Подключение и технические параметры

Руководство по эксплуатации часть 3

Описание и работа Оборудование SIEMENS

ЭС10.00.000.000 РЭ2

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

    Электропривод для электровоза 2ЭС10 разработан компанией «Сименс» и включает в себя комплект однотипного электрооборудования для двух секций.

   Тяговый асинхронный электропривод электровоза обеспечивает на каждой колесной паре равномерное регулирование силы тяги и торможения, а также частоты вращения при юзе и боксовании. В каждой секции четыре трехфазных асинхронных тяговых двигателя получают высоковольтное раздельное питание от инверторов, которые объединены в двух тяговых преобразователях.

    Вспомогательное оборудование получает питание по трехфазным цепям переменного напряжения 380 В, которые гальванически отделены от высоковольтного напряжения 3 кВ с помощью блока вспомогательных трансформаторов. Первичные обмотки трансформаторов запитаны от модулей преобразователя собственных нужд, которые интегрированы в тяговые преобразователи. По секциям электровоза цепи вспомогательного оборудования разделены.

    Все оборудование установленное на электровоз компанией «Сименс» делится на группы: дроссель сетевого фильтра, тяговый преобразователь, тяговый привод, установка охлаждения и блок вспомогательного трансформатора.

ДРОССЕЛЬ СЕТЕВОГО ФИЛЬТРА.

Подключение и технические параметры

     Дроссель сетевого фильтра включен последовательно тяговому преобразователю и предназначен для снижения пульсаций тока.

    Срок службы дросселя сетевого фильтра составляет 30 лет. Данный срок службы действует в случае соблюдения допустимой нагрузки и максимально допустимой температуры, а также при соблюдении специальных интервалов технического обслуживания и указаний руководства по эксплуатации.

    Постоянный ток из контактной сети через токоприемник, быстродействующий выключатель и дроссель сетевого фильтра поступает к тяговому преобразователю.  Каждый тяговый преобразователь снабжен отдельным сетевым фильтром.

       Снижение пульсаций тока происходит в две ступени. Первая ступень через реактор индуктивностью 39 мГн, вторая через реактор индуктивностью 3,15 мГн. Катушка первого реактора изготовлена из алюминиевой протекторной ленты, катушка второго реактора из медной шины. Подключение обоих реакторов осуществляется через контактные гнезда. Технические характеристики дросселя сетевого фильтра представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Технические характеристики дросселя сетевого фильтраю

Электрическая схема подключения дросселя сетевого фильтра показана на

рисунке 2.1.

1.1; 1.2; 1.3 – контактные гнезда

Рисунок 2.1 - Схема подключения дросселя сетевого фильтра

Положение и конструкция контактных гнезд показана на рисунке 2.2

    На корпусе резервуара при помощи контактной пластины (1) устанавливается соединитель (2). Для правильной установки штекра в соединителе есть направляющие (5).

1 – контактная пластина; 2 – соединитель; 3 – шайба; 4 – гайка; 5 – направляющие.

Рисунок 2.2 - Положение и конструкция контактных гнезд

     Две полоски из нержавеющей стали с высверленным отверстием ø13, расположенные по двум углам резервуара, предназначены для общего заземления дросселя сетевого фильтра. Соединения заземления осуществляются с помощью болтов М12.Компоненты дросселя сетевого фильтра электрически соединены друг с другом, таким образом, это помогает избежать разницы потенциалов между металлическими частями, которая может возникнуть через электростатический заряд.

Система охлаждения

      Два реактора дросселя сетевого фильтра устанавливают в резервуар. Резервуар представляет собой стальную конструкцию, предназначенную для осуществления всех процессов, возникающих в процессе работы. Он заполняется изоляционной и охлаждающей жидкостью, которая является ингибированным минеральным маслом. Для первичного заполнения используется минеральное масло Shell Diala DX, проверенное на пригодность и разрешенное к применению в данных целях производителем реакторов. Вес всех компонентов, входящих в состав дросселя сетевого фильтра, показан в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Вес компонетов дросселя сетевого фильтра.

       Основная масса изоляционной и охлаждающей жидкости находится в резервуаре дросселя сетевого фильтра. Из него нагретая изоляционная и охлаждающая жидкость перекачивается насосом для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в устройство охлаждения. Охлажденная изоляционная и охлаждающая жидкость перетекает из устройства охлаждения обратно в резервуар через второй трубопровод. Циркуляция изоляционной и охлаждающей жидкости показана на рисунке 2.3.

