Vì giao thông điện có rất nhiều ưu điểm như: nâng được năng suất kéo của đầu máy dễ dàng, hiệu suất của giao thông điện lớn, sửa chữa ít, giảm chi phí khai thác, không ô nhiễm môi trường
Trang 1DT2
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay nước ta đang xây dựng các dự
án giao thông điện đường sắt đô thị ở Hà Nội
và Thành phố Hồ Chí Minh Vì giao thông
điện có rất nhiều ưu điểm như: nâng được
năng suất kéo của đầu máy dễ dàng, hiệu suất
của giao thông điện lớn, sửa chữa ít, giảm chi
phí khai thác, không ô nhiễm môi trường…
Trong đó hạng mục hệ thống cung cấp điện,
bao gồm: mạng cao áp, các trạm điện kéo, hệ
thống mạng dây tiếp xúc, đường ray… rất
quan trọng Bài báo đưa ra các nghiên cứu
phân tích và lựa chọn hình thức tiếp điện
trong cung cấp điện giao thông điện đường sắt
mục đích giúp các ban quản lý, tư vấn thiết
kế, xây dựng dự án, công ty cung cấp thiết
bị… lựa chọn các phương án cung cấp điện
đường sắt hợp lý và hiện đại ở Việt Nam
NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HÌNH THỨC TIẾP ĐIỆN TRONG CUNG CẤP ĐIỆN
GIAO THÔNG ĐIỆN ĐƯỜNG SẮT
ThS VÕ THANH HÀ
KS NGUYỄN TUẤN PHƯỜNG
Bộ môn Trang bị điện Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Bài báo đưa ra những nghiên cứu phân tích và lựa chọn hình thức tiếp điện
trong cung cấp điện giao thông đường sắt: tiếp điện ray thứ ba với điện áp một chiếu 750 vôn (750VDC) và tiếp điện cần tiếp xúc trên cao với điện áp một chiều 1500 vôn (1500VDC) Kết quả của nghiên cứu này nhằm giúp cho các kỹ sư điện có thể nghiên cứu, thiết kế, lựa chọn các hình thức tiếp điện trong cung cấp điện giao thông đường sắt phù hợp với nguồn cung cấp lưới điện quốc gia
Summary: The article provides results from research, analysis and selection of a contact
network for rolling stock in railway power supply: Rolling stock power supply system by the third rail 750VDC and overhead line (catenary) (1500VDC, as well as shares some information on researching, designing such a contact network suitable to the national power
system
II NỘI DUNG
A Khái quát chung mạng dây tiếp xúc
Mạng dây tiếp xúc dùng để lấy điện từ trạm điện kéo đến giàn lấy điện của phương tiện giao thông (cần lấy điện) Trong cấu trúc mạng dây tiếp xúc hệ thống cung cấp điện đường sắt có 2 loại mạng dây tiếp xúc phổ biến: Mạng dây treo trên không và mạng ray tiếp xúc thứ 3 Ngoài ra còn có loại mạng cố định cứng trên cao, nhưng ít phổ biến
1 Mạng dây treo trên không
Cần tiếp điện phải luôn tiếp xúc với đường dây trên không để tránh mất nguồn, đảm bảo nguồn chất lưọng cao ở mọi thời điểm Để
Trang 2đạt được yêu cầu này, đường dây trên không
được thiết kế đảm bảo các yêu cầu sau:
- Phải đáp ứng được đặc tính tốc độ tàu
và dòng điện yêu cầu
- Phải đồng đều về chiều cao so với ray để
tối ưu năng lượng cho cần lấy điện, nên yêu cầu
phải có độ đàn hồi và độ cứng như nhau
- Phải có độ dao động và chuyển động
nhỏ nhất để đảm bảo cần tiếp điện không bị
trượt ra trong quá trình vận hành và gió lớn
- Phải có độ vững để chống lại dao động,
lực nén ép, nhiệt độ
Mạng dây treo trên không chia ra làm 3
loại phụ thuộc vào cách treo trên không: kiểu
đơn giản, kiểu xích, kiểu phức hợp
a Treo kiểu đơn giản cứng
CT DT
1 Dây tiếp xúc; 2 Sứ cách điện; 3 Cần lấy điện;
f Độ võng dây tiếp xúc; I Khoảng cách giữa 2 cột
b Treo kiểu đơn giản mềm
Để giảm va đập giữa cần lấy điện và
điểm treo người ta dùng 2 dây treo: dây đàn
hồi và dây treo mềm
c Treo kiểu xích cứng
Để giảm bớt độ võng bảo đảm tiếp xúc với giàn điện tốt hơn và tăng khoảng cách giữa 2 cột, dùng kiểu xích
4 Dây đỡ; 5 Dây treo; F Độ võng dây đỡ
d Treo kiểu xích mềm
Kiểu xích mềm đảm bảo tiếp xúc tốt và tránh va đập tốt hơn
e Treo kiểu phức hợp
Dùng 2 dây đỡ cho phép độ võng giảm nhỏ nhất có thể
