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
- 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.
- 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. - Parametri di prestazione chiave
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Indicatore |
Pre-mitigazione |
Post-mitigazione |
Tasso di miglioramento |
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THD della tensione della linea di contatto |
8,5% |
2,1% |
75,3% |
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Tasso di contenuto delle armoniche caratteristiche |
>5% |
<0,8% |
>84% |
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Aumento di temperatura in funzionamento continuo (°C) |
- |
≤70 K |
- |
IV. Benefici dell'implementazione
- 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.
- 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%.
- 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.
