Неисправности дроссель трансформатора жд

Дроссель-трансформаторы на ЖД: устройство и работа

Устройство дроссель-трансформатора

Дроссель-трансформатор — прибор, обеспечивающий прохождение тягового тока в обход изолирующего стыка.

Устройство ДТ представляет собой Ш-образный сердечник с ярмом, изготовленные из электротехнической стали. Основная и дополнительная обмотки располагаются на среднем стержне сердечника. Вся конструкция помещёна в чугунный корпус, заполненный трансформаторным маслом и закрытый крышкой. На крышке имеются пробки, через которые осуществляется контроль уровня масла.

В устройстве ДТ для участков с электротягой постоянного тока между ярмом и сердечником предусмотрена гетинаксовая пластина, обеспечивающая немагнитный (воздушный) зазор в магнитной цепи ДТ.

Основная обмотка (ОО) рассчитана на прохождение тягового тока и имеет 3 вывода, 2 из которых (крайние) подключаются к рельсовым линиям. Средний вывод подключается к среднему же выводу ДТ смежной РЦ.

Дополнительные обмотки (ДО) ДТ обеспечивают подключение приборов релейного и питающего концов РЦ. А так как эти приборы соединены с рельсовой линией индуктивно, снижается воздействие на работу РЦ постоянной составляющей тягового тока. Как правило, число витков в дополнительных обмотках больше количества витков в основных обмотках.

Дроссель-трансформатор: принцип работы

Дроссель-трансформаторы — согласующие трансформаторы, что обеспечивает независимость работы рельсовой цепи от величины сопротивления соединительных проводов. Это особенно ценно при длинных РЦ.

Принцип работы ДТ заключается в следующем: часть тягового тока Iт1, проходя по одному из рельсов, оказывается в одной полуобмотке ДТ. В это время другая часть тягового тока Iт2 течёт через вторую полуобмотку ДТ. Через перемычку суммарный ток Iт1+ Iт2 попадает в среднюю точку ОО смежного ДТ и, разделившись на 2 части, проходит по рельсовым нитям соседней РЦ.

Создаваемые токами, протекающими в полуобмотках, потоки направлены в разные стороны. По этой причине при Iт1= Iт2 разностный поток в сердечнике ДТ=0. В результате в ДО тяговый ток не наводит электродвижущую силу (ЭДС).

Сигнальный ток от источника питания рельсовой цепи попадает в обмотку реле так: ДО ДТ на питающем конце обтекается сигнальным переменным током. Это создаёт в сердечнике переменный магнитный поток, под воздействием которого в ОО индуктируется переменная ЭДС.

Это, в свою очередь, приводит к возникновению в рельсовой линии сигнального тока Iс, который, проходя через ОО релейного ДТ, индуктирует в его ДО ЭДС. Под действием этой силы происходит срабатывание путевого реле И (в приведённой схеме РЦ — импульсное реле переменного тока). При этом сам ДТ на питающем конце РЦ выполняет роль понижающего, а на релейном — повышающего (токи Iс и Iт должны быть разными по частоте).

Источник

Устройство и принцип работы путевого дроссель-трансформатора, методика расчета

Путевой дроссель-трансформатор – это агрегат, пропускающий ток тяги, обходя изолирующий стык. Устройство напоминает катушку индуктивности, отличающуюся конструкцией, принципом функционирования, техническими характеристиками, методикой расчёта, предназначением и областью применения. Дроссельный трансформатор подразделяется на виды в зависимости от частотности и функций.

Конструкция и принцип работы

Устройство ДТ выглядит, как сердечник формы Ш со стальным остовом. Расположение главной и второстепенной обмотки – средний стержень сердечника. Все составляющие механизма погружены в корпус из чугуна. Он в свою очередь наполнен маслом трансформатора и закрыт крышкой. Уровень масляной жидкости контролируется через пробки, находящиеся на крышке. Конструкция имеет защиту от:

• проникновения внутрь ДП лицами, которым не положено вмешиваться в работу прибора;
• размещения на выводах главной обмотки ненужных предметов;
• возможности повреждения корпуса.

