Mạng cao áp và trạm điện kéo - Pgs.Ts.Đàm Quốc Trụ phần 1 ppt

PGS TS ðÀM QU C TR (CH BIÊN) TS LÊ M NH VI T M NG CAO ÁP &TR M ðI N KÉO DÙNG CHO CHUYÊN NGÀNH TRANG B ðI N – ðI N T CÔNG NGHI P VÀ GIAO THÔNG V NT I NHÀ XU T B N GIAO THÔNG V N T I HÀ N I 2008 * Thông tin v tác gi H tên : ðàm Qu c Tr Năm sinh ; 1936 Cơ quan công tác : + ð i h c Giao thông V n t i (1968-1998) + Khoa Cơ-ði n ð i h c Kinh doanh Công ngh (1998 -hi n ): Email : damquoc_tru@yahoo.com H tên : Lê M nh Vi t Năm sinh ; 1949 Cơ quan công tác : B mơn Trang b n.Khoa ði n -đi n t ð i h c Giao thông V n t i (1971-hi n ) Email : bmtbd@uct.edu.vn *Ph m vi ñ i tư ng s d ng giáo trình 1/Giáo trình có th dùng tham kh o cho ngành : Giao thơng n khí hố đư ng dài th Thơng tin tín hi u ðưịng s t cao t c V n t i ðư ng s t ði n khí hố Cung c p n cho giao thơng cao t c th ðư ng h m Mêtro Kinh t V n t i ðư ng s t cao t c Cơ khí chuyên dùng vè ð u máy toa xe ði u n V n t i ðư ng s t n khí hố Kinh t xây d ng giao thơng đư ng s t Xây d ng cơng trình Giao thơng ðư ng s t 2/ /Giáo trình có th dùng tr ơng : -ð i h c giao thông V n t i -ð i h c giao thông Thành ph H chí Minh -T t c trư ng Cao đ ng v Giao thơng V n t i ðư ng s t 3/ Yêu c u ki n th c trư c h c ho c ñ c tham kháo giáo trình : - Lý thuy t M ch ñi n - Cơ ng d ng - Máy ñi n - Cung c p ñi n • Tra c u theo t khố B C Bi u ñ ñi n th m ch ray 127- Các d ng giao thơng n Câu h i ơn t p ,ki m tra đánh giá chương 13 Câu h i ôn t p ,ki m tra ñánh giá chương 30 Câu h i ơn t p ,ki m tra đánh giá chương 73 Câu h i ôn t p ,ki m tra đánh giá chương 94 Câu h i ơn t p ,ki m tra ñánh giá chương 131 Câu h i ơn t p ,ki m tra đánh giá chương 155 Các sơ ñ cung c p n phía ngồi Các phương pháp tính tốn dịng ñi n ng n m ch Các sơ ñ cung c p n phía cho giao thơng n dịng n m t chi u Các sơ ñ m ng ñi n kéo dây Các sơ ñ cung c p ñi n phía cho giao thơng n dịng n xoay chi u 1752212224- MCA&TðK • D Các sơ đ tr m n kéo Các sơ ñ m ng ñi n kéo Các phương pháp tính tốn m ng n kéo C c m y bi n p tr m ñi n k o dũng ñi n xoay chi u C c b bi n ñ i c a tr m ñi n k o dũng ñi n chi u Các ñ i lư ng ñi n ñ c trưng s làm vi c c a h th ng cung c p n cho giao thơng v n t i Dịng n phát nóng Dịng ñi n rò m ch ñư ng ray Dòng ñi n rị tính ch t: Dây d n ti p xúc Dây cáp ñ , cáp mang Dây cáp tăng cư ng ði n áp t n th t ñi n áp ð tin c y k t c u h th ng cung c p ñi n 2427106 79 80 9797 125126137138138 10029 P Phân lo i sơ ñ c u trúc TðK Phân lo i TðK Phương pháp ph t i dòng phân b đ u Phương pháp phân tích t ng h p K Khái quát Kh o sát sơ ñ c u trúc ño n ñư ng s t h th ng dịng n chi u, n áp 3,3 kv K t c u n i v i c t ph ki n c a h th n treo dây ti p xúc Khái quát v tính tốn h treo dây Khái ni m,phân lo i h th ng m ng dây ti p xúc L Lo i dây treo không M M ng n kéo dịng n chi u M ng n kéo dịng n xoay chi u , M ng ti p xúc ray N Nh ng yêu c u chung v ñ tin c y c a h th ng cung c p ñi n Nh ng nguyên t c d tr ph n t c a h th ng cung c p ñi n Ng n m ch h th ng pha dịng n xoay chi u Ng n m ch pha h th ng v i trung tính ti p đ t Ng n m ch pha lư i ñi n v i trung tính ti p đ t cách ly Ng n m ch pha lư i ñi n v i trung tính ti p ñ t cách ly Ng n m ch m ng ñi n kéo H H dây treo ñơn gi n H dây treo ph c h p 3131110113120 35139142 131 131121125 136 292946464951120141141- P Phân tích h th ng dây ti p xúc Phân tích h dây treo Ph t i tính tốn đ n dây d n cáp c a h treo dây ti p xúc Phương trình đ võng c a dây d n S Sơ ñ t ng th cung c p ñi n Sơ ñ c u trúc tr m ñi n kéo chi u Sơ đ c u trúc TðK dịng xoay chi u ñư ng s t