Transfoma ya Reli: Aina, Maelezo na Matumizi

 

Utangulizi

-Treni za mwendo kasi, tramu, reli nyepesi, metro na treni za kawaida zote zinategemea usambazaji wa umeme unaotegemewa ili kufanya kazi kwa usalama na kwa ufanisi. Nyuma ya usambazaji huu wa umeme kuna anuwai ya transfoma maalum za reli, iliyoundwa kugeuza na kusambaza nguvu za umeme kwa sehemu tofauti za mfumo wa umeme wa reli. Miongoni mwao,mvutotransfomakucheza nafasi muhimu. Hutumika katika vituo vidogo vya uvutaji wa reli na, katika baadhi ya programu, treni za ndani ili kubadilisha nishati ya umeme kuwa voltage na usanidi unaohitajika na mifumo ya uvutaji wa reli. Katika makala hii, tunaelezea nini kibadilishaji cha reli ni, jinsi transfoma ya traction inavyofanya kazi, aina kuu za transfoma za reli, maelezo yao muhimu, na jinsi ya kuchagua kibadilishaji sahihi kwa mfumo wa usambazaji wa umeme wa reli.

 

Transfoma ya traction ya reli ni nini?

Transfoma ya reli imeundwa kwa ajili ya matumizi katika mifumo ya umeme ya reli ili kubadilisha, kutenganisha na kusambaza nishati ya umeme kwa treni na vifaa vinavyohusiana. Moja ya aina kuu ni transformer ya traction, ambayo hutoa nguvu kwa mfumo wa traction ya reli.

Kibadilishaji kigeuzi cha reli, pia kinachojulikana kama kibadilishaji nguvu cha mvuto, kwa kawaida hubadilisha-nguvu ya AC ya juu kutoka gridi ya matumizi au mtandao wa usambazaji wa nishati ya reli hadi volti inayofaa kwa mfumo wa kuvuta. Mara nyingi husakinishwa kwenye kituo kidogo cha kusukuma reli, ambapo hutoa nguvu kwa mifumo ya juu au ya tatu-ya reli. Baadhi ya transfoma za traction pia zimeundwa kwa ajili ya ufungaji wa moja kwa moja kwenye treni za umeme.

Tofauti na transfoma ya kawaida ya nguvu, transformer ya traction lazima kushughulikia mabadiliko ya mara kwa mara na ya haraka katika mzigo. Kuongeza kasi kwa treni kunaweza kusababisha ongezeko la ghafla la sasa, wakati breki na mabadiliko katika uendeshaji wa treni inaweza kuzalisha tofauti zaidi katika mzigo wa umeme. Kwa hiyo, transfoma za traction ya reli zimeundwa kwa ajili ya uendeshaji wa kuaminika chini ya mizigo ya nguvu, matatizo ya umeme, vibration, na hali nyingine zinazohitajika za reli.

Kwa utangulizi mpana wa ujenzi wa transfoma ya traction na vipengele

tazama yetuMuhtasari wa Transformer ya traction.

 

3. Kanuni ya Kazi ya Transfoma ya Reli

Kanuni ya kazi ya transfoma ya reli inategemea induction ya sumakuumeme. Katika kituo kidogo cha kuvuta, transfoma huteremka chini-nguvu ya voltage ya juu kutoka kwenye gridi ya taifa au mtandao wa usambazaji wa nishati ya reli hadi kwenye volteji inayofaa kwa mfumo wa uvutaji wa reli.

Ingizo-Votage ya Juu: Umeme kutoka kwa njia za barabara kuu au mifumo ya tatu-ya reli huingizwa kwenye sehemu ya msingi ya kubadilisha kibadilishaji reli. Voltage ya pembejeo inaweza kuanzia 15 kV hadi 25 kV, kulingana na mfumo wa reli.

 

Mabadiliko ya Voltage:Ingizo la{{0}voltage ya juu hutia nguvu vilima msingi na kuunda uga unaobadilika wa sumaku katika msingi wa kibadilishaji nguvu. Kupitia induction ya sumakuumeme, uwanja huu wa sumaku husababisha voltage ya chini katika vilima vya sekondari, na voltage iliyoamuliwa na uwiano wa zamu ya transformer.

