Báo cáo khoa học: "NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HÌNH THỨC TIẾP ĐIỆN TRONG CUNG CẤP ĐIỆN GIAO THÔNG ĐIỆN ĐƯỜNG SẮT" pptx

DT 2 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. 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 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. CT DT đạt 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 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 DT 2 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 trên không (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 CT DT xây l ắp vận hành và bảo vệ vận hành tương đối 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 thước đường hầm, chi phí đầu tư hệ thống cao, chi phí cho phương tiện không có sự khác biệt. Cho phép tối ưu hoá đường kính đường hầm. Chi phí đầu tư hệ thống thấp, chi phí cho phương tiện không có sự khác biệt. Tuổi thọ sử dụng Khoảng trên dưới 15 năm Có thể đạt trên 60 năm 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. Không ảnh 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 phân tán Giá trị dòng điện phân tán lớn. Giá trị dòng điện phân tán 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 khai thác ngoài tầm hưởng 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. Chịu ảnh 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 2006) . 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. 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. 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