Двухнапряженный опорный трансформатор с аморфным сплавом для проекта высокоскоростной железнодорожной эстакады в Канаде

Обзор проекта

Dingxin разработано 80 индивидуальных комплектов однофазные опорные трансформаторы с аморфным сплавом и двумя номинальными напряжениями для проекта высокоскоростной железнодорожной эстакады в Канаде.

Трансформатор имеет два варианта первичного напряжения — 14,4 кВ и 8 кВ. Поскольку эти два напряжения не связаны простым пропорциональным соотношением, для проекта потребовалась специальная конструкция обмоток и схема выбора напряжения вместо обычного последовательно-параллельного соединения.

Установленный вдоль инфраструктуры эстакадного железнодорожного пути, трансформатор обеспечивает надёжное низковольтное электропитание для распределённых вспомогательных нагрузок, таких как освещение, системы мониторинга, связи, сигнализации и другого электрооборудования.

Данный проект демонстрирует способность компании DINGXIN проектировать опорные трансформаторы для специальных систем напряжения, эксплуатации в суровых внешних условиях и инфраструктурных объектов с жёсткими требованиями к монтажу.

Требования к проекту

Для канадского проекта высокоскоростной железнодорожной эстакады требовалась конструкция одного трансформатора, совместимая с двумя различными первичными распределительными напряжениями.

Основные требования включали:

• первичные напряжения на выбор: 14,4 кВ и 8 кВ;
• непропорциональная двухнапряжённая обмотка;
• однофазный режим работы;
• установка на опоре на открытом воздухе;
• низкие потери холостого хода;
• надёжная работа в холодном канадском климате;
• компактная механическая конструкция;
• удобное поднятие, установка и подключение кабелей;
• надежное уплотнение и защита от коррозии;
• четкая настройка напряжения и маркировка безопасности.

Использование общей трансформаторной платформы для двух условий первичного напряжения также помогло заказчику проекта сократить количество моделей трансформаторов, требуемых в различных участках железнодорожной системы.

Инженерная задача

Непропорциональные первичные напряжения 14,4 кВ и 8 кВ

Многие традиционные двухнапряжённые трансформаторы используют первичные напряжения с простым соотношением 2:1. Это позволяет соединять секции обмоток последовательно или параллельно.

Входные напряжения 14,4 кВ и 8 кВ, необходимые для данного проекта, не имеют такого соотношения. Стандартная схема последовательно-параллельного включения обмоток, следовательно, не обеспечит требуемого коэффициента трансформации.

Инженерная команда DINGXIN должна была рассчитать число витков первичной обмотки, расположение изоляции, позиции ответвлений и метод выбора напряжения специально для этих двух системных напряжений.

Конструкция также должна была обеспечивать, чтобы трансформатор выдавал требуемое вторичное напряжение при подключении к любому из утверждённых источников первичного напряжения.

Эксплуатация на открытом воздухе в железнодорожной среде

Трансформаторы, установленные рядом с эстакадной железнодорожной инфраструктурой, могут подвергаться воздействию:

• низких температур окружающей среды;
• снега и льда;
• сильных суточных колебаний температуры;
• влаги и конденсата;
• ультрафиолетового излучения;
• ветра и вибрации;
• долгосрочной эксплуатации на открытом воздухе;
• ограниченный доступ для технического обслуживания.

Поскольку доступ к инфраструктуре эстакады может потребовать координации движения, работ на высоте или ограниченных окон технического обслуживания, долговечность трансформатора стала ключевым фактором.

Ограничения при установке на опорах

Трансформаторы, устанавливаемые на опорах, должны обеспечивать баланс между электрическими характеристиками и механическими ограничениями. Габариты бака, общая масса, положение центра тяжести, точки подъёма, крепёжные кронштейны, вводы и направления кабелей должны соответствовать конструкции места установки.

Оборудование также должно оставаться достаточно компактным для удобной транспортировки и монтажа, одновременно обеспечивая требуемые электрические зазоры и изоляционные характеристики.

Индивидуальное решение компании DINGXIN

Компания DINGXIN разработала однофазный аморфно-сплавный трансформатор для установки на опорах с учётом двух основных напряжений питания проекта и требований к наружной установке.

Специальная обмотка с двойным напряжением

Первичная обмотка была специально спроектирована для работы при напряжениях 14,4 кВ и 8 кВ.

Вместо использования традиционного пропорционального двухнапряжённого соединения компания DINGXIN рассчитала специальные числа витков обмоток и положения выбора напряжения для двух требуемых входов. Это позволило трансформатору сохранять правильное передаточное отношение при любом из утверждённых условий первичного напряжения.

