Список разделов Flyback.org.ru » А вам слабо? (Самые странные девайсы и безбашенные идеи) » Тяговый трансформатор с самокомпенсацией.
Тему сейчас просматривают - зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегестрированные - Нет
тема: Тяговый трансформатор с самокомпенсацией.
Ответить с цитатой

RigelStarr
 


В начале года в нашем институте появился один профессор с очень заманчивой идеей создания специального тягового трансформатора для электрического подвижного состава, который смог бы существенно снизить затраты электроэнергии. Мне стала интересна суть этой идеи, и побеседовав с ним, я понял вот что: сейчас затраты, связанные с реактивной мощностью таких потребителей, как электровозы (и не только их, само собой) никем по сути не учитываются, а отсюда коэффициент мощности на ЖД сетях в глубокой жопе, да и гонять эту мощу от потребителя к подстанции и обратно – вещь довольно не рациональная. Конечно, на линиях ставятся компенсирующие конденсаторы, но их емкость не меняется, в зависимости от нагрузки. Например на одном участке ЖД перегона (от тяговой ПС до нейтральной вставки, например) перепад нагрузок бывает просто дикий (пустой участок – и тут опа – прет ВЛ85 с двумя трансами на 7,2МВА) – ясное дело, что рассчитанная на какое то среднее значение компенсирующая установка мало эффективна.

Выход из этой проблемы виден такой: использовать индивидуальную компенсирующую установку для каждого отдельно взятого локомотива. Но размещать конденсаторы, размер которых будет едва ли не с сам трансформатор в машинном отделении не получится. Поэтому, можно в качестве емкости использовать…магнитопровод самого трансформатора! Конечно, существенно преработав всю конструкцию ТТ. Например, заменив листы электротехнической стали на самые тонкие, и выбрав подходящий диэлектрик между этими листами, что бы в конечном счете получилось две емкости – одна постоянная для компенсации тока ХХ, и вторая, добавочная, изменяющаяся в зависимости от нагрузки. И тут встал вопрос – как изменять реактивную мощность «кондера»?
Она, напомню, зависит от емкости и напряжения на обкладках в квадрате. Можно регулировать реактивную мощность изменением емкости ступенчато (имея ряд выводов с кондера, например) Но лучше регулировать мощность напряжением через этот самый кондер. (квадратичная зависимость, все же )

Поэтому требуется некая схема, которая бы реализовала зависимость величины напряжения через компенсирующий конденсатор-магнитопровод, подключенный параллельно с первичкой в контактную сеть, от нагрузки на тяговый трансформатор.

К сожалению, знания пропессора в области силовой электроники очень скудны, потому что он не электронщик, и вопрос о такой схеме остается открытым.
Недавно был намотан макет трансформатора такой конструкции – небольшой тороид киловатт на 6-7 с первичной обмоткой на 220 и несколькими НН вторичками + ко всему выводы магнитпровода-конденсатора. Планируется демонстрация компенсации реактивной мощности при нагрузке на этот транс, поэтому нужно бы сделать, говоря простым языком, этот самый регулятор, который должен включаться последовательно кондеру и регулировать через него напряжение, в зависимости от тока первички.

Что думаете по этому поводу? В какую сторону копать?

PS. Прошу отвечать по теме. Об этой «разработке» я узнал очень не давно, и еще до конца сам не разобрался в этом, позже выложу фотки и видео.

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 8:04 pm
N73m1892.jpg (113.51 Кб)
Макет
Ответить с цитатой

Vcoder
Магистр


Первое, что надо прикинуть, - это порядок токов и напряжений на этом самом конденсаторе. Тогда уже можно будет думать, чем это коммутировать. Но что-то скептически я отношусь к возможности электронного регулирования подобных мощностей...

И да, размер транса всё равно увеличится, т. к. уменьшится коэффициент стали. И нагрев увеличится - к потерям в стали добавятся потери в диэлектрике.
Вопрос в том, насколько это всё увеличится...

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 8:19 pm
Ответить с цитатой

Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


RigelStarr писал(а):
Что думаете по этому поводу?

Думаем, что возникнут огромные проблемы с реализацией такого капо-трансформатора.

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 8:22 pm
Ответить с цитатой

AlexDark
CyberGoth


Для начала поставить галетник с резисторами, или реостат, и поглядеть, будет ли оно работать, а потом уже смотреть. К тому же как изолировать магнитопровод от станины и крепежных элементов.