g Một số cách treo dây trên không dùng cho giao thông điện đường sắt trên thế giới
Trang 3DT2
2 Mạng tiếp xúc ray thứ 3
Nguồn điện được đưa đến đường ray sau
đó mới cấp nguồn cho đầu máy thông qua
thanh lấy điện
Một số kiểu ray thứ 3 cho mạng tiếp xúc:
3 Mạng tiếp xúc cố định cứng trên cao
Loại mạng tiếp xúc này có đặc điểm là độ cứng lớn và không gian yêu cầu hẹp Hệ thống này có ưu điểm là có thể kết nối với mạng đường dây trên không, cho phép tàu điện ngầm nội đô chạy thẳng ra đường sắt trên mặt đất ngoại ô
B Phân tích, đánh giá so sánh mạng dây treo trên không và dây tiếp xúc thứ 3
Hệ thống cung cấp điện trong giao thông đường sắt đô thị hiện đại thường dùng 2 loại: mạng tiếp xúc trên không với cấp điện áp 1500VDC và mạng tiếp xúc ray thứ 3 với điện
áp 750VDC Bảng sau đánh giá so sánh 2 loại mạng tiếp xúc trên
Tiêu chí đánh giá
Mạng tiếp xúc
(U = 1500VDC)
Mạng tiếp xúc ray thứ ba (U = 750VDC)
Kết cấu và
độ tin cậy cấp điện
Kết cấu phức tạp, mạng đi trên cao tiềm ẩn sự cố
bị ngắt quãng cấp điện
Kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao, có thể kiểm soát không bị ngắt quãng
Thi công Lắp đặt, thi công Lắp đặt, thi
Trang 4CT DT
xây lắp
phức tạp
công và bảo vệ vận hành thuận
tiện, đơn giản
Không
gian
chiếm
dụng
Chiếm dụng
khoảng không
trên cao, tăng
đáng kể kích
thước hầm Sẽ
gặp sự cố nếu có
bất kỳ công trình
khác chạy ngang
qua
Ray tiếp điện được đặt ngay bên cạnh đường chạy, không chiếm dụng khoảng không trên cao
Chi phí
đầu tư ban
đầu
Tăng cường kích
hầm, chi phí đầu
tư hệ thống cao,
chi phí cho
phương tiện
không có sự khác
biệt
Cho phép tối
ưu hoá đường
hầm Chi phí
thống thấp, chi phí cho phương tiện không có sự khác biệt
Tuổi thọ
Yếu tố
thẩm mỹ
lồng ghép
trong môi
trường đô
thị
Ảnh hưởng xấu
đến cảnh quan,
đặc biệt trên cầu
cao trong khu
vực đô thị
hưởng đến cảnh quản thành phố , cho dù đường ray trên cao, hay trên mặt đất
Khoảng
cách cấp
điện và
tổn hao
năng
lượng
Khoảng cách cấp
điện lớn tổn hao
năng lượng nhỏ
Khoảng cách cấp điện ngắn hơn, tổn hao năng lượng lớn, đặc biệt là mật độ tàu tăng cao
Dòng điện
thấp
Sử dụng
năng
lượng tái
sinh
Hiệu quả tương
đối tốt
Hiệu quả tương đối thấp
Nhiễu
điện từ đối
với môi
trường
Không có nguy
hại về nhiễu điện
từ đối với môi
trường xung
quanh
Không có nguy hại về nhiễu điện từ đối với môi trường xung quanh
An toàn
điện trong
Đường dây điện
trên cao nằm
Đòi hỏi các giải pháp an
đối với người sử dụng và nhân viên khai thác, giải pháp an toàn đơn giản
toàn đối với nhân viên bảo dưỡng và hành khách Phải ngắt điện khi nhân viên thực hiện nhiệm vụ trên làn đường
Chống ngập úng mưa bão
Không chịu ảnh hưởng của ngập úng, những bị ảnh hưởng của gió bão, đặc biệt trong khu vực thành phố có nhiều cây cối cao hai bên đường
hưởng ngập úng nếu đường chạy trên mặt đất, nhưng không bị ảnh hưởng bởi gió bão
III KẾT LUẬN
Bài báo giới thiệu những ưu điểm và nhược điểm của mạng tiếp xúc trên không điện áp một chiều 1500VDC và đường ray thứ
3 với mạng điện áp một chiều 750VDC Từ đó tùy thuộc vào địa hình, mục đích sử dụng mà người thiết kế lựa chọn hình hình tiếp điện trong cung cấp điện giao thông đường sắt đô thị cho phù hợp và hiện đại ở Việt Nam
Tài liệu tham khảo
[1] Axnôvưi êlêctricheccôvơ transprta M.A
Clepxôpva Akađema, Matcơva 2006
[2] Turan Gonen Electric Power Transmission
System Engineering New York, 1998
[3] Bạch Vọng Hà Truyền động điện trên đầu
máy Bài giảng năm 2005 Đại học giao thông vận tải Hà Nội
[4] Đàm Quốc Trụ, Lê Mạnh Việt Các Giải pháp
khoa học và công nghệ trong cung cấp điện giao thông đường sắt Tạp chí GTVT 5/2008
[5] Lê Mạnh Việt Nghiên cứu mô phỏng hệ thống
cung cấo điện giao thông đường sắt 6/2008- Tập chí khoa học GTVT
[6] Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống cung cấp điện giao thông của Pháp (năm 2005), Nga (năm