उच्च वोल्टेज श्रृंखला रिएक्टर रेल ट्रांजिट विद्युत आपूर्ति प्रणालियों में हार्मोनिक प्रदूषण की समस्या को कैसे हल कर सकते हैं?

रेल पारगमन बिजली आपूर्ति प्रणालियों में, उच्च वोल्टेज श्रृंखला रिएक्टर और कैपेसिटर बैंक बैंक हार्मोनिक प्रदूषण समस्या को प्रभावी ढंग से हल करने के लिए फिल्टर की एक श्रृंखला बनाते हैं। मुख्य तंत्र और कार्यान्वयन तत्व इस प्रकार हैं:
I. हार्मोनिक प्रदूषण के स्रोत और खतरे
रेल ट्रांजिट बिजली आपूर्ति प्रणालियों में हार्मोनिक्स मुख्य रूप से रेक्टिफायर इकाइयों (जैसे ट्रैक्शन सबस्टेशनों में 24 - पल्स रेक्टिफायर) से प्राप्त होते हैं। हालाँकि मल्टी - पल्स तकनीक कम हार्मोनिक ऑर्डर को कम कर सकती है, व्यवहार में अभी भी 5, 7 और 11 विशेषता हार्मोनिक्स, साथ ही पावर ग्रिड की विषमता के कारण गैर-विशेषता हार्मोनिक्स भी होंगे। हार्मोनिक्स का कारण बन सकता है:
संधारित्र का अधिक गरम होना और क्षति: हार्मोनिक धारा संधारित्र के नुकसान को बढ़ाती है और इन्सुलेशन की उम्र बढ़ने में तेजी लाती है।
हार्मोनिक प्रवर्धन और अनुनाद: कैपेसिटर और ग्रिड आगमनात्मक प्रतिक्रिया अनुनाद सर्किट बना सकते हैं जो विशिष्ट हार्मोनिक्स को बढ़ाते हैं और उपकरण सुरक्षा को खतरे में डालते हैं।
रिले सुरक्षा खराबी: हार्मोनिक हस्तक्षेप से अंतर सुरक्षा, दूरी सुरक्षा आदि हो सकती है और सिस्टम स्थिरता प्रभावित हो सकती है।
द्वितीय. उच्चवोल्टेज श्रृंखला रिएक्टरों का कार्य सिद्धांत
उच्च वोल्टेज श्रृंखला रिएक्टर निम्नलिखित तरीकों से हार्मोनिक्स को दबाता है:
सिस्टम की प्रतिबाधा विशेषता बदलें: जब एक संधारित्र के साथ श्रृंखला में, एलसी फ़िल्टर शाखा बनती है। इसकी प्रतिबाधा एक विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति पर प्रेरित होती है, जो हार्मोनिक धारा को कैपेसिटर बैंक में प्रवाहित होने से रोकती है।
उदाहरण के लिए, 5 हार्मोनिक्स (250 हर्ट्ज) के लिए, संधारित्र शाखा 5 हार्मोनिक्स के लिए प्रेरक होती है जब अनुनाद से बचने के लिए प्रतिरोधकता 6% पर चुनी जाती है।
इनरश करंट: जब कैपेसिटर को बिजली की आपूर्ति से जोड़ा जाता है, तो रिएक्टर का इंडक्शन तात्कालिक इनरश करंट को रोकता है, जिससे स्विचिंग डिवाइस और कैपेसिटर की सुरक्षा होती है।
फ़्रिक्वेंसी डिवीजन फ़िल्टरिंग: प्रतिक्रिया दर (उदाहरण के लिए, 4.5%, 6%, 12%) को समायोजित करके, तीन और पांच चरणों जैसे प्रमुख हार्मोनिक्स को फ़िल्टर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए:
6% प्रतिक्रिया दर: 3 हार्मोनिक्स प्रवर्धन को रोकते हुए 5 हार्मोनिक्स का प्रभावी दमन।
12% प्रतिक्रिया दर: गंभीर तीन चरण हार्मोनिक संदूषण के लिए उपयुक्त, जैसे कि बड़े एकल चरण गैर-रेखीय भार वाले सबस्टेशन।
तृतीय. रेल पारगमन के विशिष्ट अनुप्रयोग