 

Udhibiti wa Voltage: Transfoma ya reli hurekebisha volteji ili kuendana na mahitaji ya mfumo wa kuvuta treni, kwa kawaida huipunguza hadi kiwango cha chini cha volteji kinachofaa kwa vifaa vya kuendeshea treni.

 

Utoaji wa Nguvu: Nguvu iliyobadilishwa huwasilishwa kwa mfumo wa kuvuta, ikijumuisha injini za kuvuta au vifaa vingine vya ndani, kuwezesha treni kufanya kazi.

 

Ulinzi na Udhibiti: Transfoma za reli lazima zishughulikie voltage ya juu ya pembejeo na mahitaji ya mzigo tofauti wakati wa operesheni ya treni. Vifaa vya kinga kama vile vivunja saketi na vihisi hufuatilia halijoto, volteji na mkondo wa umeme ili kuhakikisha utendakazi salama na unaotegemewa.

 

Maoni na Marekebisho: Ufuatiliaji unaoendelea huruhusu mfumo kujibu mabadiliko katika hali ya mzigo na uendeshaji, kusaidia kudumisha utendaji thabiti na kuzuia kushindwa.

 

4. Aina za Transfoma za Reli

Kuna aina kadhaa za transfoma za reli, na miundo yao inatofautiana kulingana na mfumo wa usambazaji wa umeme wa reli, eneo la ufungaji, na matumizi. Aina kuu ni pamoja na transfoma zisizosimama, transfoma za mvuto wa ndani,-transfoma otomatiki, na{2}}kigeuzi cha mifumo mingi.

 

4.1 Vibadilishaji Vigezo vya Kusimama

Transfoma za mwendo wa kusimama zimewekwa kwenye vituo vidogo vya reli kando ya njia ya reli. Wanashuka chini-nguvu ya voltage ya juu kutoka kwa gridi ya taifa au mtandao wa usambazaji wa nishati ya reli kabla ya kusambaza umeme kwa treni kupitia mfumo wa catenary au reli ya tatu.

Transfoma hizi hutumiwa kwa kawaida katika mifumo ya umeme ya reli ili kutoa usambazaji wa nguvu thabiti na wa kuaminika kwa treni za umeme.

 

4.2 Transfoma za Uvutano wa Ndani

Transfoma za mvuto za ndani huwekwa moja kwa moja kwenye treni za umeme au injini. Wana muundo wa kushikana na uzani mwepesi kwa sababu ni lazima watembee na treni huku wakishughulikia{1}mahitaji ya juu ya nishati ya mfumo wa kuvuta.

Transfoma hizi hupokea nguvu kutoka kwa mfumo wa juu wa reli na kuishusha hadi kwenye voltage inayofaa kwa kuvuta na vifaa vya umeme vya treni.

 

4.3 Vigeuza Kiotomatiki-

Traction auto{0}transfoma hutumika katika mifumo ya usambazaji wa nishati ya reli, haswa katika utumizi wa-voltage ya juu na{2}}ya mwendo wa kasi. Zinasaidia kudumisha voltage inayohitajika kwenye njia ya reli na zinaweza kupunguza kushuka kwa voltage na upotezaji wa nguvu kwa umbali mrefu.

Tofauti na vibadilishaji-vya vilima viwili vya kawaida, kibadilishaji{1}}kiotomatiki hutumia vilima vya kawaida kwa sehemu ya saketi msingi na upili.

 

4.4 Vigeuza{1}}Vigeuza Mifumo Vingi vya Mfumo

Vibadilishaji{0}nyingi vya mifumo ya kusukuma umeme vimeundwa kwa ajili ya treni za umeme zinazofanya kazi kwenye mitandao ya reli yenye mifumo tofauti ya umeme. Zinaweza kushughulikia viwango tofauti vya umeme na masafa, kuruhusu treni kufanya kazi katika maeneo au nchi zilizo na viwango tofauti vya nishati ya reli.

 

4.5 Transfoma za Mifumo ya Uvutano ya AC na DC

Transfoma za mvuto wa reli pia zinaweza kuainishwa kulingana na aina ya usambazaji wa umeme wa reli.