1 – трубопровод устройства охлаждения; 2 – масляный насос; 3 – резервуар; 4 – трубопровод охлажденной жидкости.

Рисунок 2.3 - Циркуляция изоляционной и охлаждающей жидкости.

      Помимо резервуара, реакторов и системы трубопроводов в состав дросселя сетевого фильтра входят: насос для перекачки минерального масла через систему трубопроводов, расширительный бак, поглотитель влаги с осушителем, контрольно-измерительные устройства эащиты, фланцевые заглушки с уплотнениями. Объем для расширения предусмотрен дизайном для обеспечения всех рабочих состояний. Максимально допустимое избыточное давление равно 0,3бар.

      Схема расположения компонентов на дросселе сетевого фильтра при виде сверху представлена на рисунке 2.4.

1 - термометр PT100; 2, 4 - дисковый поворотный клапан; 3 - насос для подачи охлаждающей жидкости; 5 - горловина маслоналивного патрубка; 6 – расширитель; 7 - реле Бухгольца

Рисунок 2.4 – Расположение компонентов на дросселе сетевого фильтра

1 - Верхняя часть слива масла; 2 - табличка с техническими данными; 3 - индикатор уровня масла; 4 - инструкции по подъему; 5 - поглотитель влаги; 6 - нижняя часть слива масла; 7 - опора уплотнения; 8 - закрывающий нипель.

Рисунок 2.5 – Вид спереди на дроссель сетевого фильтра.

      На все внешние поверхности резервуара (стенки, крышку, днище и крепления), все внешние дополнительные устройства (трубопроводы, циркуляционный насос для масла и дисковые поворотные клапаны), также как на расширительный бак нанесено двухкомпонентное многослойное покрытие. Внутренние поверхности резервуара и трубопроводов имеют белое покрытие, стойкое к изоляционной жидкости.

Фланцевые заглушки

       Фланцевая заслонка необходима для монтажа и демонтажа насоса для подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Фланцевая заслонка показана на рисунке 2.6

1, 4, 7, 9 - Уплотнительное кольцо; 2 - предохранительное кольцо; 3 - нажимной винт; 5 - упорная деталь; 6 – колпак; 8 - плоское уплотнение; 10 – шпиндель

Рисунок 2.6 - Фланцевая заслонка

   Заслонка устанавливается на шпинделе (10), который для исключения утечек охлаждающей жидкости уплотнен уплотнительными кольцами. Шпиндель зафиксирован нажимным винтом (3),закрывающимся колпаком (6), с предохранительным кольцом (2). Для поворота заслонки имеется упорная деталь (5) с указателем положения.Для обеспечения соединения с трубопроводом к заслонке приварен фланец.

      В течение относительно краткого времени монтажа или демонтажа заслонка обеспечивают полную герметичность.  Для приведение в действие заслонки (показано на рисунке 2.7) необходимо снять колпак, примерно на пол-оборота ослабить нажимной винт, путем вращения упорной детали привести заслонку в действие. Затем для предотвращения вращения заслонки необходимо вновь затянуть нажимной винт.

Рисунок 2.7 – Положения заслонки

2.2.2 Насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости

      Насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости предназначен для циркуляции изоляционной и охлаждающей жидкости в системе охлаждения дросселя сетевого фильтра. В процессе эксплуатации дросселя сетевого фильтра насос должен работать. Конструкция насоса показана на рисунке 2.8.

       В насосе для подачи смазочно-охлаждающей жидкости насос и двигатель соединены в один единый, полностью изолированный герметичный агрегат. На оси насоса со стороны всасывания посажено рабочее колесо (7), соединенное с направляющим колесом (9). Направлющее колесо через подшипники (10 и 15) опирается на вал двигателя. Мотор оснащен рубашкой, которая с корпусом насоса (12) образует каналы для протекания перекачиваемой жидкости.. На входе и выходе насоса для соединения с маслянным трубопроводом фильтра крепятся входной (1) и выходной (6) штуцеры, которые по месту посадки уплотнены кольцами (8).

