Назначение и условия работы тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б. Основные неисправности, причины их возникновения и способы предупреждения

Трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б (рис. 1) предназначен для преобразования напряжения контактной сети в напряжение цепей тяговых двигателей и собственных нужд электровоза.

Напряжение сетевой обмотки 25000 В

Мощность сетевой обмотки 1485 кВА

Ток тяговой обмотки:

длительный 1750 А

Напряжение холостого хода:

тяговой обмотки 1218 В

обмотки собственных нужд 232; 406: 638 В

Ток обмотки собственных нужд номинальный . 550 А

При работе по схеме резервирования 1000

Мощность обмотки собственных нужд 225 кВА

Коэффициент трансформации обмоток:

сетевая--собственных нужд 61,5±0,31

Общие потери Не более 100 кВт

Коэффициент полезного действия 97,6 %

Расход воздуха на охлаждение 333 м3/.мин

Срок службы 20 лет

Активная (выемная) часть 7 помещена в стальной восьмигранный бак с трансформаторным маслом ТКп ГОСТ 982-68, которое обеспечивает необходимую изоляцию и охлаждение обмоток. Соединение бака с крышкой фланцевое, с резиновым уплотнением 12. В нижней части торцовых граней бака установлены два упора 19 для крепления активной части. Отверстия в баке в местах установки упоров закрыты съемными стальными заглушками 18. Опорами трансформатора являются четыре кованых конических стакана 5, размещенных в двух опорных балках 10. При установке трансформатора в электровоз стаканы опираются па резиновые конусы балок кузова.

Для уплотнения фартука трансформатора с полом кузова применена резина.

Балка-камера 3 является элементом конструкции рамной подвески бака, используется как воздуховод системы охлаждения, увеличивает жесткость продольных граней бака. Охладитель 6 состоит из шести секций радиаторов, расположенных двумя группами па боковых гранях бака. Каждая секция состоит из комплекта ребристых медных труб, соединенных по концам с коллекторами. Охладитель не имеет собственных вентиляторов и обдувается воздухом из системы вентиляции электровоза. Циркуляция масла в системе охлаждения обеспечивается электронасосом 17. Этот насос представляет собой моноблочный агрегат, состоящий из одноступенчатого центробежного насоса и трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. поток масла направляется в нижнюю ярмовую балку 9 и через кольцевые пазы в верхней полке балки поступает в каналы обмоток. Картонными прокладками, перекрывающими осевые каналы, создается направленное движение масла из осевых каналов в радиальные. Запрещается включение электронасоса при температуре масла ниже -- 150 С. Температура масла в эксплуатации не должна превышать длительно 85°С, кратковременно 95°С.

Рис. 1. Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б

Расширитель 2 предназначен для компенсации температурных колебаний уровня масла в баке. Контроль уровня масла в расширителе осуществляется, но маслоуказателю Й. Часть расширителя над поверхностью масла заполнена воздухом, который сообщается с атмосферой через отверстие в пробке ЙЙ. Для доливки масла в расширитель служит отверстие, закрытое пробкой 13.

На крышке трансформатора установлены: два ввода сетевой обмотки па ток 275 А 16; четырнадцать вводов тяговых обмоток на ток 2000 Л 15; четыре ввода обмотки собственных нужд на ток 1000 А 14.

Соединение вводов с отводами 8 выполнено демпферами из гибких медных проводников. Все вводы разборные и допускают замену изоляторов без подъема активной части.

Термометр манометрический сигнализирующий типа ТСМ-100 предназначен для измерения температуры и для сигнализации предельно допустимых температур нагревательных устройств.

Принцип действия прибора основан на зависимости между температурой и давлением насыщенных паров заполнителя (хлорметил), заключенного в герметически замкнутой системе, состоящей из термобаллона, соединительной трубки (капилляр) и манометрической пружины измерительного прибора. Активная (выемная) часть трансформатора состоит из двухстержневого магннтопровода и концентрических обмоток, выполненных из медных проводов с бумажной изоляцией.

Стержни магнитопровода имеют в поперечном сечении ступенчатую форму и изготовлены из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,35 мм.

Обмотки каждого стержня закреплены на трех изоляционных цилиндрах с помощью картонных прокладок и реек. При эксплуатации трансформатора происходит усадка изоляционных прокладок. Для обеспечения постоянного усилия осевой стяжки обмоток применено специальное устройство 4, выполненное в виде наклонной штанги, один конец которой шарнирно укреплен в ярмовой балке, а другой связан с подвижным башмаком, расположенным на прессующем кольце. В башмак упирается пружина, стремящаяся сместить его и привести штангу в вертикальное положение. Такая конструкция обеспечивает практически постоянное усилие осевой стяжки.

Тяговые обмотки трансформатора соединяются контактами группового переключателя в две группы. Каждая группа через выпрямительную установку подключается к двум тяговым двигателям.

Обмотки группы расположены только на одном стержне магнитопровода.

Сначала у сердечника расположены нерегулируемые части тяговых спиральных обмоток (вводы al-xl обмоток на одном стержне и а'2-х'2 на другом). В середине размещена сетевая непрерывная обмотка (вводы Л-Х). Сетевые обмотки обоих сердечников соединены параллельно. Па наружном цилиндре расположены дисковые катушки регулируемой части тяговой обмотки (вводы Й, 2, 3, 4, 01 обмотки на одном стержне и 5, 6, 7, 8, 02 на другом стержне) и обмотки собственных нужд.

В процессе эксплуатации электровозов и электропоездов переменного тока в их силовых цепях могут возникать аварийные режимы, способные вызвать появление неисправностей в трансформаторах и реакторах. Так, при сквозном пробое плеча выпрямительной установки или выпрямительно-инверторного преобразователя вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнутой накоротко и ток в ней резко возрастает. Это может вызвать повышенный нагрев токоведущих элементов и, как следствие, привести к снижению диэлектрических свойств масла и органической изоляции трансформаторов и реакторов. Резкое увеличение тока обусловит одновременно и появление механических перегрузок, под действием которых может ослабнуть крепление обмоток трансформатора. Резкое увеличение тока в цепи выпрямленного тока может привести к недопустимому нагреву обмоток индуктивных шунтов, что не только ухудшит диэлектрические свойства изоляции и ускорит ее старение, но и может привести к ее пробою.

В трубопроводах, радиаторах и в сварных швах бака трансформатора возможна течь масла. К течи масла могут привести и образовавшиеся неплотности в разъемных соединениях системы масляного охлаждения трансформатора из-за неудовлетворительного крепления фланцев, порчи резинового уплотнения, неплотности пробки для спуска воздуха у изоляторов первичной обмотки трансформатора, неудовлетворительного крепления нажимной гайки у изоляторов вторичной обмотки и болтов крышки трансформатора из-за трещин в фарфоровом корпусе изоляторов, повреждения резиновой прокладки между крышкой и баком, соединений трубопроводов, сварных швов, радиаторов системы охлаждения и т. д. В свою очередь от надежной работы системы масляного охлаждения зависит и состояние изоляции обмоток трансформаторов.

В эксплуатации наблюдались случаи появления трещин в опорных узлах, повреждения резиновых прокладок, отслоения краски на внутренних поверхностях бака, повреждения манометра, термометра, обрыва меди обмоток, повреждения глазури фарфоровых изоляторов и возникновения у них сколов.