Трансформаторы напряжения, применяемые на электровозе

1) ТН 77 – 380 В / 220 В, служит для подачи напряжения на выпрямительный мост 86 и на катушку 88, включая реле заземления при К.З. на корпус в цепи ТЭД.

2) ТН 112 – 380 В / 110 В, служит для подачи переменного напряжения на однофазные обмотки сельсинов датчика и указателя позиций.

3) ТН – 380 В / 60, 55 В, установлен на электровозах до №2173 вместе с ТРПШ для подачи напряжения: 55 В на регулятор напряжения и 60 В на полу управляемый выпрямительный мост для подачи постоянного напряжения на обмотку управления ТРПШ при напряжении в цепях управления менее 50 В.

4) ТР – 380 В / 77 В, установлен на панели пуска (ПП) расщепителя фаз (ФР) и для подачи напряжения на выпрямительный мост на катушку «Б» реле «К» (249).

5) ТН 192 – 380 В / 50 В, служит для подачи переменного напряжения на нагревательные элементы для обогрева масла в картере компрессора, редуктора ЭКГ, на электроплитку, на индукционные обогреватели выпускных кранов и на обогрев РС КВ.

6) ТН 48 – 380 В / 24, 36, 36, 24 В, установлен на электровозах с №2174 вместо ТРПШ и служит для подачи напряжения в цепи управления и заряда аккумуляторной батареи.

7) ТРПШ – 380 В / 50 В, служит для подачи напряжения в цепи управления и заряда аккумуляторной батареи на электровозах до №2173.

8) Автотрансформаторы – имеют одну обмотку, на которую подается первичное напряжение U₁ и эта обмотка имеет дополнительный вывод, с которого снимается напряжение U₂, пропорциональное числу подключенных витков. Если установить скользящий контакт, который передвигается по виткам обмотки, то получим регулируемый автотрансформатор, при помощи которого напряжение U₂ можно плавно изменять от 0 до напряжения сети.

Трансформаторы постоянного тока (датчики тока)

(ТПТЯ, ТПТВ)

Применяются для контроля тока в ОЯ и ОВ при РТ.

Латунный стержень или шина ТПТ, представляющий собой как бы первичную его обмотку и включенный последовательно в ОЯ или ОВ, пропущен через два тороидальных сердечника А1 и А2. Катушки, включенные встречно по отношению друг к другу, образуют вторичную обмотку. На нее подается переменное напряжение 127В от трансформатора Тр через резистор R. ТПТ работает на принципе намагничивания и насыщения тороидальных сердечников постоянного тока I₁, в результате чего их индуктивное сопротивление изменяется, при этом ток i также изменяется, а следовательно и падение напряжения на резисторе R. Напряжение, снимаемое с резистора R подается на блок БУРТ для формирования сигнала в зависимости от тока I₁.

Тяговый трансформатор ОДЦЭ – 5000-25Б

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для понижения напряжения контактной сети для подачи на ТЭД и на вспомогательные цепи переменного тока. По схеме обозначается 3.

УСТРОЙСТВО: тяговый трансформатор состоит из обмоток:

1.Первичная – с выводами А и Х, на нее подается напряжение U1 контактной сети.

2.Две вторичные обмотки:

A.Собственных нужд U₂ ОСН, имеет 4-е вывода – х, а3, а4, а5 и, соответственно, снимается напряжение х-а5=232 (220) В, х-а4=406 (380) В, х-а3=638 В.

B.Тяговая U2, делится на две полуобмотки U₂^I и U₂^II . Каждая полуобмотка делится на две части – нерегулируемую и регулируемую. U₂^НI = U₂^НII = 638 В – нерегулируемые части. U₂^РI = U₂^РII= 580 В – регулируемые части. Каждая регулируемая часть делится выводами на 4-е секции с напряжением U_С=145 В.

ОДЦЭ – 5000-25Б – это:

О – однофазный,

Д – принудительное воздушное дутье,

Ц – циркуляция масла,

Э – электровозный,

5000 кВА - мощность,

25 кВ – напряжение первичной обмотки, Б - один из вариантов.

Состоит из двух частей:

> выемной части или керна,

> системы охлаждения.