1 - штуцер, 2 – отверстие для удаления воздуха, 3 – клеммная коробка, 4 – клеммы, 5 – обмотка электродвигателя, 6 – штуцер, 7 – рабочее колесо, 8- уплотнительное кольцо, 9 – направляющее колесо, 10 – подшипник, 11 – роторная пластина, 12 – корпус насоса, 13 – стальной пакет статора, 14 – вал,                 15 – подшипник

Рисунок 2.8 - Насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости

    Отделение насоса и двигателя заполняются смазочно-охлаждающей жидкостью и при ее циркуляции одновременно охлаждается двигатель. Перепад давления между жидкостью в моторном отделении и в циркуляционном отделении выравнивается за счет отверстий. Непосредственно на насосе устанавливается клемная коробка (3). На клеммной коробке предусмотрено одно отверстие M20x1.5 для соединительного провода. Соединение проводов производится при помощи болтов М8. Насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости должен подключаться в соответствии с табличкой, содержащей инструкции, находящейся в клеммной коробке.

  Технические данные насоса приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Технические характеристики насоса охлаждающей жидкости.

2.2.3 Изоляционная и охлаждающая жидкость

      В качестве изоляционной и охлаждающей жидкости в дросселе сетевого фильтра используется минеральное масло производства компании Shell под названием Diala DX. Минеральное масло представляет собой изоляционную и охлаждающую жидкость для электрического оборудования в соответствии с IEC 60296. Для поддержания изоляционных свойств изоляционной и охлаждающей жидкости необходимо избегать контакта с водой. Для изоляционной и охлаждающей жидкости в дросселе сетевого фильтра это обеспечивается с помощью поглотителя воды. Минимальные требования к новой изоляционной и охлаждающей жидкости приведены в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Требования к новому минеральному маслу.

     В процессе эксплуатации минеральное масло, а также материалы изоляции также подвержены износу. Под влиянием температуры, кислорода, влажности и каталитических металлических материалов, таких как, меди и стали, может происходить их химическое изменение. Свойства минерального масла в процессе эксплуатации различаются от свойств нового минерального масла.

        Минимальные требования к маслу в эксплуатации приведены в таблице 2.5

Таблица 2.5 - Требования к маслу в эксплуатации.

      Вследствие неправильной эксплуатации в дроссель сетевого фильтра могут попасть твердые вещества из внутреннего корпуса и влага из воздуха, что может привести к помутнению минерального масла. При загрязнении изоляционной и охлаждающей жидкости твердыми веществами, в частности, сажей, продуктами износа металла и оксидами металла, ее необходимо очистить в соответствующей установке или заменить.

      При однократном превышении максимального содержания воды необходимо осушить изоляционную и охлаждающую жидкость в соответствующей установке.  При наличии признаков прогрессирующего окисления масла, рекомендуется заменить изоляционную и охлаждающую жидкость.

        Число нейтрализации обозначает для нового минерального масла качество рафинации, для рабочего масла – статус окисления, связанного с образованием кислых органических соединений. При значении числа нейтрализации выше 0,1 мг KOH/г масла рекомендуется заменить минеральное масло.

         Пробивное напряжение изоляционной и охлаждающей жидкости имеет определяющее значение для эксплуатационной безопасности дросселя сетевого фильтра, Поэтому очень важно проверять его в процессе эксплуатации. Снижение пробивного напряжения может быть вызвано твердыми инородными веществами, такими как, волокна, пыль, сажа и продукты распада твердого изоляционного материала. Другой причиной может также быть попадание воды в изоляционную и охлаждающую жидкость.

         ПРИ ПРОБИВНОМ НАПРЯЖЕНИИ НИЖЕ 30 КВ, НЕОБХОДИМО ЗАМЕНИТЬ ИЛИ ПЕРЕРАБОТАТЬ ИЗОЛЯЦИОННУЮ И ОХЛАЖДАЮЩУЮ ЖИДКОСТЬ.

          Содержание ингибитора снижается в процессе срока службы трансформатора, так как он расходуется. При приближении содержания ингибитора к предельному значению 0,15% рекомендуется проверять содержание ингибитора с каждые два года.При превышении предельного значения содержания ингибитора 0,15% необходимо его добавить. При определении необходимого количества следует обратиться к заводу-производителю. При наличии признаков прогрессирующего окисления изоляционной и охлаждающей жидкости, рекомендуется заменить минеральное масло.