Caso de SAI ferroviario: el sistema de 3 MW ofrece disponibilidad 99% para el MTR de Hong Kong

Ⅰ. Visión general del proyecto

MTR Corporation explota una de las redes de metro más transitadas del mundo. A partir de 2025, la red ferroviaria cubre la isla de Hong Kong, Kowloon, los Nuevos Territorios y el Airport Express, con un kilometraje total de 258 km y más de 6 millones de viajes diarios de pasajeros.
Sus sistemas de baja tensión incluyen 13 subsistemas, como comunicación, señalización y supervisión integrada, todos los cuales requieren protección de la fuente de alimentación de carga de Clase I.

Alta fiabilidad: El sistema de señalización (ATC/ATS) tiene una tolerancia de corte de energía de <10ms, o activará el frenado de emergencia del tren.
Retos medioambientales: Alta temperatura, humedad y contaminación por polvo en las estaciones de metro.
Eficiencia energética: Debe cumplir con Hong Kong Ordenanza sobre eficiencia energética de los edificios (BEA), que exige una mejora de 20% en las normas de eficiencia energética de las instalaciones públicas.

Interferencias armónicas: Las cargas del variador de frecuencia hacen que la THDi (distorsión armónica total de la corriente) alcance 8,2%, lo que afecta a la precisión del control del sistema de señalización.
Sobrecarga instantánea: La corriente de arranque de los motores de accionamiento de las puertas blindadas alcanza 12 veces el valor nominal, lo que activa fácilmente la desconexión de protección en motores convencionales. UPS sistemas.

Despliegue descentralizado: Los sistemas SAI independientes en cada estación permiten un tiempo de respuesta ante fallos de más de 3 horas.
Envejecimiento de la batería: Las baterías de plomo tienen una vida útil de sólo 3.000 ciclos, con un coste anual de sustitución superior a los HK$12 millones.

Funcionamiento ineficaz: Los sistemas SAI tradicionales tienen una eficiencia de 82%, lo que supone unos costes anuales de electricidad superiores a $230 millones de HK.
Presión para reducir el carbono: Debe ajustarse al objetivo de neutralidad de carbono de Hong Kong para 2030 (reducción de 30% de las emisiones de carbono del transporte público).

Módulo	Especificaciones y funciones
Topología de tres niveles	Entrada factor de potencia >0,99, THDi <2%, tasa de distorsión de la onda de salida <0,5%
Control paralelo inteligente	Admite el funcionamiento en paralelo de 8 unidades, redundancia N+1, equilibrio de carga dinámico (precisión de ±0,3%)
Adaptabilidad medioambiental	Grado de protección IP55, soporta funcionamiento a temperaturas amplias de -25℃ a 60℃, supera la prueba IEC 61000-4-2 ESD.

Gobernanza de la calidad de la energía: Despliegue módulos de control totalmente digitales DSP para compensar los armónicos en tiempo real, reduciendo el THDi por debajo de 1,5%.
Ampliación modular: Adopta 12 unidades de SAI de 250kVA en paralelo (capacidad total de 3MW), con espacio de expansión 50% reservado.
O&M inteligente: Conectarse al sistema central de gestión de la energía de MTR para permitir monitorización remota del estado de salud de la batería (SOH).

Récord de cero tiempos de inactividad: La disponibilidad del sistema alcanza el 99,999%, con interrupciones anuales imprevistas <5 minutos.
Respuesta a fallos: El sistema de autodiagnóstico acorta el tiempo de respuesta de mantenimiento en 80%, con un MTTR (tiempo medio de reparación) ≤15 minutos.

Mitigación de armónicos: THDi reducido de 8,2% a 1,5%, ahorrando $18 millones de HK en costes anuales de electricidad.
Duración de la batería: Las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) tienen una vida útil de 12.000 ciclos, lo que reduce los costes anuales de mantenimiento en 80%.