ch y ñi n Sơ ñ cung c p ñi n xoay chi u 15 kv t n s th p 16 2/3 Hz 27 Sơ ñ cung c p ñi n cho giao thơng n đư ng s t xoay chi u 27,5 kV Sơ ñ c u trúc c a TðK dùng cho xe ñi n ng m(metro) Sơ ñ c u trúc TðK tàu ñi n bánh s t xe ñi n bánh S cách ñi n Sơ lư c v giao thơng n T Tính tốn h treo m t xích T ng quan v h th ng cung c p ñi n cho giao thơng đư ng s t Tác đ ng ñi n ñ ng c a dòng ñi n ng n m ch Tác d ng nhi t c a dịng n ng n m ch Tr m n k o tàu n ng m Tính tốn h c c a h treo dây ti p xúc Tr m ñi n k o c a giao th ng thành ph Tr m ñi n k o dũng ñi n xoay chi u Tr m ñi n k o dũng ñi n m t chi u Tính đ i x ng c a pha sóng hài lư i n T ng quan chung v phương pháp Tính tốn cung c p ñi n keó c s l ch ch y tàu h th ng m ng dây T ng quan ph n t 137 Tính tốn đàn h i c a lư i ti p xúc Tính tốn ch u gió bão c a h th ng lư i dây ti p xúc TðK dòng chi u 3,3 kV ñư ng s t, ñư ng chung chuy n ñi n áp 110 kV, 220 kV X Xây d ng đư ng cong dịng n tiêu th b i đồn tàu l ch ch y tàu V V t li u s d ng m ng ñi n kéo ñ c tính n c a chúng 139139 139 145 16 213334384043138 7149 14636785 142 89 74 76 103106106ti p xúc 15215431107 94- MCA&TðK • L I NĨI ð U Giáo trình” M ng cao áp Tr m ñi n kéo “ñư c vi t s n i dung môn h c tên dùng cho chuyên ngành “ Trang b ñi n–ñi n t Công nghi p Giao thông v n t i “ c a Khoa ði n–ði n t ,Trư ng ð i h c Giao thông v n t i đư c H i đ ng ngành thơng qua N i dung giáo trình g m chương bao quát h t n i dung v “H th ng cao áp phân ph i vịng ngồi “và ki n th c chung nh t v “Tr m ñi n kéo,m ng cung c p ñi n kéo lư i dây ti p xúc “cho giao thơng n qu c gia th Giáo trình v b n mang tính ch t ñ nh tính lý thuy t,tuy v y ki n th c v i ñ y ñ nh ng công th c lý thuy t th c nghi m đư c ki m ch ng,nó cho phép áp d ng vào toán như: t p l n,thi t k mơn h c đ án t t nghi p.Hơn th n a,ph m vi ng d ng cịn r t r ng,đó nghiên c u,thi t k ,khai thác, v n hành h th ng cung c p ñi n cho Giao thơng n n khí hố Các tác gi d a nh ng kinh nghi m th c ti n gi ng d y ñào t o chuyên ngành “ði n giao thông thành ph “ nh ng năm 70–80 c a th k trư c c a Trư ng ð i h c Giao thông ðư ng s t,ñư ng b (Tên Trư ng ð i h c Giao thông V n t i lúc b y gi ), v i nh ng nghiên c u hi n t i d a tài li u m i nh t ( nư c ngồi) v lĩnh v c này, đ đưa vào giáo trình nh ng n i dung b n hi n ñ i nh t V i tinh th n hư ng t i vi c ñào t o ð i h c theo tín ch ,giáo trình đư c th hi n v i n i dung trình bày th t rõ ràng cho ngư i đ c ng n g n khúc tri t cho t ng n i dung.Nhi u b ng bi u mang tính cơng ngh đư c d n đ mong mu n giúp cho ñ c gi d dàng ng d ng toán th c t Các s li u tham kh o,trích d n ñư c s d ng t nhi u sách t p chí cơng b cơng khai th trư ng m ng internet (như ph n tài li u ñã nh c t i), chúng ñã ñư c l a ch n nghiên c u,phân tích cho m c đích ph c v n i dung c a giáo trình yêu c u V i l n đ u biên so n hồn c nh: nư c ta hi n chưa có m t km đư ng giao thơng n (m c dù Hà n i trư c có t u ñi n tàu ñi n bánh hơi, m than Qu ng ninh có gng ch y n t th i Pháp thu c ñ n ngày nay)và chưa có m t tài li u v n i dung Vi t nam,cho nên ch c ch c giáo trình cịn nhi u thi u sót v c n i dung hình th c Giáo trình PGS-TS Đ m Quốc Trụ chủ biên v viết chơng 1,2, TS Lê Mạnh Việt viết chơng 3,5,6 v hiệu chỉnh, ho n thiện to n giáo trình Cỏc tỏc gi v H i ñ ng ngành mong mu n nh n ñư c m i s góp ý c a b n ñ c,nh t ñ ng nghi p ho c cán b k thu t,chuyên gia liên quan t i lĩnh v c M i ý ki n xin ñư c g i v : H i ñ ng nghành ði n–ñi n t Khoa ði n–ði n t Trư ng ð i h c Giao thông V n t i Hà N i,xin chân thành c m ơn