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 8:27 pm
Ответить с цитатой

Hellbringer
 


Что-то мне тоже это видется малореальным. Во-первых, как заметили выше, это увеличит габариты транса, так как уменьшится коэфициент заполнения магнитопровода. Увеличатся габариты - возрастут потери в меди и индуктивность рассеяния транса. Потом сами потери в "конденсаторе" (обкладки стальные?) тоже не нужно забывать... Вот поэтому и сомневаюсь, что оно будет экономичеки обоснованным.

AlexDark, то, что ты предлагаешь - потери. Нет никакого смысла менять потери в проводах на потери в балластном сопротивлении конденсатора. А работать оно будет.

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 8:29 pm
Ответить с цитатой

AlexDark
CyberGoth


Я предлагаю реостат или галетник для регулировки напряжения в эксперименте

Добавлено: Sun Nov 13, 2011 9:13 pm
Ответить с цитатой

Николашка
 


Я лично думаю так: цеплять дополнительный вагон с компенсирующими капами. Для начала надо прикинуть, насколько высоки реактивные потери и сравнить их с таким введением (оно самое простое, имхо), частично впихнуть в локомотив может быть. А капотранс - Bred Last как я говорю обычно. Почему? Хеллбрингер уже объяснил. от себя добавлю: изолировать это иобретение не просто. Там 27,5 кв не забываем это ж не 220 и даже не 6кв!. да и весит то магнитопровод немало, надо думать, а крепить на изоляторах надо. Что до коммутации- только переключениями. этого достаточно. а электроника тут не при делах явно. Ну или будут игбт по цене электровоза.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 12:13 am
Ответить с цитатой

Abramov
 


Что-то я никак не пойму как ёмкость трансоконденсатора может меняться от напряжения.
И потом, какая разница есть у нас просто конденсаторы, или конденсатор вделан в трансформатор -габариты будут те же, если не больше. Да и работать оно не будет к тому же.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 12:34 am
Ответить с цитатой

Kirill
Гость


RigelStarr писал(а):
Поэтому, можно в качестве емкости использовать…магнитопровод самого трансформатора!
Боюсь что емкость такого капа будет... несколько маловатой. Посчитай возможные пределы емкости, с использованием самых супер-пупер диэлектриков, способных удержать 50+ кВ. Ну и заодно стоимость. Остальные вопросы отпадут сами собой.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 12:58 am
Ответить с цитатой

N1X
 


По моему профессор просто пытается приделать лазерный прицел к копью с каменным наконечником ) Сейчас уже есть ИГБТ, + ферритовые магнитопроводы на нихеровою мощу, а там уже и корректор коэффициента мощности сам собой просится... И имхо так правильнее и не дороже, чем городить это чудо-юдо из железа с диэлектриком... Профессор толкает идеи из прошлого...

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 1:02 am
Ответить с цитатой

psylocibe
 


чушь

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 3:48 am
Ответить с цитатой

RigelStarr
 


Здесь даже больше проблема не в самом трансформаторе, сколько в схеме управления кондером. (Который на 27,5кВ) Кострукцию транса можно вообще было не рассказывать (раз так режет ухо сочетание "магнитопровод-конденсатор"), главная идея все-таки - индивидуальная компенсация для каждого локомотива. И это, я признаю, новшество. А как будет пристраиваться конденсатор - значения не имеет, хоть в отдельный вагон кинуть, это дело десятое.

N1X писал(а):
Сейчас уже есть ИГБТ, + ферритовые магнитопроводы на нихеровою мощу
Есть, но не на такие напряжения. В том и дело, что без масляного БЖТ не обходится ни один электровоз переменного тока, хотя диодные/тиристорные тяговые преобразователи уже давно заменяются на БТИЗ инверторы, восновном в цепях до 3кВ.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 10:18 am
Ответить с цитатой

Kirill
Гость


RigelStarr писал(а):
Кострукцию транса можно вообще было не рассказывать (раз так режет ухо сочетание "магнитопровод-конденсатор")
По-моему эта идея была подана с восклицательным знаком - Поэтому, можно в качестве емкости использовать…магнитопровод самого трансформатора!.
Сама по себе идея может быть озвучена как - можно получить хуевый трансформатор и хуевый конденсатор в одном флаконе.
RigelStarr писал(а):
Здесь даже больше проблема не в самом трансформаторе, сколько в схеме управления кондером. (Который на 27,5кВ)
А причем тут напряжение питания? Компенсируй всё что душе угодно во вторичной цепи.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 10:37 am
Ответить с цитатой

