2.2.Технологічна частина

2.2.1 Призначення тягового трансформатора

Тяговой трансформатор встановлений на електровозах змінного струму ЧС4 для зменшення напруги, яка подається з контактної мережі, до величини необхідної напруги для живлення тягових двигунів та допоміжних пристроїв.

Рисунок. 2.2.1- Тяговый трансформатор LTS 7,85/25

2.2.2 Будова та робота тягового трансформатора

Тяговий трансформатор LTS 7,85 / 25 складається з активної частини магнітопроводу з обмотками, вміщеній в бак 4(рис1.1), який у верхній частині закритий кришкою 10 з гумовим ущільненням. Бак спирається на раму кузова плитою 5 із ребрами. Всі обмотки трансформатора-регулювальна, первинна, вторинна, власних потреб та опалення поїзда-розташовані на загальному трехстержневом магнітопроводі. На кришці бака трансформатора встановлені високовольтні прохідні ізолятори 2, шинні вводи 6 вторинних обмоток, розширювальний бак 8 з повітряноосушувачем 1, газове реле 3; на боковій стінці - прохідні ізолятори обмоток власних потреб 7 і опалення поїзда 9. До баку трансформатора кріпиться перемикач ступенів 11.

Бак трансформатора зварений з листової сталі і має прямокутну форму з розмірами 2150 X 1450 X 1500 мм. Всі ущільнення бака виготовлені з маслостійкої і морозостійкої гуми. У процесі роботи трансформатора через мінливість температури об'єм масла міняється. Оскільки бак трансформатора повинен бути заповнений маслом повністю, зміна обсягу олії відбувається в розширювальному баці. Розширювач прямокутної форми, зварений з листової сталі товщиною 3 мм. Він встановлений над кришкою бака трансформатора і з'єднаний з ним трубами. Ємність розширювача і рівень масла в ньому повинні забезпечувати постійне заповнення бака трансформатора маслом при коливанні навколишньої температури від -50 до +40 ° С у всьому діапазоні навантажень трансформатора. Рівень масла в розширювачі контролюють по мастило-вказівника. (рис1.2)

Рисунок2.2.2-Масловказівник

На стінці розширювального бака є дистанційний контактний термометр, контролюючий температуру верхніх шарів масла в бакі тягового трансформатора.  При підвищенні температури масла вище допустимої величини термометр включає сигнальну лампу «Перегрів трансформаторного масла» на пульті керування електровозом. Контакти термометра встановлюють на +60°С нормальна температура і на +90°С максимальна температура. Розширювач забезпечений запобіжним клапаном, пробкою для спуску масла та повітряноосушую.Магнітопровід тягового трансформатора броньового типу складається з трьох вертикальних стрижнів 4 (рис1.3) і ярма. Стрижні виконані шихтованном з листів холоднокатаної трансформаторної сталі товщиною 0,35мм з високою магнітною проникністю.  Для зменшення втрат на вихрові струми листи покривають анорганіческою ізоляцією карлітом. Листи в стержнях стягнуті шпильками 3. Зібраний магнітопровід обпресувати за допомогою стяжних шпильок 5 і ярмових балок . На правому стрижні магнітопроводу розміщені регулювальна обмотка 5, обмотка власних потреб і обмотка опалення.

На двох інших стрижнях магнітопроводу розташовані первинна 6 і дві вторинні обмотки 1. Для забезпечень симетрії напруги при короткому замиканні на кожному стрижні магнітопроводу знаходяться дві паралельні гілки первинної обмотки. З кожною гілкою первинної обмотки пов'язана розділена на дві частини вторинна обмотка. Таким чином, на кожному стрижні магнітопроводу знаходяться два незалежних трансформатора.

  Однойменні обмотки обох стрижнів з'єднані послідовно, і обидві вторинні обмотки виведені на кришку трансформатора за допомогою шинних виводів. Обмотки ізольовані між собою і від стрижнів магнітопроводу гетінаксовими прямокутними трубками і прокладками.  Групи котушок первинної обмотки ізольовані від котушок вторинних обмоток ізоляційними прокладками, створюючими бар'єри 2. В якості обмотувального матеріалу застосований мідний дріт прямокутнийного перерізу, ізольований декількома шарами кабельного паперу та шаром бавовняної пряжі.

Рисунок 2.2.3-Магнітопровід

Рисунок2.2.4-Обмотки тягового трансформатора LTS 7, 85/25

Регулювальна обмотка складається з подвійних котушок, виготовлених з прямокутної міді та ізольованих кабельним папером. При намотуванні в середину подвійної котушки вкладають дистанційну прокладку з пресшпані, на якій наклеєні ізоляційні елементи, що утворюють канали для охолодження. Для забезпечення симетрії напруги подвійні котушки з'єднані між собою. З'єднання виконане мідними стрижнями діаметром 8 мм, ізольованими трубками з гетінакса. Виводи подовжені мідним тросом перетином 50 мм, ізольовани кабельним папером. Кінці тросів з'єднані м'якою пайкою зі штепсельними розйомами, встановленими на відокремлену ізоляційну перегородку трансформатора.Первинна обмотка складається з подвійних котушок, намотаних з профільної міді. Між подвійними котушками встановлені дистанційні прокладки, призначені для збільшення ізоляційної відстані між котушками і створення каналів для охолодження. Котушка вторинної обмотки виготовлена ​​зі смугової міді. Окремі витки обмотки ізольовані між собою такими ж прокладками, як і первинні обмотки.

Обмотка опалення поїзда від електровоза виготовлена ​​з двох послідовно з'єднаних котушок, аналогічних по конструкції котушок регулювальної первинної обмотки.