उदाहरण के लिए, एक मेट्रो 110kV सबस्टेशन लें:
सिस्टम पृष्ठभूमि: 6% प्रतिक्रियाशीलता दर के साथ श्रृंखला रिएक्टरों (144kvar) के साथ दो नए 2400kvar कैपेसिटर बैंक स्थापित किए गए हैं।
डिबगिंग के बाद, 10kV बसबार की कुल वोल्टेज विरूपण दर 4.33% (सीमा से 4%) तक पहुंच गई, जिसमें से तीसरी हार्मोनिक विरूपण दर 3.77%% (सीमा से 3.2%) थी।
समस्या विश्लेषण: मूल प्रतिक्रिया दर चयन में सिस्टम की हार्मोनिक पृष्ठभूमि को पूरी तरह से ध्यान में नहीं रखा गया, जिसके परिणामस्वरूप तीन हार्मोनिक प्रवर्धन हुए।
गणना से पता चलता है कि संधारित्र की क्षमता 6% प्रतिक्रिया के तहत बसबार की शॉर्ट सर्किट क्षमता के 5.1% के करीब है, और समानांतर अनुनाद को ट्रिगर करना आसान है।
अनुकूलन उपाय: प्रतिक्रिया दर को 12% पर समायोजित किया गया और हार्मोनिक प्रतिबाधा की पुनर्गणना की गई:
तीसरी हार्मोनिक वोल्टेज प्रवर्धन दर को घटाकर 0.50 कर दिया गया है, जो मानक के अनुरूप है।
यह अनुनाद के जोखिम से बचाता है और उत्तेजना के आक्रमण को सीमित करता है।
चतुर्थ. परिचय तकनीकी पैरामीटर और चयन सिद्धांत
प्रतिक्रिया अनुपात चयन:
तीसरा हार्मोनिक प्रमुख: संधारित्र शाखा को तीसरे हार्मोनिक को समझने में सक्षम बनाने के लिए 12% प्रतिक्रिया अनुपात का चयन करें।
5वां हार्मोनिक प्रमुख: निस्पंदन प्रभावशीलता और लागत को संतुलित करने के लिए 6% प्रतिक्रिया अनुपात का चयन करें।
सामान्य परिदृश्य: 4.5% प्रतिक्रिया अनुपात 5 और उससे अधिक परिमाण के हार्मोनिक दमन को संभाल सकता है।
रेटेड वोल्टेज और क्षमता:
रेटेड वोल्टेज को सिस्टम वोल्टेज स्तर से मेल खाना चाहिए (जैसे कि . 10kV, 35kV)।
रेटेड क्षमता की गणना कैपेसिटेंस क्षमता को प्रतिक्रिया अनुपात (उदाहरण के लिए . 144 किलोवाट=2, 400 किलोवाट x 6%) से गुणा करके की जाती है।
संरचना और सामग्री: एपॉक्सी -प्रबलित कॉइल और आयातित सिलिकॉन स्टील कोर कम तापमान वृद्धि और कम शोर सुनिश्चित करते हैं।
सिलिकॉन रबर कंपन रबर डंपिंग पैड रेल पारगमन के कॉम्पैक्ट स्थान के लिए उपयुक्त है।
वी. कार्यान्वयन परिणाम और उद्योग प्रथाएँ
हार्मोनिक शमन प्रभावशीलता: प्रतिक्रिया दर को समायोजित करने के बाद, तीसरा हार्मोनिक विरूपण दर सबवे सबस्टेशन 3.77% से घटकर 2.8% हो गया और कुल विरूपण दर घटकर 3.9% हो गई, जो जीबी/टी 14549-1993 मानक तक पहुंच गई।
कैपेसिटर की विफलता दर 80% कम हो गई, जिससे उपकरण का सेवा जीवन बढ़ गया।
उद्योग के रुझान: सक्रिय पावर फिल्टर (एपीएफ) के साथ संयुक्त गतिशील मुआवजा तेजी से जटिल हार्मोनिक स्पेक्ट्रम की चुनौती को हल करता है।
बुद्धिमान निगरानी प्रणाली वास्तविक समय में हार्मोनिक परिवर्तन को ट्रैक कर सकती है और रिएक्टर पैरामीटर समायोजन रणनीतियों को अनुकूलित कर सकती है।