Wie wählt man die Reaktanzrate (K-Wert) eines Hochspannungs-Reihenreaktors basierend auf den Hintergrundharmonischen des Stromnetzes aus?

In Stromversorgungssystemen für den Schienenverkehr sollte die Auswahl des Hochspannungs-Serienwiderstandsverhältnisses basierend auf dem harmonischen Hintergrund des Netzes den folgenden Grundsätzen folgen, um die Verschmutzung durch Oberschwingungen wirksam zu unterdrücken und Resonanzrisiken zu vermeiden:
I. Grundprinzip: Anpassung des harmonischen Hintergrunds und Anpassung der Systemimpedanz
Die harmonische Impedanz ist induktiv
Die Hauptfunktion des Widerstands besteht darin, die Gesamtinduktivität der harmonischen Impedanz des Kondensatorverbindungspunkts zu verbessern und eine Parallelresonanz der induktiven Reaktanz des Netzes zu vermeiden.
Unterdrückung spezifischer Harmonischer
Das Reaktanzverhältnis sollte entsprechend der Hauptharmonischenreihe im Netz (z. B. . 3, 5, 7) ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass der Kondensatorzweig die Zielharmonische induziert und verhindert, dass Oberwellenstrom in den Kondensator fließt.
ii. Auswahlrichtlinien für das Reaktanzverhältnis (K-Wert).
1.Wenn die dritte Harmonische dominiert
Empfohlener K--Wert: 12 % bis 13 %
Funktion: Stellen Sie den Resonanzpunkt auf 139 Hz bis 144 Hz (drei Harmonische unter 150 Hz) ein, um drei harmonische Verstärkungen zu vermeiden.
Fall 1: Drei harmonische Aberrationen in einem U-Bahn-Umspannwerk sind zu groß. Die Spannungsverstärkungsrate der dritten Harmonischen verringerte sich von 1,21 auf 0,50, was den Standardanforderungen entspricht.
2.Wenn die fünfte Harmonische dominiert:
Empfohlener K-Wert: 4,5 % ~ 6 %
Funktionen: Passen Sie den Resonanzpunkt auf 204 Hz bis 235 Hz an (5 Harmonische über 250 Hz) und unterdrücken Sie 5 Harmonische.
Beispiel 2: Ein 110-kV-Umspannwerk mit 6 % Reaktanz vermeidet Resonanzen, indem es die Spannungsverstärkung von 1,0 auf 0,69 für 5 Harmonische reduziert.
3. Wenn die dritte und fünfte Harmonische gleichzeitig existieren:
Empfohlene Lösung: Hybridreaktor: Einige Kondensatorbänke sind mit einer Reaktanzrate von 12 % konfiguriert (zur Unterdrückung der dritten Harmonischen) und einige Bänke sind mit einer Reaktanzrate von 4,5 % bis 6 % konfiguriert (zur Unterdrückung der fünften Harmonischen).
3. Einzelreaktor: Wenn der Gehalt an dritten Harmonischen niedrig ist, wählen Sie eine Reaktanzrate von 4,5 % bis 4,5 % bis 6 %, um die fünfte Harmonische zu unterdrücken, die Auswirkung auf die dritte Harmonische ist geringer.
Fallstudie: In einem Umspannwerk wurden die dritte und fünfte Harmonische überschritten, wobei ein Hybridreaktor mit 12 % und 6 % eingesetzt wurde, wodurch sich die Gesamtverzerrungsrate der Harmonischen von 4,33 % auf 3,9 % reduzierte.
4. Wenn es lediglich darauf ankommt, den Durchfluss zu begrenzen
Empfohlener K-Wert: 0,1 % ~ 1 %
Funktion: Zum Schutz von Schaltgeräten durch Begrenzung des momentanen Einschaltstroms, wenn ein Kondensator durch induktive Reaktanz angeschlossen ist.
Hinweis: Diese Reaktanzrate hat keinen Einfluss auf die Oberwellenunterdrückung und kann sogar drei Harmonische verstärken.
III. Wichtige Überlegungen
Harmonische Messung und Analyse: Vor der Auswahl der Reaktanzrate muss der harmonische Hintergrund des Stromnetzes (z. B. der Gehalt an 3 oder 5 Harmonischen) durch Feldmessungen eindeutig bestimmt werden, um Resonanzen aufgrund von Abweichungen zwischen theoretischen und praktischen Berechnungen zu vermeiden.
Vermeidung des Resonanzrisikos: Berechnen Sie die Anpassung der Kondensatorkapazität an die Reaktanzrate, um sicherzustellen, dass der Resonanzpunkt außerhalb der Hauptharmonischenfrequenz des Stromnetzes liegt.
Wenn beispielsweise die Kapazität der Kapazität nahe bei 5,1 % der Kurzschlusskapazität des Busses liegt, kann eine harmonische Resonanz dritter Ordnung ausgelöst werden, wenn die Reaktanz 6 % beträgt.
Dynamische Anpassung und Überwachung: Die orbitale Verkehrslast schwankt erheblich und erfordert eine regelmäßige Überwachung der Oberschwingungspegel und eine dynamische Anpassung der Reaktorparameter oder Kompensationsstrategien.
Die dynamische Kompensation soll die Herausforderung des komplexen harmonischen Spektrums durch die Kombination aktiver Filter (APF) lösen.
Einhaltung von Standards und Spezifikationen: Stellen Sie sicher, dass die Auswahl der Reaktanz den Branchenanforderungen entspricht und dabei Standards wie die Parallel Capacitor Banks Design Specification (GB50227-2017) berücksichtigt.