¿Cómo seleccionar la tasa de reactancia (valor K) de un reactor en serie de alto-voltaje en función de los armónicos de fondo de la red eléctrica?

En los sistemas de suministro de energía de tránsito ferroviario, la selección de la relación de resistividad en serie de alto voltaje basada en el fondo armónico de la red debe seguir los siguientes principios para suprimir eficazmente la contaminación armónica y evitar riesgos de resonancia:
I. Principio básico: igualar el fondo armónico y ajustar la impedancia del sistema
La impedancia armónica es inductiva.
La función principal de la resistencia es hacer que la impedancia armónica general del punto de conexión del capacitor sea inductancia y evitar la resonancia paralela a la reactancia inductiva de la red.
Supresión de armónicos específicos
La relación de reactancia debe seleccionarse de acuerdo con la serie de armónicos principales en la red (por ejemplo, . 3, 5, 7) para garantizar que la rama del capacitor induzca el armónico objetivo y evite que la corriente armónica fluya hacia el capacitor.
ii. Directrices de selección de relación de reactancia (valor K)
1.Cuando domina el tercer armónico
Valor K-recomendado: 12%~13%
Función: Establezca el punto de resonancia entre 139 Hz y 144 Hz (tres armónicos por debajo de 150 Hz) para evitar tres amplificaciones armónicas.
Caso 1: Tres aberraciones armónicas en una subestación de metro son demasiado grandes. La tasa de amplificación de voltaje del tercer armónico disminuyó de 1,21 a 0,50, lo que cumple con los requisitos estándar.
2.Cuando domina el quinto armónico:
Valor K recomendado: 4,5%~6%
Funciones: ajusta el punto resonante a 204 Hz ~ 235 Hz (5 armónicos por encima de 250 Hz) y suprime 5 armónicos.
Ejemplo 2: una subestación de 110 kV con 6% de reactancia evita la resonancia al reducir la amplificación de voltaje de 1,0 a 0,69 para 5 armónicos.
3.Cuando existan simultáneamente el tercer y el quinto armónico:
Solución recomendada: Reactor híbrido: algunos bancos de capacitores están configurados con una tasa de reactancia del 12 % (para suprimir el tercer armónico) y algunos bancos están configurados con una tasa de reactancia del 4,5 %~6 % (para suprimir el quinto armónico).
3. Reactor único: si el contenido del tercer armónico es bajo, elija una tasa de reactancia del 4,5%, 4,5% ~ 6%, puede suprimir el quinto armónico, el impacto en el tercer armónico es menor.
Caso de estudio: En una subestación se excedieron los armónicos tercero y quinto, utilizando un reactor híbrido de 12% y 6%, reduciendo la tasa de distorsión armónica total de 4,33% a 3,9%.
4. Cuando lo único que se requiere es limitar el flujo
Valor K recomendado: 0,1% ~ 1%
Función: Proteger el equipo de conmutación limitando la corriente de irrupción instantánea cuando el condensador está conectado mediante reactancia inductiva.
Nota: Esta tasa de reactancia no afecta la supresión de armónicos y puede incluso amplificar tres armónicos.
III. Consideraciones clave
Medición y análisis de armónicos: antes de seleccionar la tasa de reactancia, el fondo armónico de la red eléctrica (por ejemplo, el contenido de 3 o 5 armónicos) debe determinarse claramente mediante mediciones de campo para evitar resonancias que surjan de desviaciones entre los cálculos teóricos y prácticos.
Evitar el riesgo de resonancia: Calcule la adaptación de la capacidad del capacitor a la tasa de reactancia para garantizar que el punto de resonancia esté alejado de la frecuencia armónica principal de la red eléctrica.
Por ejemplo, si la capacidad de capacitancia está cerca del 5,1 % de la capacidad de cortocircuito-del bus, se puede activar una resonancia armónica de tercer-orden cuando la reactancia es del 6%.
Ajuste y monitoreo dinámico: La carga de tráfico orbital fluctúa significativamente, lo que requiere un monitoreo regular de los niveles armónicos y un ajuste dinámico de los parámetros del reactor o estrategias de compensación.
La compensación dinámica tiene como objetivo resolver el desafío del espectro armónico complejo mediante la combinación de un filtro activo (APF).
Cumplimiento de estándares y especificaciones: asegúrese de que la selección de reactancia cumpla con los requisitos de la industria, teniendo en cuenta estándares como la Especificación de diseño de bancos de condensadores paralelos (GB50227-2017).