Аннотация
Статья посвящена вопросу повышения срока службы силовых трансформаторов в системе обеспечения движения поездов. В работе выполнен анализ подключения тяговой подстанции к контактной сети по схеме «подпитывающей». Такое решение не соответствует классической схеме подключения в системе тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ. Силовые трансформаторы в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог (ЭлЖД) мощностью, как правило, 40 МВА являются дорогостоящим электротехническим оборудованием. Современные силовые трансформаторы в системе электроснабжения переменного тока соответствуют стандартам и характеризуются параметрами трансформаторов, выпускаемых в прошлые годы. Таким образом, применение новых трансформаторов заменой установленных ранее приводит к значительным капиталовложениям. При этом технико-экономические показатели работы новых силовых трансформаторов не могут приводить к существенному повышению экономических показателей в системе электроснабжения ЭлЖД переменного тока 25 кВ без учета схем подключения. Мгновенные значения токов плеч приняты реальными в целях выполнения качественной оценки эффективности схемы. Ограничением выбора схемы подключения подстанции, присоединенной к контактной сети по схеме «подпитывающей», является неизменная фазировка смежных подстанций. Доказана нормализация распределения токов плеч питания при подключении рассмотренной подстанции к контактной сети по классической схеме. Сопряжение тяговой сети межподстанционной зоны выполнено применением поста секционирования, подключенного по схеме «четырехугольника». При этом питание тяговых нагрузок осуществляется по петлевой схеме. Повышение срока службы силовых трансформаторов доказано существенным снижением температуры наиболее нагретой точки обмотки при присоединении трансформатора по классической схеме.
Ключевые слова
Силовой трансформатор, система тягового электроснабжения, срок службы, износ изоляции, пост секционирования.
1. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р.
2. Повышение эффективности работы системы переменного тока 25 кВ / Н.П. Григорьев, Л.В. Марченко, А.П. Парфианович, П.Н. Трофимович // Электроника и электрооборудование транспорта. 2019. № 2. С. 15-17.
3. Пат. 2706634 Российская Федерация, МПК В60М 3/04 (2006.01). Устройство тяговой сети переменного тока / Григорьев Н.П., Парфианович А.П., Трофимович П.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ДВГУПС». №2018135346; заявл. 05.10.2018; опубл. 19.11.2019.
4. Пат. 2540685 Российская Федерация, МПК В60М 3/02, H02J 3/00. Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кВ / Григорьев Н.П., Воприков А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ДВГУПС». № 2013135890/11; заявл. 30.07.2013; опубл. 10.02.2015.
5. Григорьев Н.П., Воприков А.В. Выбор схем подключения силовых трансформаторов тяговых подстанций электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2014. № 4. С. 90-97.
6. Voprikov A.V., Grigoriev N.P., Parfianovich A.P. Extending the life of power transformers of traction substations of alternating current of electric railways // VIII International Scientific Siberian Transport Forum (TransSiberia), 2020, pp. 52-59. DOI 10.1007/978-3-030-37916-2_6.
7. Воприков А.В. Продление срока эксплуатации силовых трансформаторов при реконструкции тяговых подстанций переменного тока железных дорог // Электроника и электрооборудование транспорта. 2016. № 4. С. 32-35.
8. Gamez С. Power Transformer // Transformers Magazine. 2014, vol. 1, iss. 1, pp. 19-21.
9. Naderian A., Pattabi P., Lamarre L. Improving the assessment of remaining life of service aged power transformers // IEEE Electrical Insulation Conference (EIC), Calgary, AB, Canada, 2019, pp. 330-334. DOI 10.1109/EIC43217.2019.9046610.
10. Mohsen Hosseinkhanloo, Seyed Hadi Mousavi Motlagh, Ali Naderian Jahromi, Navid Taghizadeghan Kalantari. Improving the ageing rate of transformer fleet using imperialist competitive algorithm // IET Generation Transmission & Distribution, 2020, vol. 14, no. 20, pp. 4363-4370. DOI 10.1049/iet-gtd.2020.0052.
11. International standard. Loading guide for oil-immersed power transformers: IEC 60076-7. Geneva, Switzerland, 2005. 122 p.
12. B. Jean-Noël, Aubin J., McDermid W. Recent development in transformer winding temperature determination. URL: http://www.neoptix.com/literature/v1109r1_Art_Recent_dev_in_windings_temp.pdf (дата обращения 21.11.2020)
13. Grigorev N.P., Voprikov A.V., Parfianovich A.P. Increasing the operating life of power transformer winding insulation when upgrading 25-kV alternating current traction substations // Russian Electrical Engineering, 2016, vol. 87, no. 2, pp. 100-103. DOI 10.3103/S1068371216020048.
14. Воприков А.В. Повышение эффективности эксплуатации силовых трансформаторов тяговых подстанций железных дорог переменного тока: дис... канд. техн. наук 05.09.03 / Воприков Антон Владимирович. Хабаровск, 2017.