Onduleurs ferroviaires : un système de 3 MW assure la disponibilité de 99% pour le MTR de Hong Kong

Ⅰ. Aperçu du projet

MTR Corporation exploite l'un des réseaux de métro les plus fréquentés au monde. En 2025, le réseau ferroviaire couvre l'île de Hong Kong, Kowloon, les Nouveaux Territoires et l'Airport Express, avec un kilométrage total de 258 km et plus de 6 millions de voyages quotidiens.
Ses systèmes à basse tension comprennent 13 sous-systèmes tels que la communication, la signalisation et la surveillance intégrée, qui nécessitent tous une protection de l'alimentation de la charge de classe I.

Haute fiabilité: Le système de signalisation (ATC/ATS) a une tolérance de coupure de courant de <10ms, sinon il déclenchera le freinage d'urgence du train.
Défis environnementaux: Température élevée, humidité et pollution par les poussières dans les stations de métro.
Efficacité énergétique: Doit être conforme à la législation de Hong Kong Ordonnance sur l'efficacité énergétique des bâtiments (OEEB), qui exige une amélioration de 20% des normes d'efficacité énergétique pour les installations publiques.

Interférence harmonique: Les charges de l'entraînement à fréquence variable provoquent une distorsion harmonique totale du courant (THDi) qui peut atteindre 8,2%, ce qui affecte la précision du contrôle du système de signalisation.
Surcharge instantanée: Le courant de démarrage des moteurs d'entraînement des portes blindées atteint 12 fois la valeur nominale, ce qui déclenche facilement l'arrêt de la protection dans les systèmes conventionnels. UPS des systèmes d'alimentation en eau.

Déploiement décentralisé: Des systèmes UPS indépendants dans chaque station permettent un temps de réponse aux pannes de plus de 3 heures.
Vieillissement de la batterie: Les batteries plomb-acide ont une durée de vie de seulement 3 000 cycles, avec un coût de remplacement annuel supérieur à HK$12 millions.

Fonctionnement inefficace: Les systèmes UPS traditionnels ont un rendement de 82%, ce qui entraîne des coûts annuels d'électricité dépassant les 130 millions de HK$.
Pression de réduction du carbone: Doit s'aligner sur l'objectif de neutralité carbone de Hong Kong pour 2030 (réduction de 30% des émissions de carbone provenant des transports publics).

Module	Spécifications et fonctions
Topologie à trois niveaux	Entrée facteur de puissance >0,99, THDi <2%, taux de distorsion de la forme d'onde de sortie <0,5%
Contrôle parallèle intelligent	Fonctionnement en parallèle de 8 unités, redondance N+1, équilibrage dynamique de la charge (précision de ±0,3%)
Adaptabilité environnementale	Indice de protection IP55, fonctionne à des températures comprises entre -25℃ et 60℃, satisfait au test ESD IEC 61000-4-2.

Gouvernance de la qualité de l'énergie: Déployer des modules de contrôle entièrement numériques DSP pour compenser les harmoniques en temps réel, réduisant le THDi à moins de 1,5%.
Expansion modulaire: Adopter 12 unités d'ASI de 250kVA en parallèle (capacité totale de 3MW), avec un espace d'extension 50% réservé.
Fonctionnement et entretien intelligents: Se connecter au système central de gestion de l'énergie de MTR pour permettre surveillance à distance de l'état de santé de la batterie (SOH).

Record de zéro temps d'arrêt: La disponibilité du système atteint 99,999%, avec des interruptions annuelles non planifiées de moins de 5 minutes.
Réponse au défaut: Le système d'autodiagnostic réduit le temps de réponse de la maintenance de 80%, avec un MTTR (Mean Time To Repair) ≤15 minutes.

Atténuation des harmoniques: THDi réduit de 8,2% à 1,5%, ce qui permet d'économiser $18 millions de HK en coûts d'électricité annuels.
Autonomie de la batterie: Les batteries au phosphate de fer lithié (LFP) ont une durée de vie de 12 000 cycles, ce qui réduit les coûts de maintenance annuels de 80%.