Двошвидкісний аморфний сплавний стовпцевий трансформатор для канадського проекту швидкісної залізниці на естакаді

Огляд проекту

Dingxin розроблено спеціальні партії загалом 80 штук однофазні трансформатори з аморфного сплаву двошвидкісні на опорі для проекту високошвидкісної залізниці на естакаді в Канаді.

Трансформатор має два варіанти первинної напруги — 14,4 кВ і 8 кВ. Оскільки ці дві напруги не мають простого пропорційного співвідношення, у проекті потрібна була спеціально розроблена обмотка й схема вибору напруги замість звичайного послідовно-паралельного з’єднання.

Трансформатор встановлено уздовж інфраструктури елевованої залізниці й забезпечує надійне низьковольтне живлення для розподілених допоміжних навантажень, зокрема освітлення, систем моніторингу, зв’язку, обладнання для сигналізації та інших електричних установок.

Цей проект демонструє здатність DINGXIN розробляти трансформатори на опорах для спеціальних систем напруги, складних зовнішніх умов експлуатації та інфраструктурних застосувань із жорсткими вимогами до монтажу.

Вимоги проекту

Для канадського проєкту швидкісної залізниці на естакаді потрібна була одна конструкція трансформатора, здатна працювати при двох різних первинних розподільних напругах.

Основними вимогами були:

• первинні напруги 14,4 кВ і 8 кВ — вибір за потребою;
• непропорційна двонапружна обмотка;
• однофазна робота;
• зовнішнє встановлення на опорі;
• низькі втрати холостого ходу;
• надійна робота в холодних канадських умовах;
• компактна механічна конструкція;
• зручне піднімання, встановлення та підключення кабелів;
• міцне ущільнення та захист від корозії;
• чітке вибрання напруги та ідентифікація безпеки.

Використання загальної трансформаторної платформи для двох різних первинних напруг також допомогло замовнику проекту зменшити кількість моделей трансформаторів, необхідних у різних ділянках залізничної системи.

Інженерна задача

Непропорційні первинні напруги 14,4 кВ і 8 кВ

Багато традиційних двонапружених трансформаторів використовують первинні напруги з простим співвідношенням 2:1. Це дозволяє підключати секції обмоток послідовно або паралельно.

Вхідні напруги 14,4 кВ і 8 кВ, потрібні для цього проекту, не мають такого співвідношення. Тому стандартна схема послідовного або паралельного з’єднання обмоток не забезпечить правильне співвідношення напруг.

Інженерна команда DINGXIN мала розрахувати кількість витків первинної обмотки, розташування ізоляції, положення відводів та метод вибору напруги спеціально для цих двох системних напруг.

Конструкція також повинна забезпечувати, що трансформатор буде надавати потрібну вторинну напругу при підключенні до будь-якого затвердженого джерела первинної напруги.

Зовнішнє залізничне експлуатаційне середовище

Трансформатори, встановлені поряд із підвищеною залізничною інфраструктурою, можуть піддаватися впливу:

• низьких температур навколишнього середовища;
• снігу й льоду;
• великих добових коливань температури;
• вологості й конденсації;
• ультрафіолетового випромінювання;
• вітру й вібрації;
• тривалої роботи на відкритому повітрі;
• обмежений доступ для технічного обслуговування.

Оскільки доступ до інфраструктури естакади може вимагати координації руху, робіт на висоті або обмежених вікон для обслуговування, надійність трансформаторів у тривалій експлуатації була ключовим критерієм.

Обмеження щодо встановлення на опорах.

Трансформатори, встановлені на опорах, повинні забезпечувати баланс між електричними характеристиками й механічними обмеженнями. Габарити бака, загальна маса, центр ваги, точки підйому, кріпильні кронштейни, вводи та напрямки кабелів мають відповідати конструкції монтажної опори.

Обладнання також мало залишатися достатньо компактним для практичного транспортування й монтажу, одночасно зберігаючи необхідні електричні відстані й характеристики ізоляції.

Індивідуальне рішення DINGXIN.

DINGXIN розробив спеціальний однофазний трансформатор з аморфним сплавом для встановлення на опорах, враховуючи дві основні номінальні напруги проекту та вимоги до зовнішнього розташування.

Спеціальна двонапругова обмотка.

Первинну обмотку спроектовано спеціально для роботи при напругах 14,4 кВ та 8 кВ.

Замість використання звичайного пропорційного двонапругового з’єднання компанія DINGXIN розрахувала спеціальні кількості витків обмотки та позиції вибору напруги для двох необхідних вхідних напруг. Це дозволило трансформатору зберігати правильне передавальне співвідношення за будь-якої затвердженої первинної напруги.

