DIPLOMOVà PRÃCA - Žilinská univerzita
DIPLOMOVà PRÃCA - Žilinská univerzita DIPLOMOVà PRÃCA - Žilinská univerzita
S KN 600 I KurN = = 400 A [A; kVA, kV] (5.11) U 1,5 = Kur Amplitúda menovitého prúdu kúrenia pri napätí 1500 V: I I ⋅ 2 = 400 ⋅ 2 = 564 A [A; A] (5.12) AKurN = KurN S ohľadom na čo najväčšiu jednoduchosť vinutia kúrenia a jeho symetrickosť voči ostatným vinutiam (umiestnené bude na krajoch vinutia) volím počet paralelných sekcií kúrenia pri napätí 1500 V: N = 8 (5.13) SKur Prúd jedným vodičom potom bude: I 564 I = AKurN AKurVN = = 70,5 A [A; A] (5.14) 8 8 Pre vinutie kúrenia som opäť vzhľadom na vysokú hodnotu magnetického poľa zvolil vodič American SC s kritickým prúdom I C77 = 145 A. Napätie jednej sekcie sekundárneho vinutia bolo zvolené 1000 V. Napätie jednej sekcie primárneho vinutia by nemalo presiahnuť 2 kV. S ohľadom na túto skutočnosť bolo zvolené napätie na jednu sekciu 1000 V. Primárne aj sekundárne vinutie bude teda zložené z rovnakých cievok, ktoré budú vhodne zapojené. Primárne vinutie pre napájanie jedného podvozka bude zložené z dvoch častí na 5 kV (2 x 5 sekcií) a dvoch častí na 10 kV (2 x 10 sekcií). Vinutie pre kúrenie bude zložené zo sekcií s napätím 750 V. Dve sekcie budú trvalo spojené v sérii a ich vývody budú cez prechodky privedené do prepínača systému kúrenia. Prehľad celkového počtu a dimenzovania sekcií vinutia je v tabuľke 5.2. Počty sekcií sú uvedené pre celý transformátor. Ako ukazovateľ prúdového dimenzovania je použitý kritický prúd supravodiča pri teplote 77 K vo vlastnom poli. Vinutie Dimenzovanie sekcie Počet Primárne 1000 V / 145 A 60 Sekundárne 1000 V / 145 A 42 Kúrenie 750 V / 145 A 16 Tab. 5.2. Prehľad dimenzovania sekcií vinutí 5.3 Optimalizácia prierezu jadra vzhľadom na celkové náklady Optimalizáciu prierezu jadra transformátora pre trakčné účely je možné robiť vzhľadom na niekoľko parametrov. Pritom však musí byť dodržané, že aj ostatné parametre sa nachádzajú v intervale prípustných hodnôt. Medzi základné optimalizačné parametre patria: − hmotnosť transformátora
− obstaravácie náklady − menovitú účinnosť − celkové náklady (zahŕňajú obstaravácie a prevádzkové náklady) Hmotnosť transformátora je dôležitá najmä u ľahkých vysokorýchlostných jednotiek. Tu je potrebné dosiahnuť pri čo najmenšom nápravovom tlaku vysoký výkon. Obstarávacie náklady predstavujú z ekonomického hľadiska veľmi významný parameter. Sú tvorené najmä cenou aktívnych materiálov a ekonomickou náročnosťou technológie výroby. Ostatné zložky ceny závisia od výrobcu a jeho obchodnej stratégie. Celkové náklady sú tvorené obstarávacími a prevádzkovými nákladmi. Do prevádzkových nákladov treba započítať náklady na údržbu a opravy a náklady na samotnú prevádzku. Rozbor prevádzkových nákladov musí rešpektovať druh a intenzitu dopravy realizovanej daným rušňom, účinnosť transformátora vo všetkých prevádzkových režimoch, životnosť použitých materiálov, najmä chladiaceho média. Vysoká účinnosť môže v takomto prípade kompenzovať o niečo vyššie obstarávacie náklady. To isté platí pre jednoduchú údržbu a dlhú životnosť. V tejto práci bola zvolená optimalizácia na celkové náklady. Celkové náklady sa vypočítajú podľa rovnice (5.15). C C = C + C + C [Sk; Sk, Sk, Sk] (5.15) Fe SC ΔE Ceny materiálov a energie boli určené na základe priemerných hodnôt z roku 2005 nasledovne: − cena železa – 75 Sk/kg − cena supravodiča – 3500 Sk/kAm − cena elektrickej energie – 3,15 Sk/kWh Cena železného jadra je potom: C = 75 ⋅ [Sk; Sk/kg, kg] (5.16) Fe m Fe Cena supravodiča: C SC = 3500 ⋅l ⋅ I [Sk; Sk/kAm, m, kA] (5.17) SC C Cena stratenej energie počas celej doby životnosti transformátora:
- Page 1 and 2: ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Ele
- Page 3 and 4: Obsah Zoznam použitých skratiek a
- Page 5 and 6: Čestné prehlásenie..............