Transfoma za AC hutumika katika mifumo ya umeme ya reli ya AC, ikijumuisha mitandao mingi ya-ya masafa marefu na{1}}ya reli ya mwendo kasi. Wanapunguza voltage ya AC inayoingia hadi kiwango kinachohitajika na mfumo wa kuvuta wa treni.

Mifumo ya traction ya DC hutumiwa kwa kawaida kwa treni za metro, tramu, na reli za mijini. Katika mifumo hii, transfoma kwa ujumla hutumiwa pamoja na virekebishaji kubadilisha nishati ya AC inayoingia hadi ya DC inayohitajika na mfumo wa reli.

Uchaguzi wa transfoma ya reli inategemea mfumo wa umeme wa reli, voltage na mzunguko, aina ya ufungaji, mahitaji ya treni, na hali ya uendeshaji.

 

5. Maombi ya Transfoma za Mivutano ya Reli

Transfoma za mvuto wa reli hutumiwa zaidi katika mifumo ya reli iliyo na umeme ili kutoa nguvu za kutegemewa kwa treni na vifaa vinavyohusiana na reli. Maombi yao yanatofautiana kulingana na aina ya reli, treni, na mfumo wa umeme.

 

6. Muundo wa Transfoma ya Reli na Maelezo

Muundo wa kibadilishaji cha mvuto unategemea mfumo wa umeme wa reli, aina ya usakinishaji, kiwango cha voltage, mahitaji ya nguvu, na hali ya uendeshaji. Ikilinganishwa na transfoma za kawaida za nguvu, transfoma za reli zinahitaji kuhimili mabadiliko ya mara kwa mara ya mzigo, mtetemo wa mitambo, mikazo ya umeme na hali ngumu ya kufanya kazi.

 

6.1 Msingi na Windings

Kiini cha transfoma hutoa njia ya chini-ya kusitasita kwa mtiririko wa sumaku kati ya vilima. Nyenzo za msingi-za ubora wa juu na ujenzi thabiti husaidia kibadilishaji umeme kudumisha utendakazi unaotegemewa chini ya mizigo inayobadilika-badilika ya reli.

Vilima vinatengenezwa kulingana na voltage inayohitajika na rating ya nguvu. -Nyenzo za kondakta za ubora wa juu na mifumo ya kuhami hutumika kutoa uimara wa mitambo na insulation ya umeme inayohitajika kwa matumizi ya reli.

 

6.2 Voltage na Frequency

Vipimo vya kibadilishaji cha traction hutegemea mfumo wa usambazaji wa umeme wa reli. Viwango vya kawaida vya usambazaji wa reli ni pamoja na:

• 15 kV, 16.7 Hz AC - inayotumika katika baadhi ya mitandao ya reli ya Ulaya.
• 25 kV, 50/60 Hz AC - hutumika sana kwa uwekaji umeme kwenye reli.
• Mifumo ya umeme ya kV 1.5 na 3 kV DC - inayotumika katika baadhi ya mitandao ya reli ya mijini na ya kawaida.

Voltage ya pato huchaguliwa kulingana na mahitaji ya mfumo wa traction na vifaa vya umeme vya chini.

 

6.3 Ukadiriaji wa Nguvu

Ukadiriaji wa kibadilishaji mvuto kwa kawaida hubainishwa katika kVA au MVA na hutegemea treni, mtandao wa reli na mzigo unaotarajiwa. Programu mbalimbali zinaweza kuhitaji ukadiriaji tofauti wa nishati, kutoka kwa vitengo vidogo vya reli ndogo na tramu hadi juu-kibadilishaji cha transfoma cha uwezo wa-treni za mwendo kasi na{3}}mifumo ya{3}}zito ya reli.

Transfoma lazima pia ibuniwe kustahimili-upakiaji wa muda mfupi na mabadiliko ya haraka ya upakiaji wakati wa kuongeza kasi ya treni, kusimama na kufanya kazi kwa kawaida.

 

6.4 Kupoeza na Ujenzi

Transfoma za traction zinaweza kutumia njia tofauti za kupoeza kulingana na mahitaji ya usakinishaji na nguvu.

Mafuta-vibadilishaji vilivyozamishwa vya mafuta hutumia kioevu cha kuhami joto kwa kupoeza na kuhami joto.