Các tác gi Chương T NG QUAN V CUNG C P ðI N CHO GIAO THÔNG ðI N 1.1 SƠ LƯ C V GIAO THÔNG ðI N Các lĩnh v c s d ng giao thơng n bao g m: giao thơng đư ng s t có đ u máy n kéo toa xe ch hàng ho c ch khách, đồn tàu g m toa xe g n mơtơ n thư ng dùng ch khách ñư ng ngo i ô thành ph l n; giao thông thành ph có tàu n bánh s t, xe n bánh hơi, tàu n ng m; giao thơng cơng nghi p có đ u máy n kéo xe goòng ch than h m lò, ñ u máy ñi n kéo toa xe ch nguyên v t li u công nhân xí nghi p T t c lo i giao thơng n s d ng lĩnh v c nêu có chung m t s nguyên lý làm vi c có th bi u th khái quát trình làm vi c b ng sơ ñ kh i sau ñây: Hình 1.12 ðC Trên sơ ñ : 10 Hình 1.1 Nhà máy n Tr m bi n áp ðư ng dây cao áp pha Tr m ñi n kéo Dây cung c p (phía m ng ti p xúc) Dây v (n i ñ t, n i ray) H th ng dây ti p xúc ð u máy ñi n C n ti p ñi n MCA&TðK • 10 ðư ng ray T t c lo i giao thơng n (trên đư ng ray) s d ng lĩnh v c nêu ñ u dùng ñ ng ñi n kéo Vi c truy n t i lư ng ñi n t nhà máy ñi n t i ñ ng ñi n kéo ñ t ñ u máy ho c toa xe ñư c th c hi n nh tr m bi n áp, ñư ng dây cao áp v i c p ñi n áp khác tr m ñi n kéo Trong tr m ñi n kéo ñi n ñư c bi n ñ i theo t ng lo i dịng n n áp phù h p v i lo i ñ ng n kéo đ u máy, sau theo h th ng dây ti p xúc ñi n ñư c cung c p ñ n ñ ng ñi n kéo ð ng ñi n kéo làm vi c theo h truy n ñ ng làm chuy n ñ ng bánh xe c a ñ u máy (m ch vòng c a dòng ñi n ñi theo ñư ng ray tr v tr m) T u ñi n bánh s t Hà N i ñư c s d ng t nh ng năm 1920, ñ ng th i kho ng th i gian đ u máy n đư c áp d ng ñ ch than t h m lị đ n b n C a Ơng (Qu ng Ninh) đàu máy n ch gng khai thác than dư i h m lị Ngót 70 – 80 năm Vi t Nam giao thơng n m than Qu ng Ninh Hà N i ñã ñư c khai thác ðó h th ng ñi n m t chi u, ngu n ñi n máy phát ñi n m t chi u, cịn đ ng n kéo đ ng n m t chi u kíck t n i ti p T sau ngày gi i phóng (1954) ñ n ñã s a ch a ñ i m i thay tr m phát ñi n b ng tr m ch nh lưu bán d n, riêng thành ph Hà N i h th ng giao thơng n q cũ b xố b hồn tồn t năm 1980 Áp d ng giao thơng n ngành đư ng s t, giao thông thành ph v n t i cơng nghi p có nh ng ưu vi t sau: Giao thơng n cho phép nâng cao cơng su t kéo c a đ u máy tương ñ i d dàng nh công su t l n, t c ñ l n nên kh chuyên ch kh thông qua nhanh Hi u su t c a giao thơng n l n N u khơng tính đ n t n hao n h th ng cung c p ñi n t n hao nhà máy ñi n (nhi t n) hi u su t b ng 29,5 – 33,4%, giao thơng điêzen có tr s hi u su t 22,8 –23,8% Như v y hi u su t c a ñ u máy ñi n cao c a ñ u máy ñiêzen kho ng t (6,7 – 9,6%) Trên ñ u máy n khơng có b ph n làm vi c nhi t ñ cao chuy n ñ ng t nh ti n qua l i ñ u máy ñiêzen, v y s a ch a, gi m chi phí khai thác Do ñ c tính ñi n, ñ u máy ñi n có gia t c l n đ u máy điêzen, s d ng đ u máy ñi n ño n ñư ng nhi u ch ñ r t thu n l i Vì v y ngư i ta thư ng dùng ñ u máy ñi n ch y khu v c ngo i ô thành ph ñ chuyên ch hành khách ð ng ñi n lo i ñ ng nh t mang tính ch t bi n đ i lư ng thu n ngh ch Vì v y đ u máy n ch đ kéo đ ng tiêu th ñi n năng, ch ñ hãm máy phát n đưa n tr v lư i Nh phương pháp hãm tái sinh (thu h i ñi n năng) xu ng d c ho c gi m t c ñ , ñ u máy ñi n tr l i lư ng ñi n cho h th ng cung c p ñi n 6 S d ng d dàng t o ñi u ki n ñ c i t o k thu t, khâu khác khí hố, t đ ng hố, cơng tác tu b o dư ng ñư ng s t, x p d hàng hố kho bãi, u n t đ ng ñi u n t xa c i thi n ñi u ki n lao ñ ng cho cán b , cơng nhân viên ngành đư ng giao thơng Áp d ng giao thơng n đư ng s t r t có th k t h p gi i quy t ñư c vi c n khí hố lĩnh khác c a n n kinh t qu c dân n m khu v c ñư ng s t ñi qua ph m vi bán kính t 30 đ n 60km ( hai