6.4. Системи охолодження тягових трансформаторів

За умовами роботи тягові трансформатори потребують охолодження високої інтенсивності. Оскільки окремі частини обмотки нагріваються нерівномірно, охолодження повинно зрівнювати місцеві перевищення температури.

Сучасні тягові трансформатори мають систему примусового охолодження масла, циркулюючого за допомогою насоса. В контур циркуляції входять теплообмінники, розташовані звичайно на баці трансформатора. Теплообмінники продуваються повітрям, що суттєво підвищує ефективність системи.

Процеси охолодження залежать від допустимих перевищень температури частин трансформаторів і від теплових навантажень на поверхні теплообміну. Для тягових трансформаторів з переважно паперовою ізоляцією обмоток допускають перевищення температури для обмоток 70°С (вимір за опором); для поверхонь осердь –75°С (вимір за допомогою термодатчиків); для верхнього шару масла 60°С (вимір за допомогою термодатчиків).

Масляні баки тягових трансформаторів є основною несучою частиною, на яку діють різні навантаження. Крім навантажень, властивих трансформаторам загальнотехнічного виконання, при розрахунку баків тягових трансформаторів враховують впливи додаткових динамічних навантажень як за умов нормальної експлуатації, так і виникаючих в екстремальних режимах. До статичних додають навантаження, обумовлені динамічними інерційними прискореннями a_д. Крім того, проводять спеціальний перевірочний розрахунок на вплив горизонтального динамічного прискорення , яке виникає при лобовому ударі 2,5МН. Враховують також перекидаючі моменти від виймальної частини трансформатора в такому режимі.

Хоча звичайно трансформатори встановлюють у кузові електровоза на гумових амортизаторах, що забезпечує приблизно рівномірний розподіл навантаження між всіма опорами, виконують перевірочний розрахунок за умови, що все навантаження розподіляється лише між двома опорами, розташованими діаметрально протилежно.

Тягові трансформатори – значна частина загальної маси електричного обладнання електрорухомого складу змінного струму. Тому одна з головних задач їхнього перспективного удосконалення – зменшення маси й габаритних розмірів. Крім того – підвищення допустимих температур, що пов’язано зі збільшенням теплостійкості ізоляції, масла, а також – інтенсифікацією охолодження. Це пов’язано як з конструктивними, так і з технологічними заходами. Наприклад, конструктивні – удосконалення внутрішніх масляних потоків, підвищення циркуляції масла і т. і.; технологічні – створення більш тонких ізоляційних покрить, технологічне забезпечення ламінарності масляних потоків, покращення властивостей трансформаторного масла.

Контрольні запитання

1. Призначення тягових трансформаторів. Як визначається їхня потужність?

2. Розміщення тягових трансформаторів на електрорухомому складі.

Габаритні та масові обмеження.

3. Як впливають динамічні та термічні сили на конструктивні елементи тягового трансформатора?

4. Як враховуються при проектуванні тягового трансформатора

нестабільності напруг та навантажень?

5. Які особливості навантаження обмоток тягових трансформаторів?

6. Коли застосовують регулювання напруги на тяговому трансформаторі?

Поясніть принципи простого та зустрічно-узгодженого регулювання напруги вторинної обмотки за допомогою відповідних електричних схем.

7. Поясніть на прикладі електричної схеми принцип регулювання за

допомогою автотрансформатора та двообмоткового тягового

трансформатора.

8. Навести конструктивну схему та пояснити принцип роботи тристрижневого тягового трансформатора

9. Як підраховується коефіцієнт типової потужності для тягового

трансформатора? Які особливості в цьому розрахунку при регулюванні кута відпирання тиристорів?

10. Які варіанти конструкцій активної частини тягового трансформатора застосовують, зважаючи на динамічні сили, які діють на трансформатор?

11. Які конструкціі магнітопроводів та обмоток застосовують в тягових трансформаторах? Чому? Наведіть схеми шихтування.

12. Які особливості конструкції тягових трансформаторів з горизонтальним розташуванням магнітопроводу? Де це застосовується?

13. Які особливості охолодження тягових трансформаторів? Які допустимі температури?

14. Які особливості конструкції масляного баку тягового трансформатора?

15. Які перспективні напрями зменшення маси й габаритних розмірів тягових трансформаторів?