В данном приборе находится пластина из гетинакса, расположенная посередине сердечника и остова. С её помощью происходит обеспечение воздушного зазора в магнитной цепи ДТ. Главная обмотка необходима для пропускания тягового тока. Она обладает 3 выводами. К линиям рельс присоединяются 2 из них, расположенные по краям, а оставшийся по середине – к среднему выводу дроссельного трансформатора смежной РЦ.

За включение приборов релейного и питающего концов РЦ отвечают дополнительные обмотки. Из-за индуктивного соединения приборов с рельсовой линией на работу РЦ меньше влияет константная составная часть тягового тока.

Дроссель-трансформатор на постоянном токе функционирует, согласно принципу самоиндукции катушки. Это происходит следующим образом:

1. Часть тягового тока попадает на одну полуобмотку ДТ, перемещаясь по одной рельсе.
2. Остальной ток идёт на вторую полуобмотку ДТ.
3. Суммарный ток всех этих частей попадает через перемычку в среднюю точку ОО смежного ДТ. Поделившись надвое, он направляется по нитям рельс соседней РЦ.

Прибор может выдерживать диапазоны колебаний от низких до высоких. Первые могут быть от 20 Гц до 20 кГц. Средние значения составляют 20-100 кГц, а высокие – более 100 кГц. Конструкция дросселей высокой частотности совсем не похожа на конструкции ДТ низкой и средней частотности.

Назначение и область применения устройства

Дроссельный трансформатор используется в области электротехники. Он предназначен для установки на ЖД пути, оснащённые автоматической блокировкой переменного и электротягой постоянного тока. Подобное оборудование используют, чтобы стыковать системы электрической тяги. Также дроссели внедряют в трамваи, поезда метро и современные скоростные дрезины.

Их составляющие специально созданы для суровых условий окружающей среды, возникающих при эксплуатации на ЖД транспорте.

Если рассматривать устройство по назначению, то оно делится на следующие виды:

1. Дроссели, совершающие работу на вторичных импульсных источниках питания. В самом начале происходит накапливание катушкой энергии от первоначального источника. Это осуществляется в собственном магнитом поле. После этого энергия возвращается в нагрузку.
2. ДТ для запускания двигателей. Здесь устройство выступает в качестве ограничителя токов, отвечающих за пуск и тормоз. Дроссельная конструкция для приводов отличается мощностью не больше 30 кВт, схожа с 3-фазным трансформатором.
3. ДТ насыщения. Его используют в стабилизаторах напряжения и ферромагнитных преобразователях. Ещё такой ДТ применяется в магнитных усилителях. Там из-за подмагничивания происходит смена индуктивной резистентности сердечником.
4. ДТ для сглаживания. Подобным прибором убирают пульсации выпрямленного тока, если нет конденсаторов в ламповых усилителях.

Помимо прочего, аналогичные устройства распространены в сварке, в блокировочных, сигнализационных и совмещенных централизованных системах.

Основные технические характеристики

В характеристиках содержится информация о количестве витков, полном сопротивлении и показатель трансформации главной обмотки и второстепенных. Показатели дросселя-трансформатора ДТ 500:

• количество витков главной обмотки – 7+7;
• количество витков дополнительной обмотки – 1560, 322, 1238;
• полное сопротивление – 0,2-0,22 Ом;
• коэффициент трансформации – 40,23, 17.

Его масса составляет 132 кг, объём масла – 29 л. Может прослужить не больше 30 лет. Согласно правилам, температура сердечника не должна превысить 95 С. Она определяется по температуре верхних слоёв масла.

