Главный трансформатор предназначен для понижения напряжения контактной сети переменного тока 25 кВ 50 Гц до уровня, приемлемого для использования на электропоезде. Главный трансформатор установлен в подвагонном пространстве вагонов С и Е в специальном контейнере (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Внешний вид контейнера главного трансформатора: 1 — контейнер главного трансформатора; 2 — фланцевые заслонки подключения первого контура охлаждения; 3 — теплообменник; 4 — насос охлаждающей жидкости; 5 — термодатчик; 6 — поплавковый выключатель; 7 — реле расхода; 8 — фланцевые заслонки подключения первого контура охлаждения
Активная часть трансформатора состоит из одной первичной и трех вторичных обмоток цилиндрического типа, изготовленных из изолированного медного провода. Обмотки смонтированы на стальном магнитопроводе стержневого типа. Магнитопровод выполнен шихтованным из холоднокатаной листовой трансформаторной стали с ориентированной зернистой структурой.
Кожух главного трансформатора представляет собой герметичную сварную конструкцию из стального листа, которая обеспечивает необходимую прочность для противодействия ускорениям, возникающим в процессе эксплуатации электропоезда, а также возможным ударам о предметы, поднимаемые при движении электропоезда с полотна железной дороги, в том числе от щебня и льда.
Главный трансформатор охлаждается минеральным маслом. Масло прокачивается по замкнутому контуру через главный трансформатор, дроссель сетевого фильтра и теплообменник. Фильтрация масла в этой системе не требуется. В теплообменнике охлаждающая жидкость первого контура (минеральное масло) отдает избыточное тепло охлаждающей жидкости второго контура охлаждения (смесь воды и антифриза), которая принудительно циркулирует через теплообменник. Второй контур охлаждения главного трансформатора включает насос циркуляции охлаждающей жидкости, радиатор и трубопроводы. В радиаторе происходит отдача избыточного тепла жидкостью охлаждения второго контура в атмосферу. Для усиления теплообмена через радиатор продувается воздух посредством центробежного вентилятора. Установка охлаждения главного трансформатора расположена на крыше вагонов С и Е и совмещена с установкой охлаждения преобразователя собственных нужд.
Для предотвращения возникновения опасных режимов работы главного трансформатора предусмотрена система защиты, которая осуществляет:
- контроль короткого замыкания вторичной цепи при помощи дифференциальной защиты;
- контроль давления масла в контуре охлаждения;
- контроль температуры масла в контуре охлаждения.
Ниже приведены характеристики главного трансформатора.
Технические характеристики главного трансформатора Общие данные Тип.............................................................. EWAT 6245 Температура окружающей среды, °С................................. -40...+40 Габаритные размеры с сетевым фильтром (ДхШхВ), мм................ 3200x1900x770 Масса с сетевым фильтром, т...................................... 3,8 Подвеска трансформатора.......................................... эластичная на опорной станине Количество первичных обмоток..................................... 1 Количество вторичных обмоток, в том числе: ...................... 3 тяговых.......................................................... 2 отопления........................................................ 1 Относительное напряжение короткого замыкания, %.................. 24 Индуктивность рассеивания, мГн................................... 3,2 Тип охлаждения .................................................. ODWF [О — тип охлаждающей жидкости первого контура —ингибированное минеральное масло (oil); D — принудительное направленное движение охлаждающей жидкости в обмотку (direct); W — охлаждающая жидкость второго контура (water); F — принудительное движение охлаждающей жидкости (forced)] Технические данные первичной обмотки Номинальная мощность, MBA......................................... 1,55 Номинальное напряжение, кВ........................................ 25 Номинальный ток, А................................................ 62 Технические данные тяговой обмотки Номинальная мощность, MBA.......................................... 0,76 Номинальное напряжение, В....................................... 1670 Номинальный ток, А................................................. 456 Технические данные обмотки отопления Номинальная мощность, кВА.......................................... 100 Номинальное напряжение, кВ......................................... 3 Номинальный ток, А................................................. 66,7
Циркуляцию в системе охлаждения главного трансформатора изолирующей и охлаждающей жидкости обеспечивает насос 4 (см. рис. 3.1). Функция изолирующей и охлаждающей жидкости состоит в том, чтобы изолировать находящиеся под напряжением элементы обмоток и соединительные провода друг от друга и от земли, пропитывать изоляцию для повышения ее диэлектрической прочности и препятствовать возникновению пробоев между находящимися под напряжением элементами, гасить возможные электрические дуги при возникновении пробоев, а также отводить в окружающую среду тепло, выделяемое в обмотках главного трансформатора и дросселе фильтра.
Для компенсации изменения объема изолирующей и охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры служит расширительный резервуар, расположенный в верхней части контейнера главного трансформатора. Уровень жидкости в расширительном резервуаре может быть проверен с помощью щупа, который вводится в заливную горловину расширительного бака. Компенсация объема воздуха в расширительном резервуаре при уменьшении объема охлаждающей и изолирующей жидкости производится из атмосферы через осушитель воздуха, который исключает попадание в изолирующую и охлаждающую жидкость воды из атмосферного воздуха.
Для контроля температуры изолирующей и охлаждающей жидкости используется термодатчик 5 (см. рис. 3.1), установленный в расширительном баке. В зависимости от степени превышения температуры изолирующей и охлаждающей жидкости над допустимым значением на пульт машиниста выдается соответствующее сообщение или выполняется отключение главного трансформатора.
Поплавковый выключатель 6 (см. рис. 3.1) контролирует уровень изолирующей и охлаждающей жидкости в расширительном баке. При срабатывании первого контакта выключателя на пульт машиниста выдается соответствующее сообщение — предупреждение, при срабатывании второго контакта выключателя выполняется отключение трансформатора.
Для контроля давления внутри контейнера главного трансформатора предусмотрен предохранительный клапан. При возникновении электрического дугового разряда внутри контейнера главного трансформатора (например, при пробое изоляции) происходит выделение газов, что вызывает резкое повышение давления в контейнере. Благодаря предохранительному клапану образовавшиеся газы отводятся в атмосферу и давление внутри контейнера стабилизируется. После сброса избыточного давления предохранительный клапан закрывается, обеспечивая герметичность контейнера.
Для контроля протекания изолирующей и охлаждающей жидкости через трансформатор предназначено реле расхода 7 (см. рис. 3.1).
