젝트 소유자가 철도 시스템의 다양한 구간에서 필요한 변압기 모델 수를 줄이는 데 도움이 되었다.

엔지니어링 과제

비정비례 14.4 kV 및 8 kV 주 전압

많은 기존 이중 전압 변압기는 단순한 2:1 비율을 따르는 주 전압을 사용한다. 이를 통해 권선 구역을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.

본 프로젝트에서 요구된 14.4 kV 및 8 kV 입력 전압은 그러한 비율 관계를 따르지 않는다. 따라서 표준 직렬-병렬 권선 배치로는 올바른 전압 비율을 얻을 수 없다.

딩신(DINGXIN)의 엔지니어링 팀은 이 두 시스템 전압에 특화하여 주 권선 권수, 절연 배치, 탭 위치 및 전압 선택 방식을 개별적으로 계산해야 했다.

설계는 또한 승인된 1차 전압 공급원 중 어느 하나에 연결되었을 때 변압기가 요구되는 2차 전압을 제공할 수 있도록 해야 했다.

야외 철도 운용 환경

고가 철도 인프라 옆에 설치된 변압기는 다음 요소에 노출될 수 있다.

• 낮은 주변 온도;
• 눈과 얼음;
• 하루 동안 급격한 온도 변화;
• 습기 및 결로;
• 자외선 노출;
• 바람 및 진동;
• 장기간 야외 운용;
• 정비를 위한 접근이 제한됨.

고가도로 인프라에 대한 접근은 교통 조율, 고소 작업 또는 제한된 정비 시간 창을 필요로 하기 때문에 장기적인 변압기 신뢰성이 주요 고려 사항이었다.

주상 설치 제약 조건

주상 설치 변압기는 전기적 성능과 기계적 제약 사이에서 균형을 맞춰야 한다. 탱크 치수, 총 중량, 무게 중심, 리프팅 포인트, 마운팅 브래킷, 부싱 및 케이블 방향 등이 모두 설치 구조에 적합해야 한다.

동시에 설비는 요구되는 전기적 간격 및 절연 성능을 유지하면서도 실용적인 운반 및 설치가 가능하도록 충분히 소형화되어야 했다.

딩신(DINGXIN)의 맞춤형 솔루션

딩신(DINGXIN)은 이 프로젝트의 두 가지 주전압 조건 및 실외 설치 요구 사항에 기반하여 비정질 합금 단상 주상 설치 변압기를 설계하였다.

전용 이중 전압 권선

일차 권선은 14.4 kV 및 8 kV 작동을 위해 특별히 설계되었다.

기존의 비례 이중 전압 연결 방식 대신, 딩신(DINGXIN)은 두 개의 요구 입력에 대해 전용 권선 수와 전압 선택 위치를 계산하였다. 이를 통해 변압기는 승인된 어느 하나의 1차 전압 조건에서도 올바른 변압 비율을 유지할 수 있게 되었다.

전압 선택 구조는 정전 상태에서 작동하도록 설계되었다. 1차 전압 설정을 변경하기 전에, 변압기를 완전히 격리하고 정전시킨 후, 프로젝트의 운전 절차에 따라 안전함을 확인해야 한다.

명확한 라벨과 위치 식별 표시는 설치 또는 정비 중 잘못된 전압 설정 위험을 줄여준다.

비정질 합금 코어

이 변압기는 무부하 손실을 줄이기 위해 비정질 합금 코어를 사용한다.

이는 특히 철도 보조 전원 시스템에서 매우 유용한데, 여기서 변압기는 연결된 부하가 하루 종일 변화하더라도 계속해서 전원이 인가된 상태로 남아 있을 수 있다.

낮은 무부하 손실은 다음을 도울 수 있다:

• 지속적인 에너지 낭비 감소;
• 변압기 작동 효율 향상;
• 수명 주기 전력 비용 절감;
• 프로젝트의 에너지 절약 목표 달성 지원.

한랭 기후 및 실외 설계

변압기 구조는 캐나다 실외 조건에 맞게 개조됨. 공학적 고려 사항은 다음과 같음:

• 저온에서의 절연 성능;
• 열 팽창 및 수축;
• 탱크 밀봉;
• 습기 방지;
• 외부 부식 방지;
• 부싱 배치;
• 기계적 내구성;
• 야외 식별 및 명판 요구사항.

정확한 절연 시스템, 보호 부속품, 코팅 사양 및 작동 온도 범위는 승인된 프로젝트 사양에 따라 결정되었다.

설치 중심 기계 설계

딩신(DINGXIN)은 전봇대 구조 및 현장 인터페이스 정보에 따라 변압기의 장착 방식, 들어올림 지점, 부싱 위치 및 외부 치수를 최적화하였다.

이 설치 중심 접근 방식은 다음을 개선하는 데 도움이 되었다:

• 들어올림 편의성;
• 전봇대 장착;
• 전기 연결;
• 위상 및 단자 식별;
• 점검 접근성;
• 향후 유지보수.

주변압기 특징

• 단상 폴 마운트 변압기;
• 14.4 kV 및 8 kV 선택 가능한 1차 입력;
• 비비례 이중 전압 권선 설계;
• 비정질 합금 코어;
• 무부하 손실 감소;
• 야외용 밀봉 구조;
• 한랭 기후 설계 고려 사항;
• 맞춤형 장착 및 연결 인터페이스;
• 프로젝트별 전압 라벨 및 명판;
• 선택 가능한 보호 및 모니터링 액세서리.

프로젝트 가치

두 가지 배전 전압을 위한 단일 변압기 플랫폼

이중 1차 전압 설계를 통해 동일한 변압기 플랫폼을 14.4 kV 또는 8 kV 전원이 공급되는 프로젝트 현장에 모두 적용할 수 있다.

이로 인해 장비 표준화, 예비 장치 계획, 기술 문서 작성, 유지보수 교육 등이 간소화될 수 있다.

낮은 장기 에너지 손실

비정질 합금 코어는 부하가 거의 없는 상태에서 변압기가 가동 중일 때 소비되는 에너지를 줄인다.

보조 전력 시스템이 지속적으로 가동되는 철도 인프라의 경우, 이는 측정 가능한 수명 주기 에너지 절감 효과를 가져올 수 있다.

설치 효율성 향상

맞춤형 폴 마운트 구조로 현장에서의 대규모 수정이 필요 없어진다. 신중하게 배치된 장착 포인트와 전기 인터페이스는 운송, 리프팅, 설치 및 연결을 단순화한다.

캐나다 환경에 대한 개선된 적응성

야외용 구조, 밀봉 시스템, 단열 설계, 부식 방지 기술은 프로젝트 현장 환경을 기반으로 개발되어 한랭 기후 및 장기 야외 작동에 대한 적합성을 향상시켰다.

사례 연구 요약

이 프로젝트의 주요 과제는 단순히 또 다른 주요 탭을 추가하는 것이 아니었다. 딩신(DINGXIN)은 비비례 14.4 kV/8 kV 권선 설계를 저손실 아모르퍼스 합금 기술, 야외 절연, 한랭 기후 성능, 엄격한 폴 마운트 설치 제한과 조율해야 했으며, CSA 표준을 준수한다.

완성된 변압기는 캐나다 고속철도 고가교 프로젝트에 분산 보조 부하를 위한 유연하고 효율적인 전력 솔루션을 제공한다.

이 사례는 딩신(DINGXIN)이 특수 전압 시스템 및 국제 인프라 프로젝트를 위한 맞춤형 단상 기둥식 변압기를 개발할 수 있는 역량을 보여줍니다.

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