Línea del metro de Shanghái

Filtro armónico activo

La industria

A finales de 2020, China tenía un total de 146,000 kilómetros de ferrocarriles en operación y 37,900 kilómetros en operación de alta velocidad, ocupando el primer lugar en el mundo. El transformador de tracción de alta velocidad generalmente adopta rectificación de 12 o 24 pulsos, lo que produce armónicos de 11 y 13 orden; la carga del transformador de distribución incluye principalmente convertidores de frecuencia, UPS, ascensores, iluminación, y armónicos de 3, 5, 7, 11 y 13 orden.

Antecedentes

Debido a que el sistema de red eléctrica de transporte contiene una gran cantidad de equipos no lineales, estos producirán una gran cantidad de armónicos. Cuando el contenido de armónicos de la red eléctrica es alto, causará ciertos daños al sistema de transporte y alumbrado.

El equipo de protección de relé y el dispositivo automático en el sistema de energía se mueven por error o se niegan a funcionar, lo que pone en peligro directamente el funcionamiento seguro de la red eléctrica y provoca un colapso grave del sistema y un accidente por falla de energía del usuario.
Todo tipo de equipo eléctrico producirá pérdidas y calentamiento adicionales y aumentará la vibración y el ruido del motor y del transformador.
La corriente armónica interferirá con el sistema de comunicación y reducirá la calidad de transmisión de la señal.
Aumenta la posibilidad de resonancia en la red eléctrica, provocando sobrecorriente o sobretensión ocasionando peligro.
El dispositivo de compensación de potencia reactiva del condensador produce una amplificación armónica, provocando que el condensador se dañe o incluso explote.

Problema de calidad de energía

El sistema de distribución de energía del transporte se caracteriza principalmente por armónicos de 3, 5, 7, 11 y 13 orden, lo que causa un gran daño al sistema de energía y requiere el uso de un filtro de potencia activa para su mitigación. El dispositivo de filtro activo utiliza tecnología avanzada de electrónica de potencia para detectar los armónicos en la red en tiempo real, generar la corriente de compensación de fase inversa a través del convertidor y filtrar dinámicamente los armónicos en la red.

Solución

Debido a los grandes armónicos en la línea del metro de Shanghai, para garantizar el funcionamiento normal del condensador en el gabinete de compensación de potencia reactiva en el sitio, se instala un filtro armónico activo de 100 A en el sitio para controlar los armónicos. Después del tratamiento, el problema de los armónicos de campo se ha mejorado mucho y la tasa de distorsión de corriente se reduce de aproximadamente el 16% a aproximadamente el 3%.