थ्री-फेज़ लोको — पावर परिपथ

विद्युत अभियांत्रिकी विद्युत इंजन अध्याय 11/28 13 मिनट पठन स्रोत: सत्यापित स्रोत
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ओवरहेड कैटेनरी से शक्ति पेंटोग्राफ के माध्यम से अंडरफ्रेम-माउंटेड मुख्य ट्रांसफार्मर तक पहुंचती है। ट्रांसफार्मर के बाद, ट्रैक्शन परिपथ दो अलग परिपथों में विभाजित होता है, प्रत्येक अपने स्वयं के ट्रैक्शन कन्वर्टर को फीड करता है — कन्वर्टर कैटेनरी से ट्रैक्शन मोटर तक धारा प्रवाहित कर सकता है (ट्रैक्शन मोड) या, विपरीत में, मोटर से कैटेनरी तक (ब्रेकिंग मोड, मोटर जनरेटर के रूप में कार्य करते हैं)। तीन थ्री-फेज़ असिंक्रोनस ट्रैक्शन मोटर प्रत्येक कन्वर्टर से समानांतर जुड़ते हैं।

WAG9 पावर परिपथ — वास्तविक विनिर्देश

22-घटक पावर परिपथ पथ

पूर्ण पावर परिपथ, क्रम में, पेंटोग्राफ से ट्रैक्शन मोटर तक: (1) पेंटोग्राफ, (2) प्राथमिक वोल्टेज ट्रांसफार्मर, (3) अर्थिंग स्विच VCB, (4) मुख्य सर्किट ब्रेकर/VCB, (5) प्राथमिक करंट ट्रांसफार्मर, (6) ट्रांसफार्मर, (7) संपर्ककर्ता फ़िल्टर ON/OFF, (8) प्रतिरोधक हार्मोनिक फ़िल्टर, (9) सर्ज अरेस्टर, (10) अर्थ रिटर्न ब्रश, (11) अर्थिंग चोक, (12) वाल्व सेट 2×ZV, (13) संपर्ककर्ता कन्वर्टर प्रीचार्जिंग, (14) संपर्ककर्ता कन्वर्टर, (15) वाल्व सेट ZV+MV, (16) प्रीचार्जिंग प्रतिरोधक कन्वर्टर, (17) प्रतिरोधक ओवर वोल्टेज सुरक्षा, (18) श्रेणी रेज़ोनेंट परिपथ चोक, (19) श्रेणी रेज़ोनेंट परिपथ कैपेसिटर बैंक, (20) DC-लिंक कैपेसिटर बैंक, (21) DC-लिंक अर्थिंग स्विच, (22) ट्रैक्शन मोटर, अलग से टैप किए गए हार्मोनिक फ़िल्टर कैपेसिटर बैंक (23) के साथ।

पोटेंशियल ट्रांसफार्मर (प्राथमिक वोल्टेज ट्रांसफार्मर)

कन्वर्टर रूफ हैच पर स्थित, रूफलाइन के माध्यम से पेंटोग्राफ से जुड़ा। यह कैटेनरी वोल्टेज (~25kV) को 200V AC तक स्टेप-डाउन करता है, फिर एक प्रतिरोधक इसे तीन अलग आउटपुट सिग्नल में विभाजित करता है: मुख्य कन्वर्टर इलेक्ट्रॉनिक्स को 4V AC, चालक के कंसोल पर कैटेनरी वोल्टमीटर को 10V DC, तथा न्यूनतम वोल्टेज रिले को एक तीसरी फीड।

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परीक्षा पर ध्यान — पेंटो का दृश्य निरीक्षण अभी भी आवश्यक
यद्यपि पोटेंशियल ट्रांसफार्मर का U-मीटर VCB बंद करने से पहले चालक को OHE आपूर्ति उपलब्धता दिखाता है, यह पेंटोग्राफ की स्थिति को भौतिक रूप से सत्यापित करने की क्रू की जिम्मेदारी को समाप्त नहीं करता — एक बार-बार जोर दिया गया सुरक्षा बिंदु।

वास्तविक पावर-फ्लो विवरण — वाइंडिंग, DC लिंक एवं रीजनरेशन

WAP5 एवं WAG9 दोनों GTO थायरिस्टर एवं माइक्रोप्रोसेसर-आधारित नियंत्रण सहित 3-फेज़ ड्राइव उपयोग करते हैं। मुख्य ट्रांसफार्मर की प्राइमरी वाइंडिंग पेंटोग्राफ एवं VCB के माध्यम से OHE (25kV एकल-फेज़ AC, 50Hz) से फेड होती है; दो सर्ज अरेस्टर छत की रक्षा करते हैं — एक पेंटोग्राफ सिरे पर, एक VCB के बाद। एक प्राइमरी वोल्टेज ट्रांसफार्मर नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स हेतु निरंतर कैटेनरी वोल्टेज की निगरानी करता है, जो कैटेनरी वोल्टेज सीमा से बाहर जाने पर VCB ट्रिप करता है।