Transfoma za aina -zinazokausha hutumia hewa kwa ajili ya kupoeza na kuhami nyenzo dhabiti, na kuzifanya zinafaa kwa matumizi ambapo mafuta hayapendelewi.

Kwa matumizi ya bodi, transformer lazima pia ikidhi mahitaji ya nafasi kali na uzito. Kulingana na muundo wa treni, transfoma zinaweza kusakinishwa katika vyumba vya mashine, chini ya sakafu, katika{1}eneo la chini kabisa, au juu ya paa.

 

6.5 Tap Changer na Udhibiti wa Voltage

Kibadilishaji bomba kinaweza kutumika kurekebisha voltage ya transfoma kulingana na mahitaji ya mfumo wa nguvu wa reli. Kulingana na programu, kibadilishaji cha mvuto kinaweza kutumia kibadilishaji cha -load tap (OLTC) au kizima{2}}kibadilishaji cha upakiaji.

OLTC inaweza kurekebisha volteji huku kibadilishaji kikibakia kuwa na nishati, huku kibadilishaji{0}}kizima cha kugusa upakiaji kinahitaji kibadilishaji umeme kikatishwe kabla ya nafasi ya kugonga kubadilishwa.

 

6.6 Ufanisi na Upotevu wa Nishati

Transfoma za traction zimeundwa kwa ufanisi wa juu kwa sababu zinafanya kazi chini ya hali ya mara kwa mara na kubadilisha mzigo. Hasara zao za nishati hasa ni pamoja na hasara za msingi na hasara za mzigo.

• Hasara za msingi: Hasa husababishwa na hysteresis na mikondo ya eddy katika msingi wa transformer. Hasara hizi hubakia kuwa shwari wakati kibadilishaji kikiwa kimetiwa nguvu.
• Hasara za mizigo: Hasa husababishwa na upinzani wa vilima na kuongezeka kwa mraba wa sasa wa mzigo.
• Hasara nyingine: Hasara zilizopotea, hasara za dielectric, na nguvu zinazotumiwa na vifaa vya kupoeza pia vinaweza kuchangia hasara ya jumla.

Ufanisi na hasara halisi hutegemea muundo wa kibadilishaji, nguvu iliyokadiriwa, vifaa, njia ya baridi na mzigo wa kufanya kazi. Kwa hiyo, ufanisi wa transformer na maadili ya kupoteza yanapaswa kutathminiwa kulingana na mahitaji maalum ya mradi na viwango vinavyotumika.

 

6.7 Ulinzi na Upimaji

Ulinzi wa kuaminika ni muhimu kwa sababu transfoma ya traction hufanya kazi chini ya mizigo ya juu ya umeme na nguvu. Kazi za kawaida za ulinzi na ufuatiliaji ni pamoja na:

• Ulinzi wa kupita kiasi
• Ulinzi wa overvoltage
• Ufuatiliaji wa joto
• Ufuatiliaji wa insulation
• Ulinzi wa makosa ya ardhi

Upimaji wa transfoma ya mvuto unafanywa ili kuthibitisha utendakazi wa umeme, nguvu ya insulation, utendaji wa halijoto, na kuegemea kwa jumla kabla ya kibadilishaji kuwekwa kwenye huduma.

Vigezo na ukadiriaji wa kibadilishaji cha mwisho cha kipenyo kinapaswa kubainishwa kulingana na mfumo wa voltage ya reli, marudio, mahitaji ya nishati, hali ya usakinishaji, mbinu ya kupoeza na viwango vinavyotumika.

 

6.8 Changamoto Muhimu za Usanifu

Transfoma za traction ya reli zinahitaji kusawazisha mahitaji kadhaa, pamoja na:

Nguvu ya juu: Hushughulikia mizigo ya juu na inayobadilika haraka.

Usimamizi wa joto: Punguza joto chini ya hali ya uendeshaji inayodai.

Nguvu ya mitambo: Kuhimili mtetemo na mkazo wa mitambo.

Kushikamana: Kutana na vikwazo vya nafasi na uzito, haswa kwa programu za ndani.

Kuegemea: Dumisha operesheni thabiti na matengenezo ya chini.

 

7. Jinsi ya Kuchagua Transfoma ya Reli?

Kuchagua kibadilishaji umeme kinachofaa kunategemea mfumo wa nguvu wa reli, mahitaji ya mzigo, hali ya usakinishaji na viwango vinavyotumika. Kabla ya kuweka amri, ni muhimu kuthibitisha maelezo muhimu yafuatayo.