phía c a đư ng s t) kho ng t 50 đ n 100km bán kính xung quanh tr m ñi n kéo ð u máy n kéo khơng có máy phát riêng đ u máy so v i ñ u máy ðiêzen nh hơn, r b n Cùng cơng su t đ u máy, tr ng lư ng ñ u máy ñiêzen g p 1,5 ñ n 1,7 l n tr ng lư ng ñ u máy ñi n, giá thành g n g p ñôi so v i ñ u máy ñi n ð u máy n khơng nh đ c, khơng có khói b i, thu n ti n cho vi c gi gìn v sinh mơi trư ng cho hành khách, thành ph khu dân cư ñư ng s t ñi qua Nhưng c ñi m c a ñ u máy ñi n so v i ñ u máy điêzen có th khái qt b ng nh ng ñi m sau ñây: Áp d ng s c kéo ñi n ph i b v n ñ u tư l n cho h th ng cung c p lư ng ñi n ñư ng dây cao áp, tr m ñi n kéo, h th ng dây ti p xúc (c t, ñư ng dây ) Giá c a m t ñ u máy ñi n bình qn ch b ng 2/3 giá đ u máy ñiêzen, ñ u tư cho m ng cung c p ñi n g m ñư ng dây cao áp, tr m ñi n kéo, h th ng dây ti p xúc (c t, đư ng dây ) có giá thành b ng 2,5 l n giá ñ u máy Như v y ph i có m t kh i lư ng v n chuy n tương ñ i l n n khí hố m i có kh th c hi n đư c, kh i lư ng v n chuy n l n cho phép hồn v n đ u tư nhanh Tính ñ ng c a ñ u máy ñi n y u so v i ñ u máy ñiêzen.Nh t x y chi n tranh Vì ngồi đư ng s t, cơng trình đư ng s t b n thân đ u máy cịn có c h th ng m ng lư i cung c p ñi n S d ng s c kéo ñi n gây nên nh ng nh hư ng ñ i v i h th ng khác nh hư ng ñi n t trư ng ñ i v i đư ng dây thơng tin liên l c, nh hư ng dịng n rị, phá ho i cơng trình ng m dư i lịng đ t Các nh hư ng đư c nghiên c u có bi n pháp kh c ph c, gi m thi u 1.2 CÁC D NG GIAO THƠNG ðI N Giao thơng n có th phân thành lo i l y ñi n t m ng ti p xúc lo i t hành Ph bi n, phát tri n nh t lo i giao thơng n ti p xúc t c nh n ñi n t dây d n ti p xúc t c ph i có m t h th ng cung c p ñi n kéo bao g m: m ng ñi n ti p xúc, tr m ñi n kéo h th ng ñi u n cung c p n Giao thơng n t hành: ñi n c n thi t cho vi c v n chuy n ñư c s n sinh b i máy phát ñi n ñ t ñ u máy (đồn tàu) ði n sinh b i máy phát ñi n ñư c ñưa ñ n đ ng n kéo MCA&TðK • Kh o sát đ c tính c a t ng d ng giao thơng n – giao thơng ñi n ti p xúc giao thông ñi n t hành, theo sơ đ hình 1.2 Phát tri n ph bi n nh t giao thơng n v i lư i ñi n ti p xúc ð c bi t giao thơng n v n t i ñư ng s t v n t i hành khách thành ph Trên ñư ng s t s c kéo dùng ñ d ch chuy n đồn tàu đư ng ray g i ñ u máy ð u máy nh n lư ng ñi n t m ng dây ti p xúc g i ñ u máy ñi n ð u máy ñi n ch hàng dùng ñ kéo toa xe hàng n ng có l c kéo l n t c ñ c c ñ i khơng cao (nh 110Km/h), đ u máy ch khách có t c đ tương đ i cao (160,180Km/h có th đ t 200Km/h n a) Giao thơng n Ti p xúc ðư ng s t – ð u máy ñi n – ð u tàu ch y ñi n – ð u tàu ñi n t c ñ cao T hành Thành ph ðư ng s t Khơng ray – Xe n bánh s t – Xe ñi n bánh – Xe ñi n ng m – ð u máy ðiêzen – ð u máy ch y khí – ðồn tàu ðiêzen – V n t i ñi n bánh – V n chuy n hàng bánh –V nt iñ c bi t Hình 1.2 Các d ng giao thơng n D a vào lo i hình s c kéo ñi n ñư c áp d ng, ngư i ta phân thành ñ u máy ñi n chi u, ñ u máy ñi n xoay chi u ñ u máy ñi n h n h p Ph n c a ñ u máy bao g m thùng xe giá ñ chuy n ñ ng Thùng xe g m ho c nhóm đ t g m xe có ho c tr c Trên ñ u c a thùng xe ñ t bu ng lái tàu Các ñ ng ñi n kéo ñ t giá ñ qua chuy n ñ ng bánh chuy n mô men quay cho tr c bánh xe Chuy n ñ ng bánh cho phép nh n t c ñ quay c a ph n ng ñ ng ñi n kéo cao so v i bánh xe d n ñ ng ñ u máy ði u có l i v i m t kích thư c nh t đ nh cơng su t c a đ ng n kéo l n t c đ quay c a l n b y nhiêu Kích thư c gi i h n c a đ ng n kéo ph thu c vào cơng su t c a Trên đồn tàu đư c gi i h n b i đư ng kính c a bánh xe d n ñ ng chi u r ng c a đư ng ray Vì th s d ng ñ ng ñi