Николашка
 


не, транс там нужне полюбому. иначе придется движки делать на 27.5 кв что нереально, да и им регулируют тоже. ну хорошо, по вторичке там по моему 1200в. Только габаритов капов это не меняет - есмкость придется увеличивать.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 3:43 pm
Ответить с цитатой

Abramov
 


Ну так от чего почему же ёмкость от приложенного напряжения должна меняться? извиняюсь смех Или этот конденсатор ещё хитровывернуто нелинейный?
Ну хорошо - есть БЖТ, но на низкой -то стороне хоть опкомпенсируйся ККМ всякими.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 6:31 pm
Ответить с цитатой

Kirill
Гость


Николашка писал(а):
Только габаритов капов это не меняет - есмкость придется увеличивать.
Угу, емкость раз в 500. смех
На счет габаритов не знаю, на сколько будет выйгрышь за счет диэлектрика.
Abramov писал(а):
Ну так от чего почему же ёмкость от приложенного напряжения должна меняться?
Ну, типа W=(CU^2)/2. И при равенстве энергий конденсаторов, вот и получаем...

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 6:44 pm
Ответить с цитатой

Николашка
 


to Abramov:
Нужно настраивать в резонанс питающей сети, так? Индуктивности совершенно разные на высокой и на низкой стороне, поэтому очевидно, что емоксть будет больше. А насчет ККМ: хорошо, конечно, но ты не подразумеваешь, что транс этот может работать на холостом ходу или оч сильно недогружен? Собака то именно здесь зарыта. Электровозы-то как часто работают: разгонится и катит! Понаблюдай за показометрами в тамбуре электрички. Вывод: имеем низкий к.м. при таком раскладе, и пофиг, что тяговые электордвигатели потребляют ток как активная нагрузка. Они отключены же. А транс гудит вхолостую.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 6:45 pm
Ответить с цитатой

Kirill
Гость


Николашка, кстати, да. Поезд он не вечно ускоряется и потребляет енергию... разогнался и катись себе по инерции км 10, потребления 0... на поддержание скорости так вообще копейки уходят.
Так что, при рассмотрении процесса движения электровоза во времени...

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 6:54 pm
Ответить с цитатой

RigelStarr
 


Abramov писал(а):
Ну так от чего почему же ёмкость от приложенного напряжения должна меняться?
Kirill писал(а):
Ну, типа W=(CU^2)/2. И при равенстве энергий конденсаторов, вот и получаем...

...вот и получаем регулировку реактивной мощности конденсатора напряжением через него. А емкость она остается постоянной подмигивает

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 7:36 pm
Ответить с цитатой

mihaill
 


А не легче переключать саму емкость, подключая и отключая конденсаторы компенсатора.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 7:49 pm
Ответить с цитатой

Kirill
Гость


RigelStarr писал(а):
...вот и получаем регулировку реактивной мощности конденсатора напряжением через него. А емкость она остается постоянной
Я ничего не понимаю тогда. Причем тут тогда:
Например на одном участке ЖД перегона (от тяговой ПС до нейтральной вставки, например) перепад нагрузок бывает просто дикий (пустой участок – и тут опа – прет ВЛ85 с двумя трансами на 7,2МВА) – ясное дело, что рассчитанная на какое то среднее значение компенсирующая установка мало эффективна.
Пофигу, будет ли некий компенсатор на борту электровоза или нет, его потребляемая мощность от этого не изменится. И как были нагрузки на подстанции так они и останутся.
Если речь идет о корректорах коэф. мощности, то вряд ли они уже не присутствуют, в той или иной топологии, на борту электровоза, в противном случае на таких мощностях все провода давно бы испарились.

Добавлено: Mon Nov 14, 2011 10:40 pm
Список разделов Flyback.org.ru » А вам слабо? (Самые странные девайсы и безбашенные идеи) » Тяговый трансформатор с самокомпенсацией.
    Просмотр темы целиком



Лицензионное соглашение

(c)Flyback.org.ru
Российское общество любителей высоких напряжений.
Использование материалов с данного сайта и форума возможно только с разрешения администрации.