PQ-Hub
U-Bahnlinie Shanghai
Aktiver Harmonischer Filter
Die Branche
Bis Ende 2020 waren in China insgesamt 146.000 Kilometer Eisenbahnstrecken und 37.900 Kilometer in Betrieb, womit man weltweit den ersten Platz belegte. Traktionstransformatoren für Hochgeschwindigkeitszüge verwenden im Allgemeinen eine 12- oder 24-Puls-Gleichrichtung und erzeugen Harmonische der 11. und 13. Ordnung. Zu den Lasten der Verteilungstransformatoren zählen hauptsächlich Frequenzumrichter, USV, Aufzüge, Beleuchtung sowie Harmonische der 3., 5., 7., 11. und 13. Ordnung.
Hintergrund
Da das Stromnetz für den Verkehr eine große Anzahl nichtlinearer Geräte enthält, erzeugen diese Geräte eine große Anzahl von Oberschwingungen. Wenn der Oberschwingungsgehalt des Stromnetzes hoch ist, wird dies dem Strom- und Beleuchtungssystem für den Verkehr schaden.
Die Relaisschutzeinrichtungen und automatischen Geräte im Stromnetz bewegen sich versehentlich oder funktionieren nicht richtig, was den sicheren Betrieb des Stromnetzes unmittelbar gefährdet und zu schweren Systemausfällen und Stromausfallunfällen beim Benutzer führt.
Alle Arten elektrischer Geräte erzeugen zusätzliche Verluste und Wärme und erhöhen die Vibration und den Lärm von Motor und Transformator.
Der Oberwellenstrom stört das Kommunikationssystem und verringert die Übertragungsqualität des Signals.
Erhöht die Möglichkeit einer Resonanz im Stromnetz, die zu gefährlichen Überströmen oder Überspannungen führen kann.
Die Blindleistungskompensationsvorrichtung des Kondensators erzeugt eine Oberwellenverstärkung, die den Kondensator beschädigen oder sogar explodieren lassen kann.
Problem mit der Stromqualität
Das Stromverteilungssystem für den Transport besteht hauptsächlich aus Harmonischen der 3., 5., 7., 11. und 13. Ordnung, die dem Stromnetz großen Schaden zufügen und zur Steuerung den Einsatz aktiver Stromfilter erfordern. Das aktive Filtergerät verwendet fortschrittliche Leistungselektroniktechnologie, um die Harmonischen im Netz in Echtzeit zu erkennen, den Gegenphasenkompensationsstrom durch den Konverter zu erzeugen und die Harmonischen im Netz dynamisch herauszufiltern.
Lösung
Aufgrund der starken Oberwellen auf der U-Bahn-Linie von Shanghai wurde zur Gewährleistung des normalen Betriebs des Kondensators im Blindleistungskompensationsschrank vor Ort ein aktiver 100-A-Oberwellenfilter zur Kontrolle der Oberwellen installiert. Nach der Behandlung hat sich das Problem der Feldoberwellen deutlich verbessert und die Stromverzerrungsrate von etwa 16 % auf etwa 3 % reduziert.
Leistung
Aktuelle Verzerrung vor Kompensation
Aktuelle Verzerrungsrate nach Kompensation
Blindleistung und cos φ vor Kompensation
Blindleistung und cos φ nach Kompensation