고전압 직렬 리액터는 어떻게 철도 운송 전원 공급 시스템의 고조파 오염 문제를 해결할 수 있습니까?

철도 운송 전원 공급 시스템에서 고전압 직렬 리액터와 커패시터 뱅크는 일련의 필터를 구성하여 고조파 오염 문제를 효과적으로 해결합니다. 핵심 메커니즘과 구현 요소는 다음과 같습니다.
I. 고조파 오염의 원인과 위험
철도 운송 전원 공급 시스템의 고조파는 주로 정류기 장치(예: 견인 변전소의 24-펄스 정류기)에서 파생됩니다. 다중-펄스 기술이 낮은 고조파 차수를 줄일 수 있지만 실제로는 여전히 5, 7, 11개의 특성 고조파와 전력망의 비대칭으로 인해 발생하는 비특성 고조파가 있습니다. 고조파는 다음을 유발할 수 있습니다.
커패시터 과열 및 손상: 고조파 전류는 커패시터 손실을 증가시키고 절연 노화를 가속화합니다.
고조파 증폭 및 공진: 커패시터 및 그리드 유도 리액턴스는 특정 고조파를 증폭하고 장비 안전을 위협하는 공진 회로를 형성할 수 있습니다.
릴레이 보호 오작동: 고조파 간섭으로 인해 차동 보호, 거리 보호 등이 발생하고 시스템 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
ii. 고{1}}전압 직렬 반응기의 작동 원리
고전압 시리즈 리액터는 다음과 같은 방법으로 고조파를 억제합니다.
시스템의 임피던스 특성을 변경합니다. 커패시터와 직렬로 연결하면 LC 필터 분기가 형성됩니다. 임피던스는 특정 고조파 주파수에서 유도되어 고조파 전류가 커패시터 뱅크로 흐르는 것을 방지합니다.
예를 들어 5고조파(250Hz)의 경우 공진을 방지하기 위해 저항률을 6%로 선택하면 커패시터 분기가 5고조파에 유도됩니다.
돌입 전류: 커패시터가 전원 공급 장치에 연결되면 리액터의 인덕턴스가 순간적인 돌입 전류를 억제하여 스위칭 장치와 커패시터 자체를 보호합니다.
주파수 분할 필터링: 리액턴스 비율(예: 4.5%, 6%, 12%)을 조정하여 3상 및 5상과 같은 주요 고조파를 필터링할 수 있습니다. 예를 들어:
6% 리액턴스율: 3개 고조파 증폭을 방지하면서 5개 고조파를 효과적으로 억제합니다.
12% 리액턴스율: 대규모 단상 비선형 부하가 있는 변전소와 같은 심각한 3상 고조파 오염에 적합합니다.-
III. 철도 운송의 일반적인 응용
지하철 110kV 변전소를 예로 들어 보겠습니다.
시스템 배경: 두 개의 새로운 2400kvar 커패시터 뱅크가 6% 반응률의 직렬 리액터(144kvar)와 함께 설치되었습니다.
디버깅 후, 10kV 버스바의 총 전압 왜곡률은 4.33%(한계 초과 4%)에 도달했으며, 그 중 3차 고조파 왜곡률은 3.77%%(한계 초과 3.2%)였습니다.
문제 분석: 원래 리액턴스 비율 선택은 시스템의 고조파 배경을 완전히 고려하지 않았으며 결과적으로 3개의 고조파 증폭이 발생했습니다.
계산 결과에 따르면 커패시터의 용량은 6% 리액턴스 미만에서 버스바 단락 용량의 5.1%에 가깝고 병렬 공진을 유발하기 쉽습니다.
최적화 조치: 리액턴스 비율을 12%로 조정하고 고조파 임피던스를 다시 계산했습니다.
3차 고조파 전압 증폭률을 0.50으로 줄여 규격을 충족합니다.
이는 공진의 위험을 방지하고 여기 돌입을 제한합니다.
IV. 소개 기술 매개변수 및 선택 원칙
리액턴스 비율 선택:
3차 고조파 우세: 커패시터 분기가 3차 고조파를 감지할 수 있도록 하려면 12% 리액턴스 비율을 선택합니다.
5차 고조파 우세: 여과 효율성과 비용의 균형을 맞추려면 6% 리액턴스 비율을 선택합니다.
일반 시나리오: 4.5% 리액턴스 비율은 크기 5 이상의 고조파 억제를 처리할 수 있습니다.
정격 전압 및 용량:
정격 전압은 시스템 전압 수준(예:. 10kV, 35kV)과 일치해야 합니다.
정격 용량은 용량 용량에 리액턴스 비율을 곱하여 계산됩니다(예:. 144 kW=2,400 kW x 6%).
구조 및 재질: 에폭시-강화 코일과 수입된 실리콘 스틸 코어를 사용하여 낮은 온도 상승과 낮은 소음을 보장합니다.
실리콘 고무 진동 고무 댐핑 패드는 철도 운송의 컴팩트한 공간에 적합합니다.
V. 구현 결과 및 업계 관행
고조파 완화 효과: 리액턴스 비율을 조정한 후 지하철 변전소의 3차 고조파 왜곡률은 3.77%에서 2.8%로 감소하고 전체 왜곡률은 3.9%로 감소하여 GB/T 14549-1993 표준에 도달했습니다.
커패시터 고장률이 80% 감소하여 장비 수명이 연장됩니다.
업계 동향: 능동 전력 필터(APF)와 결합된 동적 보상은 점점 더 복잡해지는 고조파 스펙트럼 문제를 해결합니다.
지능형 모니터링 시스템은 실시간으로 고조파 변화를 추적하고 원자로 매개변수 조정 전략을 최적화할 수 있습니다.