Выемная часть – это два стержневых шихтованных, круглоступенчатых сердечника, замкнутых магнитопроводами и стянуты ярмовыми балками. Нижние балки изготовлены коробчатой формы, имеют отверстия для масла, а внизу опоры для установки на полу. Верхние балкишвеллерной формы. На стержнях расположены обмотки, которые набираются из катушек медных шин спиральной формы. Межвитковая изоляция выполнена из кабельной бумаги и воздушных зазоров. Обмотки вокруг стержней располагаются в три слоя на изоляционных цилиндрах из бакелита. Катушки закрепляются по вертикали в вырезах изоляционных реек и разделяются по высоте прокладками.

ü Внутренний слой – это нерегулируемые части тяговых полуобмоток.

ü Средний слой – это первичная или высоковольтная обмотка.

ü Наружный слой - это регулируемые части тяговых полуобмоток и обмотка собственных нужд.

Снаружи обмотки закрыты изоляционным цилиндром. Сверху и снизу в слоях, на обмотки укладывают изоляционные кольца разной толщины, чтобы выровнять обмотки по высоте. Обмотки в слоях удерживаются постоянно в сжатом состоянии при помощи 8-и автоматических прессующих устройств. Выводы обмоток гибкими медными шунтами соединяются с вертикальными шинами, которые закрепляются между деревянными планками или клицами с обеих сторон выемной части. Вторые концы шин через демпферные устройства соединяются со стержнями проходных изоляторов, которые через резиновые кольца крепятся к крышке основного бака. На крышке бака имеются следующие выводы:

o Выводы первичной обмотки А – Х имеют полые изоляторы 21.

o С каждой стороны по 7-ь изоляторов с выводами частей полуобмоток 20.

o 4 вывода ОСН 19 со стороны расширительного бака 3.

Система охлаждения– это сварной восьмигранный бак к которому снизу приварена крышка, на которой находятся два полых короба, которые через крышку сообщаются с основным баком и служат для установки трансформатора на полу. В одном коробе имеются фланцы для крепления труб, которые идут от маслоохладителей 11. Сверху бак закрывается съемной крышкой (I), к которой крепится выемная часть. Между крышкой и баком установлена резиновая прокладка 23, в которую уложена стальная проволока 24, не допускающая полное сжатие резиновой прокладки. Сверху на крышке размещаются проходные изоляторы и два кронштейна для установки ЭКГ, а между кронштейнами - площадка для установки переходного реактора. К поперечным стенкам бака приварены опорные балки 16 с конусными углублениями для установки на конуса рамы кузова. Поперечные балки соединяются полыми продольными, через которые подается воздух для охлаждения маслоохладителей. На поперечных стенках, снизу установлены 4-е винтовых фиксатора V, которые не допускают продольные перемещения активной части внутри бака. Шпильки упора 32 закрыты крышками 31 с резиновым уплотнением.

Расширительный бак 3 служит для компенсации изменения объема масла при колебаниях температуры, чтобы основной бак всегда был заполнен маслом, кроме того, уменьшается площадь соприкосновения масла с воздухом и поглощение влаги из воздуха. Расширительный бак сварной, прямоугольной формы, крепится к основному баку с помощью кронштейнов. Сообщается с основным баком двумя трубками. На боковой стенке со стороны корпуса расположено масломерное стекло 8 для контроля уровня масла и термометр для контроля температуры масла, может иметь три стрелки: черная показывает температуру масла, красная для контроля - устанавливается на температуре 80˚С. Если по каким либо причинам температура масла превысит 80˚С, черная стрелка упирается в красную и передвигает ее дальше по шкале. При охлаждении черная стрелка возвратится обратно, а красная останется на месте и можно судить, что температура масла превышала допустимую. Желтая стрелка в зависимости от температуры масла переключает микро блокировки, которые не применяются на электровозе. Сверху расположено отверстие закрытое пробкой 17 для добавления масла в расширительный бак и лабиринтное устройство 18 для выравнивания давлений внутри бака с атмосферным. С 2-х продольных сторон бака трансформатора наклонно установлены маслоохладители 11, с каждой стороны по три секции. Одна секция состоит из нескольких рядов овальных тонких латунных трубок на которые для улучшения отвода тепла одеваются тонкие алюминиевые или латунные пластины. Маслоохладители соединяются с наклонными коллекторами. Один коллектор соединяется трубой с нагнетательным патрубком насоса 1, второй коллектор соединяется с балкой – коробом на нижней крышке бака. На трубках перед коллекторами установлены разобщительные пробковые краны. От механических повреждений маслоохладители закрываются металлическими сетками.

Маслонасос

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для циркуляции масла в системе охлаждения трансформатора.

