Hoe kunnen hoog{0}}reactoren uit de hoogspanningsserie het harmonische vervuilingsprobleem in stroomvoorzieningssystemen voor spoorwegvervoer oplossen?

In stroomvoorzieningssystemen voor spoorwegvervoer vormen hoogspanningsreactoren en condensatorbanken een reeks filters om het harmonische vervuilingsprobleem effectief op te lossen. Het kernmechanisme en de implementatie-elementen zijn als volgt:
I. Bronnen en gevaren van harmonische vervuiling
Harmonischen in stroomvoorzieningssystemen voor spoorwegvervoer worden voornamelijk afgeleid van gelijkrichters (zoals de 24-pulsgelijkrichter in tractieonderstations). Hoewel multi-pulstechniek lage harmonischen kan verminderen, zullen er in de praktijk nog steeds 5, 7 en 11 karakteristieke harmonischen zijn, evenals niet-karakteristieke harmonischen veroorzaakt door de asymmetrie van het elektriciteitsnet. Harmonischen kunnen veroorzaken:
Oververhitting en schade aan de condensator: harmonische stroom verhoogt de condensatorverliezen en versnelt de veroudering van de isolatie.
Harmonische versterking en resonantie: condensatoren en inductieve netreacties kunnen resonante circuits vormen die specifieke harmonischen versterken en de veiligheid van apparatuur in gevaar brengen.
Slechte werking van relaisbescherming: Harmonische interferentie kan leiden tot differentiële bescherming, afstandsbescherming, enz., en kan de systeemstabiliteit beïnvloeden.
ii. Werkingsprincipe van hoogspanningsreactoren
Hoogspanningsseriereactor onderdrukt harmonischen op de volgende manieren:
Verander de impedantiekarakteristiek van het systeem: wanneer het in serie staat met een condensator, wordt de LC-filtertak gevormd. De impedantie ervan wordt geïnduceerd op een specifieke harmonische frequentie, waardoor wordt voorkomen dat harmonische stroom in de condensatorbank stroomt.
Voor 5 harmonischen (250 Hz) is de condensatortak bijvoorbeeld inductief tot 5 harmonischen wanneer de weerstand is geselecteerd op 6% om resonantie te voorkomen.
Inschakelstroom: Wanneer de condensator is aangesloten op een voeding, remt de inductie van de reactor de momentane inschakelstroom, waardoor het schakelapparaat en de condensator zelf worden beschermd.
Frequentieverdelingsfiltering: door de reactantiesnelheid aan te passen (bijvoorbeeld 4,5%, 6%, 12%) kunnen belangrijke harmonischen zoals drie en vijf fasen worden uitgefilterd. Bijvoorbeeld:
6% reactantie: Effectieve onderdrukking van 5 harmonischen terwijl versterking van 3 harmonischen wordt voorkomen.
Reactantiepercentage van 12%: geschikt voor ernstige drie- harmonische vervuiling in drie fasen, zoals substations met grote een- niet-lineaire eenfasige belastingen.
III. Typische toepassingen van spoorvervoer
Neem bijvoorbeeld een metro-onderstation van 110 kV:
Systeemachtergrond: Er zijn twee nieuwe condensatorbanken van 2400 kvar geïnstalleerd met seriereactoren (144 kvar) met een reactiviteitspercentage van 6%.
Na het debuggen bereikte de totale spanningsvervormingssnelheid van de 10 kV-rail 4,33% (4% boven de limiet), waarvan de derde harmonische vervormingssnelheid 3,77%% (3,2% boven de limiet) was.
Probleemanalyse: Bij de oorspronkelijke selectie van de reactantiesnelheid werd niet volledig rekening gehouden met de harmonische achtergrond van het systeem, wat resulteerde in drie harmonische versterking.
Uit berekeningen blijkt dat de capaciteit van de condensator bijna 5,1% bedraagt ​​van de kortsluitcapaciteit van de rail, onder een reactantie van minder dan 6%, en dat het gemakkelijk is om parallelle resonantie te veroorzaken.
Optimalisatiemaatregelen: de reactantiesnelheid aangepast naar 12% en de harmonische impedantie opnieuw berekend:
De derde harmonische spanningsversterkingssnelheid wordt verlaagd tot 0,50, wat aan de norm voldoet.
Dit vermijdt het risico van resonantie en beperkt de excitatie-inschakelstroom.
IV. INLEIDING Technische parameters en selectieprincipes
Selectie van reactantieverhouding:
3e harmonische overheersend: Selecteer een reactantieverhouding van 12% zodat de condensatortak de derde harmonische kan waarnemen.
5e Harmonische Overheersend: Selecteer een reactantieverhouding van 6% om de effectiviteit en kosten van de filtratie in evenwicht te brengen.
Algemene scenario's: Een reactantieverhouding van 4,5% kan harmonische onderdrukking van magnitude 5 en hoger aan.
Nominale spanning en capaciteit:
De nominale spanning moet overeenkomen met het systeemspanningsniveau (bijv. . 10kV, 35 kV).
Het nominale vermogen wordt berekend door het capaciteitsvermogen te vermenigvuldigen met de reactantieverhouding (bijv. . 144 kW=2,400 kW x 6%).
Structuur en materialen: met epoxy-versterkte spoelen en geïmporteerde siliciumstalen kern zorgen voor een lage temperatuurstijging en weinig geluid.
Siliconenrubber trillingsrubber dempingskussen is geschikt voor compacte ruimte voor spoorvervoer.
V. Implementatieresultaten en sectorpraktijken
Effectiviteit van harmonische mitigatie: Na aanpassing van de reactantiesnelheid daalde het derde onderstation met harmonische vervormingssnelheid van 3,77% naar 2,8% en daalde de totale vervormingssnelheid naar 3,9%, waarmee de GB/T 14549-1993-norm werd bereikt.
Het uitvalpercentage van de condensatoren is met 80% verminderd, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verlengd.
Industrietrends: Dynamische compensatie gecombineerd met actieve vermogensfilters (APF) lost de uitdaging van het steeds complexere harmonische spectrum op.
Een intelligent monitoringsysteem kan harmonische veranderingen in realtime volgen en strategieën voor aanpassing van reactorparameters optimaliseren.