Схема выбора напряжения спроектирована для работы в обесточенном состоянии. Перед изменением установки первичного напряжения трансформатор должен быть полностью изолирован, обесточен и проверен на безопасность в соответствии с эксплуатационной процедурой проекта.

Чёткие этикетки и идентификация положений помогают снизить риск ошибочной установки напряжения при монтаже или техническом обслуживании.

Аморфный сплав сердечника

В трансформаторе используется сердечник из аморфного сплава для снижения потерь холостого хода.

Это особенно ценно для вспомогательных систем электроснабжения железных дорог, где трансформатор может оставаться под напряжением непрерывно, даже если подключённая нагрузка меняется в течение дня.

Снижение потерь холостого хода позволяет:

• сократить постоянные потери энергии;
• повысить эффективность работы трансформатора;
• снизить стоимость электроэнергии в течение всего срока службы;
• поддержать цели проекта по энергосбережению.

Конструкция для холодного климата и наружного размещения

Конструкция трансформатора была адаптирована для наружной эксплуатации в канадских условиях. Инженерные соображения включали:

• изоляционные характеристики при низких температурах;
• тепловое расширение и сжатие;
• герметичность бака;
• предотвращение проникновения влаги;
• защиту внешних поверхностей от коррозии;
• расположение втулок;
• механическая долговечность;
• требования к идентификации и табличкам наружного размещения.

Точная система изоляции, защитные аксессуары, спецификация покрытия и диапазон рабочих температур определены в соответствии с утверждённой проектной спецификацией.

Механический дизайн, ориентированный на монтаж;

DINGXIN оптимизировала расположение креплений трансформатора, точки подъёма, места установки втулок и внешние габариты с учётом конструкции опоры и данных по стыковке с площадкой.

Такой ориентированный на монтаж подход способствовал улучшению:

• удобства подъёма;
• крепления на опоре;
• электрического подключения;
• идентификация фазы и клемм;
• доступ для осмотра;
• будущее техническое обслуживание.

Основные характеристики силового трансформатора

• Однофазный опорный трансформатор;
• первичные входные напряжения на выбор: 14,4 кВ и 8 кВ;
• непропорциональная двухнапряжённая обмотка;
• сердечник из аморфного сплава;
• сниженные холостые потери;
• герметичное наружное исполнение;
• соображения проектирования для холодного климата;
• индивидуальные монтажные и соединительные интерфейсы;
• таблички с напряжением и типовые таблички, специфичные для проекта;
• дополнительные защитные и контрольные аксессуары.

Ценность проекта

Один трансформаторный платформенный вариант для двух распределительных напряжений

Конструкция с двумя первичными напряжениями позволяет использовать одну и ту же трансформаторную платформу на объектах с источником питания либо 14,4 кВ, либо 8 кВ.

Это может упростить стандартизацию оборудования, планирование запасных единиц, техническую документацию и обучение персонала техническому обслуживанию.

Снижение долгосрочных потерь энергии

Сердечник из аморфного сплава снижает потребление энергии в режиме холостого хода трансформатора.

Для железнодорожной инфраструктуры с постоянно подключёнными вспомогательными системами электроснабжения это обеспечивает ощутимую экономию энергии в течение всего жизненного цикла.

Повышение эффективности монтажа

Индивидуальная конструкция для крепления на опоре снижает необходимость масштабной доработки на месте. Тщательно продуманные точки крепления и электрические интерфейсы упрощают транспортировку, подъём, монтаж и подключение.

Улучшенная адаптация к канадским условиям

Наружная конструкция, система уплотнения, теплоизоляционный дизайн и защита от коррозии разработаны с учётом условий проекта, что повышает пригодность оборудования для эксплуатации при низких температурах и длительной наружной работы.

Краткое описание кейса

Основной задачей данного проекта было не просто добавление ещё одного основного ответвления. Компании DINGXIN пришлось согласовать непропорциональную конструкцию обмоток 14,4 кВ/8 кВ с технологией аморфных сплавов с низкими потерями, наружной изоляцией, работой в холодном климате и строгими ограничениями по установке на опоре. Соответствует стандартам CSA.

Готовый трансформатор обеспечивает канадский проект высокоскоростной железнодорожной эстакады гибким и эффективным решением электроснабжения для распределённых вспомогательных нагрузок.

Этот случай демонстрирует способность DINGXIN разрабатывать индивидуальные однофазные трансформаторы на опоре для специальных систем напряжения и международных инфраструктурных проектов.

Вам нужен индивидуальный трансформатор на опоре для специальной системы первичного напряжения? Свяжитесь с DINGXIN, чтобы обсудить ваши требования к напряжению, мощности, климатическим условиям, монтажу и соответствию нормативам.