УСТРОЙСТВО: маслонасос центробежный, горизонтального исполнения. Состоит из литого корпуса 10, который с одной стороны закрыт глухой крышкой 17, а с другой стороны установлен подшипниковый щит 7, закрытого крышкой 1, на которой имеется нагнетательный фланец. Внутри корпуса находится шихтованный сердечник статора 11, в пазы которого укладываются катушки трехфазной обмотки, концы обмотки крепятся на изоляционной панели 14 и соединены по схеме «Звезда». В глухой крышке и подшипниковом щите установлены шариковые подшипники 8 в которых вращается полый вал ротора 12, на котором установлен шихтованный сердечник, а в пазы залита короткозамкнутая обмотка. На удлиненном конце вала ротора крепится рабочее колесо 4. На корпусе маслонасоса имеется резьбовое отверстие 6 для штуцера манометра контроля давления масла. Нагнетательный фланец 1 соединяется с маслопроводами с маслоохладителями.

РАБОТА: при подаче трехфазного напряжения на двигатель маслонасоса, ротор начинает вращаться совместно с рабочим колесом. Под действием центробежных сил масло от рабочего колеса 4 по изогнутым направляющим нагнетается в патрубок, омывает сердечник и обмотку статора. Перед рабочим колесом образуется разряжение, и нагретое масло засасывается из верхней части бака. Одновременно масло засасывается в полый вал ротора из внутренней полости насоса и обеспечивается циркуляция масла внутри корпуса ротора, охлаждая сердечник и обмотку ротора, смазывает подшипники. Масло от насоса по трубам нагнетается в секции маслоохладителей, охлаждается и поступает в нижнюю часть бака, омывает сердечник трансформатора, обмотки, нагревается и поднимается вверх, затем снова засасывается насосом. Таким образом, происходит циркуляция масла в системе охлаждения главного трансформатора. Для контроля циркуляции масла устанавливают манометр в отверстие 6. При нормальной работе насоса давление должно быть 1,1÷1,3 кг/см².

РЕМОНТ:

Ø При ТР (ТР-1) производят осмотр, проверяют уровень масла в расширительном баке. Проверяют герметичность соединений и бака, целостность фарфоровых изоляторов (сколы не более 15% от длины).

Ø При ТР спец. (ТР-2) дополнительно берут пробу масла на анализ и проверяют сопротивление изоляции.

Ø При СР (ТР-3) трансформатор снимают с электровоза, сливают масло, вынимают выемную часть и проводят ревизию внутренних соединений. Сердечник и обмотки могут находиться без масла не более 12 часов. Производят ревизию и испытание маслонасоса.

Трансформатор с подмагничиванием шунтов (ТРПШ)

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для регулирования и подачи стабилизированного напряжения в цепи управления и для заряда АБ.

УСТРОЙСТВО: устанавливают на электровозах до №2173 на полу в ВВК1. Состоит из 3-х стержневых сердечников:

• Средний 1 – основной, большого сечения.
• Крайние сердечники 2 являются дополнительными, или шунты.

На стержне основного сердечника установлены 2-е катушки по 37 витков, соединенные параллельно, образуя вторичную обмотку W₂, которая проводами Н111 и Н112 соединяется с нижними клеммами предохранителей Пр3 и Пр4 на РЩ.

На стержнях сердечников – шунтов установлены 4-е катушки по 575 витков каждая, соединены последовательно, образуя обмотку управления W_у, на которую подается постоянное напряжение по проводам Н117 и Н118 от полууправляемого выпрямительного моста на обратной стороне РЩ.

Катушки обмотки управления соединены последовательно таким образом, что их постоянные магнитные потоки складываются, то есть совпадают по направлению, а ЭДС, индуктируемые в катушках, под действием переменного магнитного потока первичной обмотки, направлены встречно и взаимно уничтожаются.

Первичная обмотка W₁ состоит из 2-х катушек по 74 витка, намотанных на изоляционных каркасах. Каждая катушка охватывает все три стержня трансформатора. Катушки соединены последовательно и на них подается переменное напряжение 380 В через контакт контактора 160 и через Пр120.

РАБОТА: при подаче переменного напряжения на первичную обмотку ТРПШ, по обмотке проходит ток, образуя переменный магнитный поток, под действием которого во вторичной обмотке ТРПШ индуктируется ЭДС взаимоиндукции. Переменное напряжение со вторичной обмотки через Пр3 и Пр4 подается на выпрямительный мост от которого уже постоянное напряжение подается в цепи управления, а также на заряд АБ.

