TKDG Air-Core Reactor Potencia el Sistema de Rectificador de 12 Pulses: Solució de Mitigació d'Armoniques per a l'Alimentació de Traacció del Transport Ferroviari
I. Escenari d'aplicació
Quan les unitats de rectificació de 12 polsos operen en les subestacions de tracció del metro, tendeixen a generar harmòniques característiques com les d'ordre 11 i 13. Això provoca una distorsió excesiva de la forma d'ona de la tensió de la línia de contacte (mesurada al 8,5%), afectant la qualitat de l'abastament elèctric i la seguretat dels equips de roda.
II. Solució central
Implementar reactances de tipus TKDG exteriors amb nivell d'epoxi per aconseguir una absorció eficient d'harmòniques i una optimització del sistema.
III. Punts tècnics destacables
- Disseny innovador de la reactància
- Estructura de bobinat apilat vertical: Un disseny espacial únic que redueix la superfície ocupada mentre assegura la precisió de la inductància, adaptant-se als requisits espacials compactes de les subestacions.
- Capacitat d'operació contínua a 120°C: El procés de col·locació a vaquum amb resina epoxi proporciona un aïllament complet, permetent una operació estable a llarg termini sota refrigeració natural a temperatures altes. El cicle sense manteniment arriba a 20 anys.
- Mitigació d'harmòniques a nivell de sistema
- Mitigació col·laborativa de la rectificació de 24 polsos: Les reactances i les unitats de rectificació formen una unitat completa de mitigació:
▸ Rectificació de 12 polsos → Genera harmòniques d'ordre 11/13/23/25.
▸ Actualització a rectificació de 24 polsos → Elimina les harmòniques d'ordre 23/25.
▸ Reactància TKDG → Absorbeix específicament les harmòniques característiques residuals d'ordre 11/13. - Paràmetres de rendiment clau
|
Indicador |
Abans de la mitigació |
Després de la mitigació |
Taxa d' millora |
|
THD de la tensió de la línia de contacte |
8,5% |
2,1% |
75,3% |
|
Taxa de contingut d'harmòniques característiques |
>5% |
<0,8% |
>84% |
|
Augment de temperatura en operació contínua (°C) |
- |
≤70 K |
- |
IV. Beneficis de la implementació
- Millora de la seguretat de l'abastament elèctric: El THD de la tensió compleix/rebaixa el requisit (≤4%) establert pel Norma Nacional GB/T 14549-93 "Qualitat de l'energia - Harmòniques en la xarxa d'abastament públic", reduint el risc de malfuncionament en els sistemes de control de les locomotives.
- Optimització de l'eficiència energètica: La reducció de les corrents harmòniques disminueix les pèrdues de línia. S'ha mesurat una millora de l'eficiència energètica integral del sistema de tracció entre el 3% i el 5%.
- Vantatges espacials i econòmics:
▸ L'estructura vertical ahorra un 30% de la superfície d'instal·lació.
▸ El disseny de refrigeració natural ahorra un 45% en costos d'operació i manteniment comparat amb les solucions de refrigeració forçada.
V. Validació enginyerística
- La corrent harmònica d'ordre 11 es redueix de 312 A a 58 A.
- La corrent harmònica d'ordre 13 es redueix de 285 A a 62 A.
- La taxa de fallida de les bateries de condensadors i dels equips de protecció relé es redueix a zero.
Resum dels avantatges de la solució: Aconsegueix un salt qualitatiu en la qualitat de l'energia del sistema de 12 polsos al nivell d'un sistema de 24 polsos mitjançant l'absorció precisa d'harmòniques característiques utilitzant l'optimització topològica, evitant la necessitat de retrofits d'ampliació de capacitat.
