
Ⅰ. アプリケーションシナリオ
地下鉄の牽引変電所で12パルス整流装置が動作すると、11次および13次の特性高調波が生成される傾向があります。これにより、架線電圧波形の歪み(測定値8.5%)が過剰になり、電力供給品質と車両設備の安全性に影響を与えます。
Ⅱ. コアソリューション
TKDG型屋外エポキシキャスト空芯リアクターを導入して、効率的な高調波吸収とシステム最適化を実現します。
Ⅲ. 技術的特長
- 革新的なリアクターデザイン
- 垂直スタック巻線構造: 独自の空間レイアウト設計により、フットプリントを削減しながらインダクタンスの精度を確保し、コンパクトな変電所スペース要件に対応します。
- 120°C連続運転能力: エポキシ樹脂真空キャスト製法により完全な封入絶縁が可能となり、自然空冷条件下でも高温での安定した長期運転が可能です。メンテナンスフリー期間は20年です。
- システムレベルの高調波低減
- 24パルス整流協調低減: リアクターと整流装置が完全な低減ユニットを形成します:
▸ 12パルス整流 → 11次/13次/23次/25次の高調波を生成。
▸ 24パルス整流へのアップグレード → 23次/25次の高調波を排除。
▸ TKDGリアクター → 残留する11次/13次の特性高調波を特定的に吸収。
- 主要性能パラメータ
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指標
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低減前
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低減後
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改善率
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架線電圧THD
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8.5%
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2.1%
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75.3%
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特性高調波含有率
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>5%
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<0.8%
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>84%
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連続運転温度上昇 (°C)
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-
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≤70 K
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-
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Ⅳ. 実装の利点
- 電力供給の安全性向上: 電圧THDは国際標準GB/T 14549-93「公共供給ネットワークの高調波」の要求(≤4%)を満たしており、機関車制御システムの故障リスクを軽減します。
- エネルギー効率の最適化: 高調波電流の減少により、ラインロスが低下します。計測された牽引システムの総合エネルギー効率は3%-5%向上しました。
- スペースとコストの優位性:
▸ 垂直構造により、設置面積が30%節約されます。
▸ 自然冷却設計により、強制空冷ソリューションと比較して、運転・保守コストが45%節約されます。
Ⅴ. 工程検証
- 11次の高調波電流が312 Aから58 Aに減少。
- 13次の高調波電流が285 Aから62 Aに減少。
- コンデンサバンクと継電保護装置の故障率がゼロに減少。
ソリューションの利点のまとめ: トポロジー最適化を使用して特性高調波を正確に吸収することで、12パルスシステムの電力品質を24パルスシステムのレベルまで飛躍的に向上させ、容量拡張改造の必要性を回避します。