n kéo chuy n ñ ng quay nhanh cho phép nh n l c kéo l n Thông thư ng m i m t ñ ng ñi n kéo làm quay m t c p bánh xe d n đ ng th truy n ñ ng v y g i truy n đ ng n ðơi có th s d ng truy n đ ng c m (nhóm), m t đ ng n kéo b o ñ m làm chuy n ñ ng quay ho c tr c Khi chuy n ñ ng, dao ñ ng ph n h c, v trí d t c a đ ng n kéo c a bánh xe d n ñ ng có th thay đ i (v kho ng cách) m t gi i h n nh t ñ nh Vì th truy n đ ng s c kéo v i t t c s thay ñ i ñó c n ph i ñ m b o truy n đ ng tin c y c a mơmen quay t ñ ng ñi n kéo ñ n c p bánh xe d n ñ ng Các yêu c u đ có th th c hi n đư c b ng bi n pháp k thu t ñ ng ñi n kéo và ng d ng truy n ñ ng ñi n kéo nh ng phân t ñàn h i Trên khung giá ñ ñ t b ph n hãm khí, ph n t lò xo treo, nh ng thi t b n cịn l i, máy bi n th , ph n t bi n ñ i, kh i ñ ng, hãm Thi t b ñi u n máy ph ñ t thùng ñ u máy C n ti p ñi n m t ph n thi t b ñ t đ u máy K t c u đ i ña s ñ u máy cho phép s d ng nhi u ñơn v ñ u máy m t t p h p, nh ng đ u máy riêng l ñư c n i v i đ tăng s c kéo, cịn ch u n s d ng h th ng ñi u n c a m t ñ u máy (trong m t bu ng lái c a lái t u) Khi hãm ñ u máy s d ng hãm ñi n (ñi n tr , tái sinh) hãm khí hãm khí đư c c u t o t t c đồn tàu ch y ñi n Cùng ñ u máy ñi n kéo đồn tàu hàng, tàu khách ch y n đư ng dài đ u máy ñi n công nghi p v i tr ng t i khác ñư c s d ng kéo toa xe ch hàng ñư ng s t, xí nghi p cơng nghi p l n, ñ u máy ñi n d n d ch ñoàn t u ga ñư ng s t, ñ u máy ch qu ng làm vi c m than dư i lịng đ t Trong đ c tính k thu t c a đồn tàu ch y n, cơng su t l c kéo thư ng l y theo ch ñ làm vi c gi Trong qúa trình làm vi c thi t b n kéo phát nóng t n th t ñi n ph n t c a ñ u máy, nhi t ñ phát nóng c a tr thành m t thơng s gi i h n Tiêu chu n công mà v i cơng nhi t đ khơng vư t nhi t ñ c c ñ i cho phép Khi đồn tàu ch y n làm vi c, gi i h n theo phát nóng thư ng ñ t ñư c trư c h t ñ ng ñi n kéo Phát nóng ñ ng ph thu c vào công su t mà v i cơng su t đ ng làm vi c ph thu c vào ñ dài th i gian làm vi c c a ñ ng Cơng su t gi c a đ ng n kéo công su t l n nh t tr c đ ng cơ, v i cơng su t đ ng b t đ u làm vi c t nhi t đ mơi trư ng xung quanh, có th làm vi c th i gian m t gi khơng tăng nhi t đ phát nóng c a m t b ph n b t kỳ l n nhi t đ c a mơi trư ng vư t q nhi t đ cho phép (theo tiêu chu n quy ph m) Ngoài ch ñ gi ñ ng th i xác ñ nh ch ñ dài h n, quan h t l gi a công su t gi công su t dài h n ñ c trưng cho kh t i c a ñ ng ñi n kéo T c ñ c c ñ i c a ñoàn t u ch y ñi n g i t c ñ c u t o ðưa khái ni m v y đư c gi i thích r ng t c ñ c u t o ñư c xác ñ nh b i t c ñ quay ph n ng c a ñ ng ñi n kéo ñ t giá tr c c ñ i cho phép theo ñi u ki n ñ g n ch t dây qu n ph n ng ðồn t u ch y n d ng toa xe g n môtơ n i móc v i đư c c p ñi n t lư i ñi n ti p xúc dùng v n chuy n hành khách Thư ng đồn t u ch y n đư c s d ng ngo i ô thành ph T c đ đồn t u ch y n ngo i thành ph có th đ t 120 – 130km/h, gi a thành ph v i có th đ t t i 250km/h.Thơng MCA&TðK • 11 thư ng đồn t u ch y n cho phép thành l p t 4,6,8,9,11 toa ph thu c vào lưu lư ng hành khách Các toa xe cu i đ u đồn t u ch y n có bu ng lái cho ngư i u n nhanh chóng quay nhanh đồn t u nh ng ga cu i Nh ng toa v y g i toa u n ðồn t u ñi n m t chi u ñư c s d ng nhi u ño n ñư ng s t v i h th ng n khí hố b ng dịng n m t chi u, ñ i v i h th ng dòng ñi n xoay chi u m t pha t n s công nghi p n áp 25kV có đồn t u ñi n xoay chi u s d ng ñ ng ñi n kéo m t chi u v i ch nh lưu bán d n ho c đ ng xoay chi u khơng đ ng b T t c đồn t u ch y n v i hãm khí đư c l p ñ t h th ng hãm ñi n – hãm tái sinh hãm ñi n tr Hi u qu c a hãm