मुख्य ट्रांसफार्मर एक विशेष रूप से निर्मित उच्च-प्रतिबाधा ट्रांसफार्मर है (पारंपरिक-लोको ट्रांसफार्मर की तुलना में): प्राइमरी वाइंडिंग के अलावा, इसमें 4 वास्तविक ट्रैक्शन वाइंडिंग एवं 1 सहायक वाइंडिंग हैं, साथ ही हार्मोनिक कम करने हेतु अपने फिल्टर सहित एक हार्मोनिक-फिल्टर वाइंडिंग; WAP5 में अतिरिक्त रूप से एक होटल-लोड वाइंडिंग है। 2 ट्रैक्शन वाइंडिंग का प्रत्येक समूह समानांतर जुड़े दो 4-क्वाड्रेंट लाइन कन्वर्टर को फीड करता है; ये एक मध्यवर्ती DC-लिंक परिपथ (सीरीज़ रेज़ोनेंट परिपथ + DC-लिंक कैपेसिटर) को फीड करते हैं, जो ड्राइव कन्वर्टर को आपूर्ति करता है। ड्राइव कन्वर्टर WAP5 पर प्रति बोगी 2 ट्रैक्शन मोटर, एवं WAG9 पर प्रति बोगी 3 ट्रैक्शन मोटर फीड करता है। ट्रैक्शन मोटर MUB प्रतिरोधक के माध्यम से तुरंत डिस्चार्ज होती हैं; GTO फायरिंग नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित होती है।

रीजेनरेटिव ब्रेकिंग के दौरान, ट्रैक्शन मोटर नेगेटिव स्लिप मान प्राप्त करने हेतु आउटपुट आवृत्ति नियंत्रित करके इंडक्शन जनरेटर के रूप में कार्य करती हैं। लाइन कन्वर्टर में, परिणामी 3-फेज़ विद्युत ऊर्जा DC लिंक के माध्यम से एकल-फेज़ ऊर्जा में परिवर्तित होती है एवं मुख्य ट्रांसफार्मर के माध्यम से कैटेनरी को वापस फीड होती है। 4-क्वाड्रेंट पल्स-नियंत्रित कन्वर्टर के कारण, मौलिक रिएक्टिव पावर प्रवाह सक्रिय पावर प्रवाह से स्वतंत्र रूप से लाइन-वोल्टेज स्थितियों के अनुकूल हो सकता है — इसलिए कन्वर्टर लाइन वोल्टेज भी स्थिर करता है।

WAP5 एवं WAG9 — वास्तविक उप-प्रणाली घटक डेटा

उप-प्रणालीWAP5 (वास्तविक)WAG9 (वास्तविक)
Traction motor make/typeABB Switzerland, 6FXA7059 (4/loco)ABB Switzerland, 6FRA6068, axle-hung nose-suspended (6/loco)
Motor continuous/max torque6930 / 9920 Nm6330 / 9200 Nm
Motor continuous/max output1150 kW850 kW
Motor cos φ0.860.88
Motor design speed / overspeed test3571 rpm2842 rpm design / 3250 rpm overspeed test (2 min)
Stator winding insulationClass 200, Veridur (R) systemClass 200, Veridur (R) system
Transformer make/typeABB Switzerland, LOT 7500ABB Switzerland, LOT 6500
Transformer primary rating25kV, 7475 kVA, 299A25kV, 6531 kVA, 261.25A
Traction winding rating (×4)1269V, 1449 kVA, 1142A each1269V, 1449 kVA, 1142A each
Aux. converter winding1000V, 334 kVA, 334A1000V, 334 kVA, 334A
Hotel load winding750V, 945 kVA, 1260A— (not applicable, freight loco)
Filter winding1154V, 400 kVA, 347A1154V, 400 kVA, 347A
Transformer coolingForced oil cooling, Diala DX mineral oilForced oil cooling, Diala DX mineral oil
Power converter make/typeABB Switzerland, UW 2423-2810 (2/loco)Similar to WAP5
4Q converter DC-link voltage2800V nominal2800V nominal
4Q converter GTOs/diodes8 GTO thyristors (4.5kV/3kA, Toshiba SG3000GXH24 or equiv.) + 8 power diodes (D921S45T Eupec or equiv.)Similar to WAP5
Motor inverter GTOs/diodes6 GTO thyristors (4.5kV/3kA, same type) + 6 power diodes (same type)Similar to WAP5
DC-link capacitor make/typeCondis CDM15230A0815, 815μF/2940V, bank 11.41mFSimilar to WAP5
MUB (instant voltage limitation)Microelettrica Scientifica (Italy), 2800V/500A, contains 1 GTO + power diode + power resistorSimilar to WAP5
Series resonant circuit capacitorERO-GFP 3.8, 560μF/2940V, bank 4.6mF (8 caps, one adjustable unit of 3: 280+140+140μF)Similar to WAP5

मुख्य ट्रांसफार्मर

OHE से 25kV एकल-फेज़ AC, पेंटोग्राफ/छत उपकरण/VCB के माध्यम से, मुख्य ट्रांसफार्मर को चार्ज करता है जहां इसे विभिन्न परिचालन वोल्टेज तक स्टेप-डाउन किया जाता है। टैंक इन्सुलेशन शक्ति बढ़ाने एवं शीतलन प्रदान करने हेतु ट्रांसफार्मर तेल (APAR या Shell Diala DX) से भरा है।

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