Когда напряжение в ЦУ меньше 50 В, от полууправляемого выпрямительного моста подается постоянное напряжение на обмотку управления ТРПШ. По катушкам обмотки проходит постоянный ток, образуя постоянный магнитный поток, под действием которого сердечники шунтов намагничиваются, при этом уменьшается индуктивное сопротивление первичной обмотки ТРПШ и в ней увеличивается ток и основной магнитный поток. Равносильно тому, как будто шунты убрали. Это приводит к увеличению ЭДС и напряжения на вторичной обмотке ТРПШ и в ЦУ.

Когда напряжение в ЦУ достигает 50 В и более, бесконтактным регулятором напряжение снимается с обмотки управления ТРПШ, ток в катушках обмотки и постоянный магнитный поток уменьшается, сердечники шунтов размагничиваются (шунты обратно поставили в катушки). При этом индуктивное сопротивление первичной обмотки увеличивается, уменьшается ток и основной магнитный поток, ЭДС и напряжение на вторичной обмотке и в ЦУ.

Когда напряжение опять уменьшится, снова подается напряжение на обмотку управления ТРПШ. Таким образом, бесконтактный регулятор напряжения управляет током в обмотке управления ТРПШ, регулируя индуктивное сопротивление первичной обмотки и поддерживает напряжения в ЦУ 50 ± 2,5 В.

Принцип регулирования напряжения для подачи на ТЭД на первичной обмотке

тягового трансформатора.

Тяговый трансформатор имеет:

1. Первичную регулируемую обмотку, которая имеет 33 вывода и на которую подается напряжение контактной сети.

2. Трансформатор напряжения, который имеет первичную и две вторичных обмотки, с которых снимается равное напряжение и через ВУ, собранных по мостовой схеме, постоянное напряжение подается на группы из 3-х ТЭД, которые соединены параллельно. На первичную обмотку трансформатора ТН подается напряжение от выводов регулируемой первичной обмотки. Переключение выводов производится групповым, многопозиционным переключателем с пневмодвигателем ПС. При переключении выводов регулируемой обмотки изменяется напряжение на первичной обмотке ТН и на ТЭД.

Преимущества:

ü Все позиции ходовые и на них допускается длительная езда.

ü Напряжение, снимаемое с регулируемых частей увеличивается по мере набора позиций, а при малых скоростях меньше бросок тока.

Недостатки:

§ Большое число выводов.

§ Переключение производится при высоком напряжении и требуется усиленная изоляция между контактами, которые находятся в трансформаторном масле.

§

Регулирование напряжения для подачи на ТЭД на вторичной обмотке

тягового трансформатора

I. Встречное соединение частей полуобмоток. С 1÷17 позицию напряжение, которое снимается с каждой полуобмотки равно напряжению нерегулируемой части минус напряжение регулируемой части. Нерегулируемая и регулируемая обмотки включены встречно, поэтому:

U₂^I = U₂^IН – nU_сек,

U₂^II = U₂^IIН – nU_сек,

где n - это количество включенных секций регулируемой части и по мере набора позиций n изменяется - 4; 3,5; 3; 2,5; 2; 1,5; 1; 0,5; 0. Напряжение на тяговых двигателях равно среднему значению напряжения полуобмоток.

U_тэд = ((U₂^I + U₂^II) / 2) × 0,8÷0,9.

Коэффициент 0,8÷0,9 учитывает потери напряжения в силовой цепи на реакторах, выпрямительной установке и переключающих аппаратах.

II. Согласное соединение частей полуобмоток. С 18÷33 позицию напряжение, которое снимается с каждой полуобмотки равно напряжению нерегулируемой части плюс напряжение регулируемой части. Нерегулируемая и регулируемая обмотки включены согласно, поэтому:

U₂^I = U₂^IН + nU_сек,

U₂^II = U₂^IIН +nU_сек,

по мере набора позиций n изменяется - 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; Напряжение на тяговых двигателях равно среднему значению напряжения полуобмоток.

U_тэд = ((U₂^I + U₂^II) / 2) × 0,8÷0,9.

В один полупериод на ТЭД подается напряжение от одной полуобмотки, а в следующий полупериод от другой. Дробное число секций регулируемой части получается тогда, когда переходный реактор работает как делитель напряжения секции.