tái sinh s r t cao s d ng toa xe t hành nh ng khơng gian ng n có m t ñ v n chuy n l n cho phép ti t ki m ñ n 30% ñi n ðư ng s t t c ñ cao cho phép đồn t u đ c bi t ch y v i t c ñ 200km/h Khái ni m ñư ng s t t c ñ cao xu t hi n sau ñưa vào khai thác n ñư ng s t chuyên d ng ñ u tiên t i Nh t vào năm 1964 ð n năm 2001 t i 15 nư c th gi i ñã khai thác 5000km ñư ng s t t c ñ cao Trong thành ph , giao thơng n có d ng sau: xe ñi n bánh s t, xe ñi n bánh hơi, xe ñi n ng m Xe ñi n bánh s t – m t lo i giao thông thành ph ray v i s c kéo ñi n l y lư ng ñi n theo ñư ng dây ti p xúc ðư ng ray b ph n không tách r i c a m ng n kéo theo m ch ray dịng n quay tr v tr m ñi n kéo theo ñư ng dây v Xe ñi n g m thùng xe giá ñ khung xe tr c, ph n trư c c a thùng xe ñ t bu ng lái cho lái t u, ph n l i gh ng i c a hành khách Các ñ ng ñi n kéo ñ t giá đ khung xe thư ng có s lư ng ñ ng ñi n kéo b ng s lư ng tr c xe Các thi t b ñi n khác cịn l i đ t dư i g m thùng xe ho c thùng xe Ngồi toa xe g n ñ ng ñi n kéo có th móc thêm toa xe khơng g n ñ ng ñi n kéo, thư ng thư ng c m t toa xe g n ñ ng ñi n kéo n i v i m t ho c hai toa xe khơng g n đ ng ñi n kéo ð cung c p ñi n cho xe ñi n bánh s t thư ng dùng h th ng dịng n m t chi u v i ñi n áp dây ti p xúc la 550 ho c 750V ( Nga dùng ñi n áp 550V, ð c va Pháp 750V), công su t ñ ng ñi n kéo dao ñ ng t 45 đ n 80 KW Thư ng s d ng ñ ng ñi n chi u, nh ng năm g n ñây ñã áp d ng đ ng n xoay chi u khơng ñ ng b Xe ñi n bánh s t áp d ng hãm ho c hãm ñi n t h th ng hãm ñi n.T c ñ xe ñi n bánh s t n m kho ng 50–90km/gi Xe ñi n bánh m t d ng giao thơng n m t đư ng ray dùng ñ chuyên ch nh ng n đư ng ơtơ thơng thư ng Lư i n ti p xúc c a xe ñi n bánh có hai dây ti p xúc Năng lư ng ñi n t tr m ñi n kéo theo m t dây d n ti p xúc cung c p cho toa xe ñi n chuy n ñ ng theo dòng ti p xúc l i tr v tr m ñi n kéo C u t o c n ti p ñi n c a xe ñi n bánh g m cho phép xe ñi n bánh l ch v i tr c c a m ng dây ti p xúc mà khơng có nh ng c n tr đáng k Vì th v tính đ ng xe n bánh h n xe ñi n bánh s t T i thành ph lư i ti p xúc c a xe ñi n bánh ñư c cung c p dịng n chi u v i ñi n áp 550V ð ng ñi n kéo ñ t dư i thùng xe c a xe ñi n bánh Nh tr c ch ñ ng truy n đ ng bánh làm chuy n ñ ng bánh xe d n ñ ng Thùng xe c a xe n bánh có s gi ng r t l n v i xe buýt: Ph n trư c ñ t bu ng lái cho tài x , ph n l i c a thùng xe dành cho hành khách Các b ph n khí thi t b n khác đ t dư i thùng xe, m t ph n nh nh ñ t ñ u xe M t d ng v n chuy n hành khách công c ng ti n nghi hi n ñ i xe ñi n ng m (Mêtro), lo i v n chuy n hành khách cơng c ng b ng đư ng ray khơng đư ng ph Thư ng đư ng s t Metro đ t dư i lịng đ t m c dù có nh ng ño n ñi m t ñ t ðư ng xe ñi n ng m ñ u tiên ñư c xây d ng London (Anh) vào năm 1863, lúc ñó s c kéo ñ u máy nư c Sau m i s d ng s c kéo n xe n ng m m i phát tri n m nh m M , Nga m t s nư c Tây Âu ði n c p cho đồn tàu xe n ng m nh m ng ñi n kéo Trong m ng ñi kéo c n ti p ñi n l y ñi n t ray ti p xúc ho c t dây d n ti p xúc.Vì kích thư c gi h n c a ñư ng h m nên vi c l y ñi n cho xe ñi n ng m thư ng th c hi n qua ray th (thư ng g i ray ti p xúc) ñ t bên c nh song song v i ñư ng ray ch y tàu (tàu ñi ng m c a Nga thùng cao m t ray kho ng 160mm) n i n Công su t c a đ ng n kéo đồn tàu n ng m vào kho ng 110kw, t c ñ c c ñ i thư ng ñ t 90–100km/h ð c ñi m d ng tàu xe ñi n ng m cho phép kho ng cách ch y tàu r t nh kho ng 20–30 giây v i t c ñ t ñ ng ñi u n ch y tàu r t cao Giao thông ray không bánh xe có th nâng t c đ ch y t u lên r t cao, v n chuy n gi a thành ph nư c v i ti n nghi