Reattore ad aria TKDG potenzia il sistema rettificatore a 12 impulsi: soluzione di mitigazione armonica per l'alimentazione di trazione dei trasporti ferroviari

I. Scenari di applicazione​
Quando le unità rettificatrici a 12 impulsi operano nelle sottostazioni di trazione della metropolitana, tendono a generare armoniche caratteristiche come quelle dell'11° e del 13° ordine. Ciò porta a una distorsione eccessiva della forma d'onda della tensione della linea di contatto (misurata al 8,5%), influendo sulla qualità dell'alimentazione e sulla sicurezza delle apparecchiature rotabili.

​II. Soluzione principale​
Distribuire reattori a nucleo d'aria tipo TKDG con resina epoxidica per ottenere un'assorbimento efficiente delle armoniche e un'ottimizzazione del sistema.

​III. Punti salienti tecnici​

1. ​Progettazione innovativa del reattore​
• ​Struttura di avvolgimento a pila verticale:​​ Un design spaziale unico riduce l'impronta a terra mentre garantisce la precisione dell'induttanza, adattandosi ai requisiti spaziali compatti delle sottostazioni.
• ​Capacità di funzionamento continuo a 120°C:​​ Il processo di colata a vuoto con resina epoxidica fornisce un isolamento completo, consentendo un funzionamento stabile a lungo termine in raffreddamento naturale ad aria a temperature elevate. Il ciclo senza manutenzione raggiunge i 20 anni.
2. ​Mitigazione armoniche a livello di sistema​
• ​Mitigazione collaborativa a 24 impulsi:​​ I reattori e le unità rettificatrici formano un'unità di mitigazione completa:
  ▸ Rettifica a 12 impulsi → Genera armoniche dell'11°/13°/23°/25° ordine.
  ▸ Aggiornamento a rettifica a 24 impulsi → Elimina le armoniche del 23°/25° ordine.
  ▸ Reattore TKDG → Assorbe specificamente le armoniche caratteristiche residue dell'11°/13° ordine.
3. ​Parametri di prestazione chiave​

​IV. Benefici dell'implementazione​

1. ​Aumento della sicurezza dell'alimentazione:​​ Il THD della tensione risponde/conformità al requisito (≤4%) dello standard nazionale GB/T 14549-93 "Qualità dell'energia - Armoniche nella rete di distribuzione pubblica", riducendo il rischio di malfunzionamenti nei sistemi di controllo dei locomotori.
2. ​Ottimizzazione dell'efficienza energetica:​​ La riduzione delle correnti armoniche diminuisce le perdite di linea. L'efficienza energetica complessiva del sistema di trazione è migliorata del 3%-5%.
3. ​Vantaggi di spazio e costi:​​
   ▸ La struttura verticale risparmia il 30% dell'area di installazione.
   ▸ Il design a raffreddamento naturale risparmia il 45% dei costi di esercizio e manutenzione rispetto alle soluzioni a raffreddamento forzato.

​V. Validazione ingegneristica​

• La corrente armonica dell'11° ordine è stata ridotta da 312 A a 58 A.
• La corrente armonica del 13° ordine è stata ridotta da 285 A a 62 A.
• Il tasso di guasti delle banche di condensatori e delle apparecchiature di protezione relè è stato ridotto a zero.

​Riepilogo dei vantaggi della soluzione:​​ Realizza un balzo nella qualità dell'energia del sistema a 12 impulsi al livello di un sistema a 24 impulsi attraverso l'assorbimento preciso delle armoniche caratteristiche utilizzando l'ottimizzazione topologica, evitando la necessità di retrofit di espansione della capacità.