- Page 7 and 8: I 1N [ A ] menovitý prúd primárn
- Page 9 and 10: U SK [ V ] napätie jednej sekcie v
- Page 11 and 12: 2. Supravodivosť Supravodivosť je
- Page 13 and 14: podstatne nižšia ako B C2 , tvor
- Page 15 and 16: Komerčne používané supravodiče
- Page 17 and 18: z neho tečie nesupravodivým mater
- Page 19 and 20: nakoľko nie je potrebná strieborn
- Page 21 and 22: V týchto podmienkach môžeme celk
- Page 23 and 24: Elektromagnetická metóda merania
- Page 25 and 26: Q red [ - ] 1.E+02 1.E+01 1.E+00 1.
- Page 27 and 28: 1.E+04 Q red [ - ] 1.E+03 1.E+02 1.
- Page 29 and 30: − − odolnosť voči skratom - p
- Page 31 and 32: 4.3 Analýza strát v transformáto
- Page 33 and 34: a traťových odporoch bola určen
- Page 35 and 36: Priestor, s touto nízkou teplotou
- Page 37 and 38: V navrhovanom transformátore bude
- Page 39: Menovitý prúd primárneho vinutia
- Page 43 and 44: cena [ mil. Sk ] 30 25 20 15 10 Cel
- Page 45 and 46: Pri ďalšom výpočte budú použi
- Page 47 and 48: Obr. 6.1. Veľkosť indukcie magnet
- Page 49 and 50: Obr. 6.3. Veľkosť zložky indukci
- Page 51 and 52: η [ - ] 1 0.98 0.96 0.94 0.92 0.9
- Page 53 and 54: Čestné prehlásenie Prehlasujem,
- Page 55 and 56: Zoznam použitej literatúry [1] RA
- Page 57 and 58: Zoznam príloh Príloha č. 1 Príl
- Page 59 and 60: Príloha č. 2 Fotografie navrhnut
- Page 61 and 62: kompenzačná cievka vzorka Slučka
- Page 67 and 68: Príloha č. 5 Nákresy transformá
- Page 69 and 70: permeabilita=1000*4*pi*1e-7; %perme
- Page 71 and 72: end; for k=1:8 Kur_y(k)=poloha_vin_
- Page 73 and 74: . Vynechaná časť definujúca geo
- Page 75: ccc1=(((F/(Ic_B/Ic))^(2*Ic_B/Ic))*2
− obstaravácie náklady<br />
− menovitú účinnosť<br />
− celkové náklady (zahŕňajú obstaravácie a prevádzkové náklady)<br />
Hmotnosť transformátora je dôležitá najmä u ľahkých vysokorýchlostných<br />
jednotiek. Tu je potrebné dosiahnuť pri čo najmenšom nápravovom tlaku vysoký výkon.<br />
Obstarávacie náklady predstavujú z ekonomického hľadiska veľmi významný<br />
parameter. Sú tvorené najmä cenou aktívnych materiálov a ekonomickou náročnosťou<br />
technológie výroby. Ostatné zložky ceny závisia od výrobcu a jeho obchodnej stratégie.<br />
Celkové náklady sú tvorené obstarávacími a prevádzkovými nákladmi. Do<br />
prevádzkových nákladov treba započítať náklady na údržbu a opravy a náklady na<br />
samotnú prevádzku. Rozbor prevádzkových nákladov musí rešpektovať druh a intenzitu<br />
dopravy realizovanej daným rušňom, účinnosť transformátora vo všetkých<br />
prevádzkových režimoch, životnosť použitých materiálov, najmä chladiaceho média.<br />
Vysoká účinnosť môže v takomto prípade kompenzovať o niečo vyššie obstarávacie<br />
náklady. To isté platí pre jednoduchú údržbu a dlhú životnosť.<br />
V tejto práci bola zvolená optimalizácia na celkové náklady. Celkové náklady sa<br />
vypočítajú podľa rovnice (5.15).<br />
C<br />
C<br />
= C + C + C<br />
[Sk; Sk, Sk, Sk] (5.15)<br />
Fe<br />
SC<br />
ΔE<br />
Ceny materiálov a energie boli určené na základe priemerných hodnôt z roku 2005<br />
nasledovne:<br />
− cena železa – 75 Sk/kg<br />
− cena supravodiča – 3500 Sk/kAm<br />
− cena elektrickej energie – 3,15 Sk/kWh<br />
Cena železného jadra je potom:<br />
C<br />
= 75 ⋅<br />
[Sk; Sk/kg, kg] (5.16)<br />
Fe<br />
m Fe<br />
Cena supravodiča:<br />
C<br />
SC<br />
= 3500 ⋅l<br />
⋅ I<br />
[Sk; Sk/kAm, m, kA] (5.17)<br />
SC<br />
C<br />
Cena stratenej energie počas celej doby životnosti transformátora:
Change language