an tồn t đ i Chuy n đ ng c a đồn tàu đư c ñ m b o b i ñ ng n n tính S d ng giao thơng ñi n ray yêu c u r t cao v m c đ t đ ng hố v i s d ng h th ng vi x lý ñi u n ch ñ ch y tàu Câu h i ơn t p,ki m tra đánh giá chương 1/ Mơ hình sơ đ kh i c a m t h th ng giao thơng n 2/ Các d ng giao thơng n 3/ T c ñ c p ñi n áp c a phương ti n giao thơng n 4/ Hình nh giao thơng n qu c gia phát tri n 5/Tình hình Giao thơng ñi n Vi t nam th k qua MCA&TðK • 13 Chương H TH NG CUNG C P ðI N CHO GIAO THÔNG ðƯ NG S T 2.1 T NG QUAN V ðƯ NG S T H TH NG CUNG C P ðI N CHO GIAO THÔNG H th ng cung c p ñi n cho giao thơng nh n n t h th ng lư ng t h p nhà máy ñi n, tr m bi n áp, lư i ñi n n i v i thành m t h th ng s n xu t, truy n t i, phân ph i ñi n Ph n ñi n c a h th ng lư ng bao g m máy phát c a nhà máy ñi n, ñư ng dây cao áp truy n t i ñi n năng, tr m ñi n m ng lu i phân ph i ñi n ñ u n i chúng ph t i tiêu th ñi n Khi n i t t c nhà máy ñi n, tr m bi n áp ñi n l c ñư ng dây truy n t i ñi n thành m t h th ng lư ng vi c phân ph i truy n t i ñi n hi u qu gi m chi phí cho s n xu t ñi n năng, gi m t n th t ñi n tăng hi u su t c a h th ng ñi n Trên hình 2.1 d n ví d v sơ ñ c u trúc ph n ñi n c a h th ng lư ng ði n áp phát c a nhà máy n khơng vư t 21KV nên ñ truy n t i ñi n ñi xa ph i qua tr m bi n áp tăng áp lên 35; 110; 220KV ñưa ñi n ñ n tr m phân ph i gi m áp ñ n m c ñ c n thi t qua m ng h áp truy n t i ñi n ñ n h tiêu th Các tr m ñi n kéo c a giao thơng n đư c c p n t tr m ñi n tương ng c a h th ng ñi n ñư c g i trung tâm c p ñi n ðư ng dây truy n t i ñi n t trung tâm c p ñi n ñ n tr m ñi n kéo c a giao thông ñi n thư ng có c p n 110 ho c 220KV Các tr m n kéo mà giao thơng thành ph thư ng nh n ñi n theo ñư ng cáp ñi n v i ñi n áp 6, 10KV Các tr m ñi n kéo bi n ñ i n theo lo i dịng n m c ñi n áp ñ cung c p cho đồn tàu ch y n T tr m ñi n kéo theo ñư ng dây c p ñi n m ng dây ti p xúc qua c n ti p ñi n trư t theo dây ti p xúc, s ñ n ñ ng ñi n kéo Qua ñư ng ray ho c theo dây ti p xúc dịng n tr v tr m ñi n kéo nư c khác th gi i lo i s c kéo ñi n v i truy n d n ñi n theo dây d n s d ng h th ng dây n m t chi u (khơng đ i) h th ng dây ñi n xoay chi u (bi n đ i) H th ng dịng n m t chi u – Dịng n pha t n s công nghi p t i tr m ñi n kéo bi n ñ i thành dịng n (m t chi u) có n áp phù h p v i ñi n áp ñ ng n kéo đồn tàu (đ u máy) Trong giao thơng đư ng s t h th ng dây ñi n m t chi u s d ng c p n áp 3000V Trong giao thơng cơng nghi p dùng h th ng dây n m t chi u v i c p ñi n áp 1500V 750V Tăng ñi n áp c a m ng dây ti p xúc s l i gi m t n th t n m ng ñi n kéo tăng ñư c kho ng cách gi a tr m ñi n kéo Hình 2.1 Sơ đ c u trúc h th ng lư ng Nhà máy ñi n (Thu ñi n,nhi t ñi n…); Tr m bi n áp phân ph i; Máy bù ñ ng b ; Các ñư ng dây truy n t i ñi n năng; C p ñi n cho nhu c u t dùng c a nhà máy ñi n Hình 2.2 Sơ ñ chung c p ñi n cho đồn tàu ch y n đư ng s t n khí hố + 1: Tâm c p ñi n (Tr m bi n áp h th ng ñi n l c); +2: ðư ng dây cao áp 1; 2’: ðư ng dây cao áp 2; MCA&TðK • 15 +3: Máy bi n áp (Tr m ñi n kéo); +4: B ch nh lưu; +5: Dây cung c p; +6: Dây v ; +7: M ng dây ti p xúc; +8: ðồn tàu ch y n; +9: ðư ng ray Cung c p ñi n cho đồn tàu ch y n ti p xúc hình 2.2 H th ng dịng n xoay chi u m t pha t n s công nghi p (50Hz) – Dịng n pha t n s công nghi p nh máy bi n áp t i tr m ñi n kéo bi n ñ i ñi n áp ñ t m c theo yêu c u phù h p lư i ti p xúc dư i d ng dây ñi n m t pha H th ng xoay chi u pha t n s công nghi p ph bi n v i m c ñi n áp 25KV Trên ñ u máy kéo n ho c đồn tàu ch y ñi n, máy bi n áp gi m ñi n áp, sau ch nh