 

7.1 Umepimwa wa Nguvu na Voltage

Transfoma inapaswa kuwa na uwezo wa kutosha kushughulikia mzigo unaotarajiwa wa reli, ikiwa ni pamoja na kilele na kubadilisha mizigo wakati wa operesheni. Nishati iliyokadiriwa inayohitajika na{1}}kiwango cha juu cha voltage inapaswa kubainishwa kulingana na mfumo wa usambazaji wa nishati ya reli.

SCOTECH inaweza kuzipa transfoma nguvu iliyokadiriwa hadi MVA 100 na ukadiriaji wa voltage ya juu hadi 132 kV, na ukadiriaji uliobinafsishwa unapatikana kulingana na mahitaji ya mradi.

 

7.2 Mahitaji ya Muunganisho na Awamu

Uunganisho wa transfoma unapaswa kufanana na mfumo wa traction ya reli na usanidi wake wa usambazaji wa nguvu. Utumizi tofauti wa reli unaweza kuhitaji mipangilio tofauti ya awamu na miunganisho ya vilima.

Chaguzi zinazopatikana za uunganisho ni pamoja na:

• YN,d11
• YN,d11,d5
• V₀V₀
• Scott{0}imeunganishwa (awamu 3/awamu 2)
• Leblanc{0}}imeunganishwa (awamu 3/awamu 2)
• Woodbridge{0}iliyounganishwa (awamu 3/2-awamu)

 

7.3 Insulation na Baridi ya Kati

Uchaguzi wa kati ya kuhami joto na baridi inategemea mazingira ya ufungaji, mahitaji ya utendaji na vipimo vya mradi.

SCOTECH inaweza kutoa chaguo tofauti, ikiwa ni pamoja na FR3, mafuta ya madini, silicone, hidrokaboni, na mafuta ya mboga.

Mifumo ya kupoeza inaweza pia kusanidiwa kulingana na ukadiriaji na utumiaji wa kibadilishaji umeme, kukiwa na radiators za mabati au zisizo na pua-zinapatikana.

 

7.4 Tangi na vifaa

Tangi ya transformer na kifuniko inapaswa kutoa nguvu za kutosha za mitambo na ulinzi kwa vipengele vya ndani. Kulingana na mahitaji ya mradi, SCOTECH inatoa chuma kidogo au mifuniko-ya chuma cha pua na mifuniko.

Vifaa vya ziada vinaweza pia kusanidiwa, pamoja na:

• Relay ya Buchholz
• Transfoma ya sasa (CT)
• Imewashwa-kupakia kibadilishaji bomba (OLTC)
• Sanduku la Marshalling
• Kiashiria cha joto la vilima
• Vifaa vingine vya ufuatiliaji na ulinzi

 

7.5 Uzuiaji na Mahitaji ya Kimila

Uzuiaji wa transfoma huathiri udhibiti wa voltage na utendakazi mfupi-wa mzunguko, kwa hivyo unapaswa kuchaguliwa kulingana na mahitaji ya mfumo wa reli.

SCOTECH inasaidia kizuizi maalum na inaweza kutoa ngao ya kielektroniki inapohitajika. Vigezo vingine vya transfoma vinaweza pia kubinafsishwa kulingana na maelezo ya mradi.

 

7.6 Viwango na Upimaji

Transfoma za reli zinapaswa kuundwa na kujaribiwa kulingana na viwango vinavyohitajika kwa mradi na soko maalum. SCOTECH huunda transfoma kulingana na IEC, ANSI/IEEE, NEMA, CSA, na viwango vingine vinavyotumika.

Kabla ya kuchagua kibadilishaji cha reli, thibitisha ukadiriaji wa nguvu unaohitajika, voltage, frequency, muunganisho, insulation na njia ya kupoeza, kizuizi, vifuasi, hali ya usakinishaji na viwango vinavyotumika. Kutoa maelezo haya kwa mtengenezaji wa transfoma husaidia kuhakikisha kwamba muundo wa mwisho unalingana na mfumo wa nishati ya reli na mahitaji ya uendeshaji.