Систему вибору напруги спроектовано для роботи у відключеному стані. Перед зміною налаштування первинної напруги трансформатор має бути повністю ізольованим, відключеним від мережі та перевіреним на безпеку згідно з експлуатаційною процедурою проекту.

Чіткі мітки та ідентифікація позицій допомагають зменшити ризик неправильного встановлення напруги під час монтажу або технічного обслуговування.

Аморфне сплавне ядро

У трансформаторі використовується серце з аморфного сплаву для зниження втрат у режимі холостого ходу.

Це особливо важливо для залізничних допоміжних електроживлення, де трансформатор може залишатися під напругою постійно, навіть коли підключена навантаження змінюється протягом доби.

Зниження втрат у режимі холостого ходу може сприяти:

• зменшенню постійних втрат енергії;
• підвищити ефективність роботи трансформатора;
• знизити витрати на електроенергію протягом усього терміну експлуатації;
• підтримати цілі проекту щодо енергозбереження.

Конструкція для холодного клімату та зовнішнього використання

Конструкцію трансформатора адаптовано для зовнішнього використання в канадських умовах. Інженерні міркування включали:

• ефективність ізоляції при низьких температурах;
• теплове розширення та стискання;
• герметизацію бака;
• захист від вологи;
• захист від зовнішньої корозії;
• розташування втулок;
• механічна міцність;
• вимоги до ідентифікації та табличок у зовнішніх умовах.

Точну систему ізоляції, захисні аксесуари, специфікацію покриття та діапазон робочих температур визначено згідно з затвердженою проектною специфікацією.

Механічний дизайн, орієнтований на монтаж

DINGXIN оптимізував розташування кріплення трансформатора, точки підйому, розташування втулок та зовнішні розміри з урахуванням конструкції опори та інформації про місце встановлення.

Цей підхід, орієнтований на монтаж, сприяв поліпшенню:

• зручності підйому;
• кріплення на опорі;
• електричного підключення;
• ідентифікація фази та клеми;
• доступ для огляду;
• майбутнє обслуговування.

Основні характеристики головного трансформатора

• Однофазний стовповий трансформатор;
• первинні вхідні напруги 14,4 кВ і 8 кВ (вибір можливий);
• непропорційна конструкція обмотки з подвійною напругою;
• аморфне сплавне осердя;
• знижені втрати у режимі холостого ходу;
• герметична конструкція для зовнішнього розташування;
• міркування щодо проектування для холодного клімату;
• індивідуальні кріплення та інтерфейси підключення;
• мітки напруги та таблички з технічними даними, спеціально розроблені для проекту;
• додаткові захисні та контрольні аксесуари (за бажанням).

Вартість проекту

Один трансформаторний платформений розв’язок для двох рівнів розподільної напруги

Конструкція з двома первинними напругами дозволяє використовувати одну й ту саму трансформаторну платформу на об’єктах із джерелом живлення 14,4 кВ або 8 кВ.

Це спрощує стандартизацію обладнання, планування запасних одиниць, технічну документацію та підготовку персоналу з технічного обслуговування.

Знижені довготривалі енергетичні втрати

Серце з аморфного сплаву зменшує енергоспоживання трансформатора у режимі холостого ходу.

Для залізничної інфраструктури з постійно підключеними допоміжними системами живлення це забезпечує помітну економію енергії протягом усього терміну експлуатації.

Покращена ефективність монтажу

Індивідуальна конструкція на опорі зменшує потребу в масштабних польових модифікаціях. Дбайливо розміщені кріплення та електричні інтерфейси спрощують транспортування, підйом, монтаж та підключення.

Краща адаптація до канадських умов

Зовнішню конструкцію, систему ущільнення, ізоляційний дизайн та захист від корозії розроблено з урахуванням умов проектного середовища, що покращує придатність для експлуатації на відкритому повітрі в холодну погоду та протягом тривалого часу.

Резюме практичного прикладу

Головною викликом цього проекту було не просто додавання ще одного первинного відводу. Компанії DINGXIN довелося узгодити непропорційний обмотковий дизайн 14,4 кВ/8 кВ із технологією низьковтратних аморфних сплавів, зовнішньою ізоляцією, ефективністю в умовах холодного клімату та суворими обмеженнями щодо монтажу на опорі. Відповідає стандартам CSA.

Готовий трансформатор забезпечує канадський проект швидкісної залізниці з висотними естакадами гнучким і ефективним енергопостачанням для розподілених допоміжних навантажень.

Цей випадок демонструє здатність DINGXIN розробляти спеціалізовані однофазні стовпові трансформатори для особливих систем напруги та міжнародних інфраструктурних проектів.

Потрібен спеціалізований стовповий трансформатор для особливої системи первинної напруги? Зв’яжіться з DINGXIN, щоб обговорити ваші вимоги щодо напруги, потужності, кліматичних умов, монтажу та відповідності нормам.