lưu dịng n đ cung c p cho ñ ng ñi n kéo m t chi u 2.2 SƠ ð T NG TH CUNG C P ðI N Trên hình 2.1 sơ ñ t ng th cung c p ñi n phía ngồi cho đư ng s t đơn ch y ñi n Trên sơ ñ n i v i ngu n c p ñi n nhà máy ñi n ho c tr m bi n áp khu v c c a h th ng ñi n qu c gia ðư ng truy n t i ñi n pha c p cho tr m ñi n kéo (tr m bi n áp tr m bi n áp ch nh lưu) ði n áp c a ñư ng dây cao áp có th t 6kw ñ n 35kv,110kv ho c 220kv, ph thu c vào lo i đư ng s t ch y n, cơng su t tiêu th kho ng cách ngu n cung c p ñi n Ph n h th ng cung c p ñi n t ngu n ñ n tr m ñi n kéo g i cung c p đ ên phía ngồi, ph n cịn l i cung c p n phía cho đư ng s t ch y ñi n 1 11 3 3 10 Hình 2.3 Sơ đ t ng th cung c p n phía ngồi cho ñư ng s t ñơn ch y ñi n Nhà máy ñi n (Tr m bi n áp khu v c); ðư ng dây cao áp 110 kV; Tr m ñi n kéo; Dây cung c p; Dây v ; Dây ti p xúc; M ch ray; ð u máy ñi n; C n ti p ñi n; 10 Ph n cách ly; 11 Thi t b n i Như hình 2.3 đồn t u chuy n đ ng nh c n ti p ñi n n i v i m ng dây ti p xúc Như m t thi t b ñ u ñi n, lư i ñi n ti p xúc có th th c hi n m t dây ti p xúc ho c m t h dây treo m t xích ti p xúc N u ph t i ñi n kéo l n ñ n m c ti t di n c a m t h dây treo ti p xúc ch ñ l n ph i đ t nhi u dây song song v i nó(d ng tăng cư ng) Như v y m ng ti p xúc t ng trư ng h p chúng m t thi t b d n n có tr (đi n tr , n kháng hay t ng tr ) m t t h p dây ti p xúc dây tăng cư ng v i cáp treo c ng, nh ng dây d n ph c a h dây xích treo ti p xúc Các đ u máy n toa xe t hành qua bánh xe n i n vơí m ch ray M ch ray m t v t d n ñi n ñư c hi u t h p ñư ng ray, m i n i ñư ng ray n i ngang gi â ñư ng ray thi t b khác ñưa dây d n ñi n d c ñư ng ray phân b đ u dịng n gi a đư ng ray riêng r ðư ng ray không cách ñi n v i ñ t ñ t ñư c xem m t dây d n song song, theo có m t ph n dịng n ch y qua.Ph n c a dịng n r m ch t ray xu ng ñ t g i dịng n rị Dịng n rị qua cơng trình kim lo i ng m dư i ñ t ch ñi c a kim lo i t o thành ăn mòn kim lo i Các ñ u máy ñi n toa xe t hành nh có bánh xe n i n v i m ch ñư ng ray M ch ñư ng ray m t thi t b d n n có th hi u t h p ñư ng ray, m i n i ray, n i ñi n ngang gi a ray n i ngang gi a ñư ng s t ñ ng th i thi t b b o ñ m d n ñi n qua m ch ray phân b đ u dịng n gi a đư ng ray riêng bi t Giao thơng n khơng ray có m ng ti p xúc dây M ch ñi n ñư ng ray n i v i tr m ñi n kéo nh dây d n g i là: dây hút v Khái ni m c m t cung c p hút v đư c s d ng khơng ph thu c vào c c c a dây d n c a m ch ray h th ng cung c p ñi n m t chi u c h th ng cung c p ñi n xoay chi u Thi t b n i dây d n hút v v i m ch ray g i ñi m hút v T h p dây hút v g i m ng dây hút v Dây ti p xúc, dây hút v , dây cung c p m ch ñi n ñư ng ray t o thành m ng ñi n kéo T t c ph n t ñ nh nghĩa cho ta khái ni m v giao thơng n m t chi u, giao thơng n xoay chi u, xe n ng m Giao thơng n khơng ray khác ch thay vào đư ng ray m t ñư ng dây d n ti p xúc th 2, v y m ng ti p xúc ñư c th c hi n v i dây d n MCA&TðK • 17 ... tính ti p đ t cách ly Ng n m ch m ng ñi n kéo H H dây treo ñơn gi n H dây treo ph c h p 313 111 011 312 0 3 513 914 2 13 1 13 112 112 5 13 6 2929464649 511 2 014 114 1- P Phân tích h th ng dây ti p xúc Phân tích... ñi n áp 11 0 kV, 220 kV X Xây d ng đư ng cong dịng n tiêu th b i đồn tàu l ch ch y tàu V V t li u s d ng m ng ñi n kéo ñ c tính n c a chúng 13 913 9 13 9 14 5 16 213 33438404 313 8 714 9 14 636785 14 2 89... ch t: Dây d n ti p xúc Dây cáp ñ , cáp mang Dây cáp tăng cư ng ði n áp t n th t ñi n áp ð tin c y k t c u h th ng cung c p ñi n 242 710 6 79 80 9797 12 512 613 713 813 8 10 029 P Phân lo i sơ ñ c u trúc