Разновидности дроссельных трансформаторов

Чаще всего встречаются следующие разновидности дроссельных трансформаторов:

1. Низкочастотный. По внешнему виду он напоминает незамысловатый трансформатор из железа. Единственный отличием от него является сборка с одной обмоткой. Катушка делает так, что при понижении тока в цепи его значение не меняется и остаётся на нужном уровне, а при повышении значение снижается.
2. Высокочастотный. Это электрическое устройство создано, чтобы передавать энергию высокой частоты между 2 цепями и больше электромагнитной индукцией. Оно распространено намного больше. Его катушка навивается на ферритовые и стальные сердечники либо на каркас из пластмассы.

Наличие сердечника в дросселе увеличивает его размеры. Без него он весит намного меньше.

Методика расчета

ДТ рассчитывается по методе нечёткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и другим. Разработаны специальные программы, производящие вычисление параметров устройства за считанные минуты. Основные этапы расчёта:

• ввод требуемых данных для расчёта;
• выдача программой значений кривой намагничивания и корректирование ошибок;
• подсчитывание системой геометрических параметров модели сердечника.

Применив особую формулу, можно своими силами рассчитать воздушный зазор в устройстве. Она выглядит следующим образом L*I²/V. индуктивность обмотки дросселя – это L, а сила постоянного тока на обмотке – это I. Буква V обозначает объём сердечника из железа.

Примеры расчетов

Например, можно рассчитать LO² для сердечника Е42х21х20 (B66329-G1000-X127) с воздушным зазором 2 мм, сделанного из материала N27. Известные следующие параметры сердечника, с которыми придётся работать:

• le = 97 мм;
• Ае = 240 мм²;
• B = 300 мТл;
• Ig = 2 мм.

Для начала необходимо найти краевой коэффициент F по формуле. Она выглядит следующим образом:

После этого нужно приступить к вычислению µe. Это эффективная проницаемость. Она находится по формуле:

Теперь потребуется рассчитать AL – коэффициент индуктивного сопротивления. Формула вычисления:

Полученный результат будет равен 208.

Зная все эти данные, можно приступить к расчёту LO². Для этого существует следующая формула:

Источник

Путевые дроссель-трансформаторы

Путевые дроссель-трансформаторы (ДТ) предназначены для рельсовых цепей переменного тока с кодовым питанием на электрифицированных участках дорог. Они обеспечивают пропуск обратного тягового тока в обход изолирующих стыков к тяговой подстанции. Одновременно они служат трансформаторами для подачи в рельсовую цепь переменного сигнального тока на ее питающем конце и приема тока с рельсов на релейном конце.

Дроссель-трансформатор (рис. 184) представляет собой реактивную катушку с сердечником, имеющую малое омическое и относительно большое индуктивное сопротивление. Он состоит из сердечника 5 и ярма 4, собранных из листовой трансформаторной стали; на сердечнике насажены основная 3 и дополнительная 6 обмотки. Дополнительная обмотка расположена сверху основной обмотки. Сердечник с обмотками заключен в металлический корпус 1 с крышкой 2. В корпус заливают трансформаторное масло до красной черты.

У дроссель-трансформаторов, устанавливаемых на участках с электротягой постоянного тока, между сердечником и ярмом в магнитной цепи имеется воздушный зазор шириной I-3 мм, который служит для стабилизации электрического сопротивления дросселя переменному току рельсовой цепи при подмагничивающем действии постоянного тягового тока. У дроссель-трансформаторов, применяемых на участках с электротягой переменного тока, магнитная цепь не имеет воздушного зазора и состоит из замкнутого сердечника.

Рис . 185. Схема включения дроссель-трансформатора в рельсовую цепь

Основная обмотка дроссель-трансформатора имеет три вывода: два крайних и один — от средней точки обмотки (рис. 185). Крайние выводы основной обмотки подсоединяют к рельсам, а средний — соединяют со средним выводом второго дроссель-трансформатора смежной рельсовой цепи перемычкой, по которой тяговый ток проходит из одного изолирующего участка в другой. Дополнительную обмотку выводят в кабельную муфту на корпусе дроссель-трансформатора и через кабель подключают к приборам рельсовой цепи.

Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2 и ДТ-0,6 применяют для участков дорог, оборудованных автоблокировкой на переменном токе при электротяге на постоянном токе. Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2-500 и ДТ-0,6-500 рассчитаны на пропуск номинального (длительного) тягового тока 500 А через каждую секцию основной обмотки. Средний вывод обмотки рассчитан на 1000 А.

Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2-1000 и ДТ-0,6-1000 рассчитаны на номинальный (длительный) тяговый ток 1000 А через каждую секцию основной обмотки. Средний вывод обмотки рассчитан на 2000 А.

Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,6 с коэффициентом трансформации п = 15 всегда устанавливают на питающем конце рельсовой цепи, у него дополнительная обмотка не секционирована и имеет два вывода (рис. 186, а).

Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,2 имеет переменный коэффициент трансформации. Его применяют на релейном и питающем концах рельсовых цепей частотой 50 Гц и длиной до 1500 м с двухэлементными путевыми реле типа ДСШ и на релейном конце кодовых рельсовых цепей длиной до 2600 м. Дополнительная обмотка (рис. 186, б) секционирована и имеет пять выводов. Необходимый коэффициент трансформации подбирают включением соответствующих секций дополнительной обмотки. На выводах 1 и 2 п — 13, на выводах 2 и 4 — п — 17, на выводах 1 и 4 — п 30 и на выводах 0 и 4 — п = 40.

На участках с электротягой переменного тока частотой 50 Гц на питающем и релейном концах рельсовой цепи устанавливают дроссель-трансформаторы типов ДТ-1-150 или 2ДТ-1-150 (соответственно рис. 186, в и г). Крайние выводы основной обмотки дроссель-трансформатора типа ДТ-1-150 рассчитаны на ток 150 А, а средний — на 300 А. Дроссель-трансформаторы типа ДТ-1-150 выпускают для рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц одиночной и сдвоенной установки, у дроссель-трансформатора ДТ-1-150 п = 3. Дроссель-трансформатор сдвоенной установки типа 2ДТ-1-150 совмещает в одном корпусе два дроссель-трансформатора и имеет те же элект-

Рис. 186. Схемы включения обмоток дроссель-трансформаторов различных типов

рические характеристики, что и дроссель-трансформатор типа ДТ-1-150.

На станциях стыкования рельсовые цепи работают в особых условиях, подвергаясь воздействию постоянного и переменного тяговых токов. На таких станциях устанавливают дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,6-500С с коэффициентом трансформации п

Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17-1000 (рис. 186, д) предназначен для линий метрополитена, оборудованных автоблокировкой на переменном токе и электротягой на постоянном токе. Дроссель-трансформатор рассчитан на пропуск номинального тягового тока 1000 А через каждую секцию основной обмотки, его коэффициент трансформации п — 40.

Во время работы с путевыми дроссель-трансформаторами необходимо строго выполнять основные правила по технике безопасности. Необходимо, чтобы работающий был в диэлектрических перчатках или пользовался инструментом с изолирующими ручками. Перед сменой дроссельной перемычки следует установить временную перемычку из медного провода и плотно закрепить ее одним концом на подошве рельса струбциной, а другим концом — на выводе дроссель-трансформатора специальным зажимом.

Работать с путевым дроссель-трансформатором, к которому присоединен отсасывающий фидер электротяги, можно только в присутствии и под наблюдением работников участка электроснабжения. При выполнении работ запрещается разрывать цепь сетевой обмотки изолирующих трансформаторов рельсовых цепей без предваритель ного отключения или замыкания накоротко обмотки (специальной перемычкой под гайки), соединенной с дроссель-трансформатором-Не разрешается отключать от рельса хотя бы одну перемычку дроссель-трансформатора без предварительного соединения обоих рельсов со средней точкой дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи, а также отключать среднюю точку ДТ или нарушать иным способом цепь протекания по рельсам тягового тока.

Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта

Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200

Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200

Источник