- Tính ổn định của khối tuabin máy phát thay đổi.
TỔNG QUAN VỀ GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT CHẠY ĐIỆN 3.1 Giới thiệu chung về giao thông điện
3.2 Đặc điểm tiêu thụ công suất giao thông điện
Công suất tiêu thụ một đoàn tầu phù thuộc vào vận tốc và gia tốc nó vận hành trong một khoảng thời gian. Nó được tính toán dựa trên đặc tính lực kéo (được cung cấp bởi nhà sản xuất động cơ), số hành khách và khoảng cách giữa hai trạm dừng đón khách. Chu trình làm việc của một đoàn tầu điện giữa hại trạm dừng đón khách bao gồm bốn trạng thái hoạt động: khởi động và tăng tốc, cân bằng tốc độ, chạy với vận tốc không đổi và cuối cùng là giảm tốc và dừng tầu. Trong hình 3.2 chỉ ra cho thấy diễn biến của tốc độ, công suất lực kéo và điện năng tiêu thụ của phương tiện giao thông sức kéo điện trong mỗi giai đoạn làm việc.
Trong giai đoạn (I), tại trạm đi, tầu khởi động, di chuyển với trạng thái gia tốc dương (a > 0), vì thế vận tốc tăng. Lúc này lực kéo lớn nhất, công suất tiêu thụ tăng dần. Khi đoàn tầu đạt đến tốc độ thấp hơn tốc độ không đổi, công suất tiêu thụ
Hình 3.2: Mô tả trạng thái làm việc của tầu sắt chạy điện trong một hành trình giữa hai trạm dừng
lớn nhất, lực kéo giảm dần, thể hiện ở vùng (II). Ở vùng (III), vận tốc đạt đến giới hạn cần thiết (giữ nguyên tốc độ) và gia tốc bằng không, lực kéo và công suất tiêu thụ nhỏ nhất. Trong vùng trạng thái (IV), hãm tốc bắt đầu, gia tốc âm với một hệ số không đổi, động cơ làm việc với chế độ máy phát (lực kéo âm “-”, công suất tiêu thụ “-”), năng lượng thu được hồi trả về lưới thông qua hệ thống hãm tái sinh năng lượng. Cuối cùng dừng tại trạm (v = 0, a = 0) kết thúc một hành trình giữa hai trạm. Công suất tiêu thụ của ĐSCĐ tuỳ thuộc vào yêu cầu của các loại giao thông điện được thống kê trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Phân loại hệ thống giao thông ĐSCĐ và công suất tiêu thụ
Hệ thống đường sắt Công suất tiêu thụ Xếp loại
Đường sắt hạng nhẹ < 1MW Thấp
Đường sắt ngoại ô 3 – 4 MW Trung bình
Đường sắt tốc độ cao 4 – 6 MW Trung bình
Đường sắt cao tốc 8 – 10 MW Lớn
Vận tải nặng Châu Âu 6 – 10 MW Lớn
Vận tải nặng Mỹ 18 – 24 MW Rất lớn
- Đường sắt hạng nhẹ (Light Rail): đặc trưng bởi tần suất hoạt động cao, dừng trạm nhiều (mỗi trạm cách nhau tối thiểu 1km đến 2km) thường là loại giao thông đô thị, sử dụng dòng DC và công suất tiêu thụ thấp dưới 1MW.
- Đường sắt ngoại ô (Commuter Trains): thường thì công suất cao hơn khoảng 3MW đến 4MW. Khoảng cách dừng trạm trung bình là 10km.
- Đường sắt tốc độ cao ngoại ô (High speed Interc - city rails): kết nối giữa các thành phố lớn trong một quốc gia. Có đặc trưng là khoảng cách dừng giữa trạm xa và tốc độ cao hơn, công suất tiêu thụ 4MW đến 6 MW.
- Đường sắt cao tốc (Very Fast Commuter Trains): đây thế hệ giao thông vận tải ĐSCĐ hiện đại như Shinkansen- N700 của Nhật, TGV – EST của Pháp, AVE của Tây Ban Nha, ICE của Đức, ETR của Ý, SAPSAN của Nga, CRH3
của Trung Quốc. Tốc độ rất cao. Do tốc độ cao công suất tiêu thụ trung bình khoảng 8MW đến 10MW.
- Vận tải nặng (Freight Trains): thường tốc độ chậm hơn nhưng tiêu thụ công suất rất lớn, ở Châu Âu công suất khoảng 6 đến 10MW, trong khi đó ở Mỹ công suất tiêu thụ rất lớn từ 18MW đến 24MW.
Về phân loại tiêu thụ điện ĐSCĐ là hộ tiêu thụ loại I với các yêu cầu: cung cấp liên tục, độ tin cậy cao, chất lượng cao. Do đó yêu cầu sơ đồ cung cấp từ hai phía cho trạm điện kéo và mạng tiếp xúc. Trạm điện kéo phải có hai bộ biến áp đối với giao thông điện xoay chiều, hoặc hai bộ biến áp và chỉnh lưu đối với giao thông điện một chiều, mô tả như hình 3.3.
Hình 3.3: Sơ đồ khối cung cấp từ hai phía cho trạm điện kéo và mạng tiếp xúc