Los sistemas de transporte ferroviario urbano incluyen principalmente: sistemas de metro, sistemas de tren ligero, sistemas de monorraíl, tranvías, sistemas maglev, sistemas de guías automáticas y sistemas de trenes rápidos urbanos. Según la diferente naturaleza del consumo de electricidad, el sistema de suministro de energía del sistema de metro se divide principalmente en dos, uno es el sistema de suministro de energía de tracción y el otro es el sistema de suministro de energía de iluminación.
1. Principales características de carga del sistema de transporte ferroviario urbano:
Los armónicos en el entorno eléctrico del sistema de metro provienen principalmente de los dispositivos rectificadores e inversores en el proceso de suministro de energía de los equipos de tracción de los vehículos, seguidos de los conjuntos completos de suministro de energía CC, iluminación, ascensores, pantallas de visualización, aires acondicionados, drenajes, etc. Los armónicos que aparecen en el sistema Principalmente los armónicos 5, 7, 11 y 13, y también contienen una cierta cantidad de terceros armónicos.
Además de aumentar las pérdidas en la línea y acelerar el envejecimiento del equipo, los armónicos presentes en el sistema también causan grandes daños a los dispositivos de compensación de potencia reactiva, como los condensadores del sistema. Causará interferencia electromagnética en las señales de los equipos de comunicación, y los armónicos de frecuencias específicas también serán amplificados por capacitores y otros dispositivos en el sistema para producir resonancia, lo que causará enormes daños a todo el sistema de suministro de energía.
2. La necesidad del control de potencia armónica y reactiva en los sistemas de tránsito ferroviario urbano:
El transporte ferroviario urbano tiene requisitos estrictos en cuanto a los sistemas de suministro de energía, especialmente los sistemas de suministro de energía del metro. Tiene requisitos muy altos en cuanto a la confiabilidad del suministro de energía. Si la confiabilidad del suministro de energía es insuficiente, fácilmente tendrá un impacto importante. Por lo tanto, necesitamos controlar la calidad de la energía del transporte ferroviario urbano, como el metro. En este caso, los armónicos son la principal causa que amenaza la fiabilidad del suministro eléctrico del metro. Al mismo tiempo, el problema causado por un factor de potencia demasiado bajo también es un factor que en la realidad no se puede ignorar. El factor de potencia del sistema de suministro de energía del metro urbano se compone principalmente de la carga de tracción y la carga de iluminación eléctrica. determinada por su naturaleza. Para cargas de iluminación eléctrica, se genera principalmente potencia reactiva inductiva y la mayoría de los factores de potencia son relativamente bajos, generalmente alrededor de 0,78. El factor de potencia del sistema de 0,4 KV del metro es bajo, lo que aumentará la pérdida de las líneas de suministro de energía internas del metro y reducirá la capacidad de salida activa de los equipos de transformación y transmisión de energía, haciéndolo vulnerable a multas del departamento de energía.
Los daños causados por la contaminación armónica incluyen:
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Los armónicos pueden provocar una mayor pérdida de energía en la red eléctrica, una vida útil más corta del equipo, un mal funcionamiento de la protección de puesta a tierra, un mal funcionamiento del control remoto, sobrecalentamiento de líneas y equipos y otros problemas de seguridad de la energía eléctrica;
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Estar en un entorno con altos armónicos durante mucho tiempo también hará que la red eléctrica resuene, provocando interrupciones en el suministro de energía a gran escala y provocando accidentes importantes;
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Los armónicos provocarán pérdidas adicionales en los equipos y componentes del sistema, provocando el calentamiento de transformadores, cables, motores y otros equipos, y acelerando el envejecimiento del aislamiento de las líneas de equipos;
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Causar protección de relés de componentes electrónicos o mal funcionamiento de dispositivos automáticos;
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Afecta el funcionamiento normal de los instrumentos electrónicos y sistemas de comunicación y reduce la calidad de la comunicación.
Los peligros causados por la potencia reactiva incluyen:
Un factor de potencia excesivamente bajo conducirá a un aumento en los costos de operación y mantenimiento del sistema de transporte ferroviario urbano, y también reducirá la capacidad efectiva del sistema de distribución de energía y reducirá la vida útil de los equipos.
3. Solución :
a . Problema armónico:
Los armónicos del metro son un factor importante en el entorno de calidad de la energía del metro. Los armónicos del metro incluyen principalmente equipos de conversión de frecuencia, UPS/ESE, escaleras mecánicas, monitoreo integral, sistemas de iluminación, sistemas de control de acceso y otros equipos de corriente débil.
En este sentido, la solución que propusimos se basa en la situación real, configurando el correspondiente equipo de filtro de potencia activo APF para filtrado activo, reduciendo el contenido armónico y reduciendo la tasa de distorsión armónica.
Nuestro producto APF se muestra en la siguiente figura. Tiene múltiples funciones de compensación como compensación de armónicos, compensación del factor de potencia y compensación de desequilibrio trifásico. Puede filtrar simultáneamente de 2 a 50 veces en un sistema de distribución de energía trifásico de cuatro cables. Los armónicos, si bien mejoran el factor de potencia de la red eléctrica, son la solución perfecta para gestionar los problemas de calidad de la energía.
b . Compensación de potencia reactiva:
Es necesario instalar una gran cantidad de equipos de alta potencia en los túneles del metro. Estos equipos eléctricos tienen una capacidad relativamente grande y una fuerte continuidad de trabajo, lo que fácilmente puede causar una gran carga de impacto en la red eléctrica, generar una gran cantidad de potencia reactiva y reducir la capacidad efectiva del sistema de distribución.
Para problemas de potencia reactiva tenemos dos soluciones:
Uno es compensar a través de productos de la serie LC ( gabinete de compensación del reactor del condensador ) para mejorar la calidad del suministro de energía de la red eléctrica y mejorar la confiabilidad del consumo de electricidad. Es fácil de instalar, ocupa un área pequeña y ahorra espacio.
Otro método es utilizar un generador de var estático (SVG), que puede compensar en tiempo real sin sobrecompensación o subcompensación, y puede compensar tanto la potencia reactiva capacitiva como la potencia reactiva inductiva.