Обмотка власних потреб складається з двох паралельно з'єднаних котушок. Вивода виконані з мідних смуг з наконечниками.

Циркуляція масла здійснюється за двома замкненим системам за допомогою двох насосів. Насоси мають всмоктувальні і нагнітальні патрубки. Кришки насоса глухі. Внутрішня порожнина насоса герметично закрита. 

На патрубку масляного трубопроводу встановлено масло-струйное реле, призначене для контролю за роботою масляного насоса: при вимкненні масляного насоса на пульті керування електровозом загоряється сигнальна лампа «Мотор-насоси». Діапазон уставок реле тиску 0,6 -1,5кгс/см.

Рисунок2.2.5-Схема з’єднання обмоток

Виводи регулювальної та первинної обмоток D32 і D0 /SD0 (рис1.6), а також D19 (для роботи при напрузі контактної мережі 12 кВ) виконані за допомогою конденсаторних прохідних ізоляторів типу ККР37/630, встановлених на кришці трансформатора. Вивідні кабелі цих обмоток проходять через вбудовані трансформатори струму. До них підключені вимірювальні прилади і апаратура захисту тягового трансформатора. Виводи вторинних обмоток pDО - mDО та pD1-mD1 виконані з мідних шин.

 Обмотки власних потреб і опалювання поїзда від електровоза виведені за допомогою прохідних ізоляторів типів TPV1/1000 і ТРVЗ/630.

Рисунок 2.2.6-Проходной изолятор ТРV\630

Прохідний ізолятор ТРУЗ/630 (рис1.7) складається з контактної шпильки 1 с гайками 2, фарфорових ізоляторів 7, 10, ущільнень 5, 6, 8, прокладок 9, 11, шайб 3, 4, 12. Охолодження трансформатора здійснюється примусовою циркуляцією масла, що проходить через масло-охолоджувачі, вентильовані повітрям (рис1.8).

Рисунок 2.2.7-Принципова схема охолодження тягового трансформатора  LTS 7,85/25

  Система охолодження включає в себе два масло-охолоджувача, два масляних моноблочних відцентрових насоса 3, трубопроводи 2 з кранами, що дозволяють демонтувати масло-охолоджувачі і насоси без випуску масла з бака трансформатора.

Масло-охолоджувач (рис1.9) складається з охолоджуючого радіатора 2 з ребрами, напресованими на алюмінієві труби круглого перерізу. Труби закриті кришками 1; в нижній кришці є трубки 3 для з'єднань тягового трансформатора LTS>7,85/25, кришки ущільнені маслостійкої гумою.

Циркуляція масла здійснюється за двома замкненим системами за допомогою двох насосів. Насоси мають всмоктувальні і нагнітальні патрубки. Кришки насоса глухі. Внутрішня порожнина насоса герметично закрита. 

На патрубку масляного трубопроводу встановлено маслоструйнє реле, призначене для контролю за роботою масляного насоса: при вимкненні масляного насоса на пульті керування електровозом загоряється сигнальна лампа «Мотор-насоси». Діапазон уставок реле тиску 0,6-1,5 кгс/см. Для виключення можливості попадання вологи з навколишнього середовища в бак трансформатора призначений повітряоосушувач типу 1 Т8-1 (рисунук1.10) що складається з корпусу 3, масляного затвора 1, скляного циліндра 7, верхньої кришки 8, труби 6 і наповнювача 4. Повітряноосушувач з'єднується з розширювачем трубою 10 зі спеціальною гайкою 9. В якості наповнювача застосовується речовина, що поглинає вологу: блаугель.

Рисунок2.2.8-Масло-охолоджувач тягового трансформатора LTS 7,85 / 25

Рисунок2.2.9-Повітряно-осушувач VYS-І

Газове реле типу BR22 (реле Бухгольца)(рис1.11) призначено для захисту тягового трансформатора від внутрішніх пошкоджень, пов'язаних з виділенням газу з масла, а також при неприпустимому зниженні рівня масла. Реле впливає на ГВ і сигнальні лампи на пульті керування електровозом.

Рисунок2.2.10-Газовоє реле BR22

Складається з корпусу 1, с двома фланцями для приєднання до трубопроводу системи масляного охолодження тягового трансформатора.  Пробка 4 закриває отвір для випуску повітря при наповненні реле маслом, а інша пробка 10 служить для зливу масла.

Усередині реле встановлені два сигнальних поплавця 5 і 9. Вони розташовані один під іншим і прикріплені до металевої рамки поворотними важелями 6, 11, які дозволяють поплавцям повертатися.  До поворотного важеля кожного поплавка прикріплені ртутні датчики 7, 12 з контактами. Контакти ртутних датчиків з'єднані з контактними затискачами гнучким проводом 8. Верхній ртутний датчик з замикаючими контактами працює на сигнал, нижній впливає на відключення головного вимикача електровоза.

При пошкодженні трансформатора, обумовленому місцевим перегрівом або виникненням електричної дуги, в маслі утворюються бульбашки газу. Інтенсивність утворення бульбашок залежить від характеру ушкодження і впливає на реле по-різному.

Якщо газові бульбашки повільно потрапляють в реле, вони збираються у верхній його частині, що представляє собою газову камеру. Частина масла витісняється і його рівень знижується. У цьому випадку верхній поплавець опуститься і ртутний контакт замкне сигнальний ланцюг. Аналогічно працює реле при зниженні рівня масла в баку тягового трансформатора.

Таким чином, спрацьовування верхнього сигнального ртутного датчика свідчить або про витік масла, або про локальні замиканнях у трансформаторі. У цьому випадку слід перевірити наявність газу в реле. Якщо простір над рівнем масла у верхній камері реле каламутне, значить, в реле є газ.