
Ⅰ. Anwendungsszenario
Wenn 12-Puls-Gleichrichter in U-Bahn-Traktionsunterwerken arbeiten, tendieren sie dazu, charakteristische Oberschwingungen wie die 11. und 13. Ordnung zu erzeugen. Dies führt zu einer übermäßigen Verzerrung des Spannungswellenverlaufs an der Fahrleitung (gemessen bei 8,5 %), was die Versorgungsqualität und die Sicherheit der Fahrzeugausrüstung beeinträchtigt.
II. Kernlösung
Bereitstellung von TKDG-Typ-Außenepoxidharz-gegossenen Luftspulenreaktoren zur effizienten Absorption von Oberschwingungen und Systemoptimierung.
III. Technische Highlights
- Innovativer Reaktor-Design
- Vertikale gestapelte Wicklungsstruktur: Einzigartiges räumliches Layoutdesign reduziert den Platzbedarf, während die Induktivitätsgenauigkeit gewährleistet wird und den kompakten Raumforderungen von Unterwerken entspricht.
- 120°C Dauerbetriebfähigkeit: Der Vakuumgießprozess mit Epoxidharz bietet eine vollständige Umhüllungsisolierung, die einen stabilen Langzeitbetrieb unter natürlicher Luftkühlung bei hohen Temperaturen ermöglicht. Die wartungsfreie Lebensdauer beträgt 20 Jahre.
- Systemweite Oberschwingungsreduzierung
- Kollaborative Reduzierung durch 24-Puls-Gleichrichtung: Reaktoren und Gleichrichter bilden eine vollständige Reduziereinheit:
▸ 12-Puls-Gleichrichtung → Erzeugt 11., 13., 23. und 25. Oberschwingungen.
▸ Upgrade auf 24-Puls-Gleichrichtung → Eliminiert 23. und 25. Oberschwingungen.
▸ TKDG-Reaktor → Absorbiert speziell die verbleibenden 11. und 13. charakteristischen Oberschwingungen.
- Wesentliche Leistungsparameter
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Indikator
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Vor der Reduzierung
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Nach der Reduzierung
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Verbesserungsrate
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THD der Fahrleitungsspannung
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8,5 %
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2,1 %
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75,3 %
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Anteil charakteristischer Oberschwingungen
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>5 %
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<0,8 %
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>84 %
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Temperaturanstieg beim kontinuierlichen Betrieb (°C)
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≤70 K
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IV. Implementierungsvorteile
- Erhöhte Versorgungssicherheit: Das THD der Spannung entspricht den Anforderungen des Nationalen Standards GB/T 14549-93 "Netzqualität - Oberschwingungen im öffentlichen Versorgungsnetz" (≤4 %), wodurch das Risiko von Fehlfunktionen in den Lokomotivsteuerungssystemen reduziert wird.
- Energieeffizienzoptimierung: Durch die Reduzierung der Oberschwingungsströme werden die Leitungseigenschaden verringert. Die gemessene Gesamtenergieeffizienz des Traktionssystems verbesserte sich um 3%-5%.
- Raum- und Kostenvorteile:
▸ Die vertikale Struktur spart 30 % der Installationsfläche.
▸ Das Design für natürliche Kühlung spart 45 % der Betriebs- und Wartungskosten im Vergleich zu Lösungen mit gezwungener Luftkühlung.
V. Ingenieurvalidierung
- Der 11. Oberschwingungsstrom wurde von 312 A auf 58 A reduziert.
- Der 13. Oberschwingungsstrom wurde von 285 A auf 62 A reduziert.
- Die Ausfallrate von Kondensatorenbänken und Relais-Schutzausrüstung wurde auf null reduziert.
Zusammenfassung der Lösungsvorteile: Durch die präzise Absorption charakteristischer Oberschwingungen mithilfe der Topologieoptimierung wird ein Sprung in der Stromqualität des 12-Puls-Systems auf das Niveau eines 24-Puls-Systems erreicht, ohne dass Kapazitätserweiterungen oder Modernisierungen erforderlich sind.