Lựa Chọn Công Nghệ Cấp điện Cho đường Sắt đô Thị

Trang chủ » điện đường Sắt Là Gì » Lựa Chọn Công Nghệ Cấp điện Cho đường Sắt đô Thị

Có thể bạn quan tâm

logo CHỌN MỤC
  • Trang chủ
Lựa chọn công nghệ cấp điện cho đường sắt đô thị(Thứ tư, 15/04/2009 00:00 GMT+7)

Hiện nay ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh có nhiều dự án xây dựng ĐS đô thị đang được triển khai với các mức độ khác nhau. Tuyến ĐS trong các dự án đó thường có đoạn đi ngầm trong nội đô, bởi vậy có thể gọi chung là các tuyến Metro.

Hiện nay ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh có nhiều dự án xây dựng ĐS đô thị đang được triển khai với các mức độ khác nhau. Tuyến ĐS trong các dự án đó thường có đoạn đi ngầm trong nội đô, bởi vậy có thể gọi chung là các tuyến Metro. Khi thiết kế, bên cạnh việc lựa chọn công nghệ đường hầm, đường trên cao, đầu máy toa xe, thông tin tín hiệu, điều hành vận tải thì công nghệ cấp điện cho tuyến thường gặp rất nhiều khó khăn. Nguyên nhân là do đa số công nghệ nêu ra chưa được thực hiện ở Việt Nam, nên các kỹ sư thiết kế thường gặp khó khăn khi lựa chọn, và các cơ quan thẩm định, phê duyệt cũng không dễ dàng trong công tác đánh giá, phê chuẩn. Vì vậy, xin giới thiệu khái quát các hình thức cấp điện cho Metro, so sánh các ưu điểm, nhược điểm những mong giúp cho những người quan tâm có thể xem xét vấn đề rõ ràng hơn. Điện sức kéo dùng cho ĐS có thể là điện một chiều (DC) hoặc điện xoay chiều (AC). Sau đây là các cấp điện áp tiêu chuẩn thường dùng trên thế giới: 600 VDC cho tàu điện, 750 VDC và 1.500 VDC cho Metro, 3.000 VDC cho ĐS thường, 15.000 VAC và 25.000 VAC cho tàu cao tốc. Phân chia trên chỉ là tương đối. Về hình thức cấp điện có hai kiểu chủ yếu: Cấp điện trên cao, cấp điện ray thứ ba (ngoài ra, còn có cấp điện bốn ray, hai ray chạy tàu và hai ray cấp điện). Mạch điện cấp cho Metro có thể tóm tắt như sau: trạm nhận điện từ mạng phân phối, hạ điện áp xuống giá trị thích hợp, nắn thành điện một chiều, cấp điện dương lên đường dây dẫn chạy dọc theo ĐS, bộ phận lấy điện sẽ thu điện từ đường dây cấp cho các thiết bị trên tàu, dòng điện âm theo đường ray chạy tàu trở về trạm cấp để khép kín mạch điện. Như trên đã nói, ĐS đô thị chỉ dùng điện một chiều. Vấn đề là lựa chọn cấp điện áp và hình thức cấp điện nào. Ở đây xin không đề cập đến cấp điện bốn ray vì tính không phổ biến của nó. Trên thực tế, vì lý do an toàn chỉ có cấp điện ray thứ ba dùng điện áp thấp 750 VDC và cấp điện trên cao dùng điện áp 1.500 VDC. Vậy bài toán bây giờ lại là lựa chọn cấp điện ray thứ ba hay trên cao? Các tiêu chí để lựa chọn hình thức cấp điện là độ tin cậy, tính sẵn sàng, khả năng bảo dưỡng, độ an toàn và tính kinh tế. Đây là bài toán tổng hợp nhiều biến số và có thể nhiều kết quả. Có người lấy độ tin cậy và độ an toàn làm chính, có người lại lấy khía cạnh kinh tế làm chính. Có phương án rẻ hơn khi xây dựng nhưng độ tin cậy thấp hơn, bảo dưỡng khó khăn hơn sẽ làm tăng chi phí vận hành, thành ra kém về tính kinh tế. Có phương án xây dựng đắt tiền hơn nhưng độ tin cậy cao hơn, chi phí bảo dưỡng thấp hơn, về lâu dài khai thác lại có tính kinh tế cao. Hai hình thức cấp điện trên chỉ khác nhau phần dây dẫn điện dương và bộ phận tiếp điện vào thiết bị trên tàu, các bộ phận còn lại giống nhau. Hệ thống cấp điện trên cao bao gồm ba bộ phận: bộ phận cột và xà đỡ, bộ phận treo dây dẫn điện và bộ phận cần lấy điện trên nóc toa xe. Cơ cấu cột và xà đỡ không có gì đặc biệt. Vấn đề kỹ thuật chủ yếu là bộ phận treo dây tiếp xúc và cơ cấu cần lấy điện và tương tác giữa chúng. Dây dẫn điện dương được hệ thống cột xà đỡ và dây căng treo bên trên tim ĐS ở độ cao nhất định. Thanh trượt của cần lấy điện áp vào mặt dưới dây dẫn điện, khi tàu chạy, thanh trượt sẽ dọc theo đường dây để duy trì tiếp xúc điện. Để có sự tiếp xúc tốt giữa dây dẫn trên cao và cần lấy điện đòi hỏi sự ổn định về vị trí tương quan và áp lực giữa dây dẫn điện và thanh trượt của cần lấy điện. Do ảnh hưởng của gió, sự mất ổn định của bản thân hệ thống treo dây và do dao động của đoàn tàu, tốc độ đoàn tàu càng cao thì hệ thống càng mất ổn định làm cho việc cấp điện không trơn tru, liên tục, gây hậu quả xấu cho hoạt động của đoàn tàu. Đối với ĐS có tốc độ cao thì cơ cấu này rất phức tạp. Đối với ĐS đô thị thường có tốc độ 120km/giờ nên có thể áp dụng cơ cấu đơn giản hơn. Tuy nhiên hệ thống trên cao tối thiểu phải bao gồm các bộ phận sau đây: cơ cấu cách điện, dây căng chịu chịu lực, dây treo đỡ dây dẫn điện, các bộ căng dây tự động, các bộ chuyển tiếp giữa hai đường dây liền kề, các bộ phận giao cắt hai đường dây. Cần lấy điện bao gồm cơ cấu khung có điều khiển nâng hạ và thanh trượt gắn trên khung. Bề mặt trên của thanh trượt làm bằng graphít để lấy điện, tương tự như chổi than. Ưu điểm của hệ thống lấy điện trên cao là an toàn do phần tử mang điện đặt ở trên cao. Dùng điện áp cao nên dòng tải nhỏ, tổn thất đường dây thấp, khoảng cách giữa các trạm điện do đó có thể lớn hơn, có nghĩa là số lượng trạm điện cần thiết ít hơn. Tiếp xúc giữa dây dẫn điện và cần lấy điện ổn định, kể cả khi tàu chạy tốc độ cao. Nhược điểm của hệ thống là kết cấu phức tạp, không chắc chắn, phơi mưa gió nên chi phí xây lắp và bảo dưỡng cao, sự cố đứt dây dẫn điện thường hay xảy ra. Về mỹ quan thì hệ thống lấy điện trên cao phá vỡ cảnh quan đô thị vốn đã rất khó bảo toàn trong quá trình phát triển. Hệ thống cấp điện ray thứ ba gồm hai bộ phận chủ yếu: bộ phận ray dẫn điện và bộ phận má tiếp điện. Ray dẫn điện chạy song song với ray chạy tàu ở độ cao và cự ly cố định và bộ phận má tiếp điện gắn bên cạnh thân tàu áp mặt tiếp xúc của má tiếp điện vào mặt ray dẫn điện. Khi tàu chạy, cơ cấu đàn hồi của má tiếp điện luôn duy trì tiếp xúc để đảm bảo cấp điện liên tục trong điều kiện dao động của đoàn tàu. Má tiếp điện có thể áp vào mặt trên, mặt bên hoặc mặt dưới của ray dẫn điện, tùy theo kết cấu cụ thể. Tiếp điện mặt trên kém an toàn, tiếp điện mặt bên và mặt dưới an toàn hơn vì có thể dễ dàng lắp đặt kết cấu che chắn bảo vệ con người không chạm vào và các vật như rác, lá cây không làm mất tiếp xúc điện. Ray dẫn điện là thanh ray thép có bề mặt được bọc một lớp nhôm dày, thanh thép để chịu lực, lớp nhôm bọc để giảm điện trở dây dẫn. Ray cấp điện được cố định trên cơ cấu đỡ ray. Cơ cấu đỡ ray còn có chức năng cách điện để tránh dòng điện dò xuống đất. Đường ray dẫn điện không nhất thiết phải liên tục, nó có thể ngắt quãng và có thể chuyển từ bên này qua bên kia đường tàu tùy theo địa hình và yêu cầu an toàn. Bố trí nhiều má tiếp điện trên toa xe để đảm bảo cấp điện liên tục khi đường ray bị ngắt quãng. Ưu điểm của hệ thống lấy điện ray thứ ba là kết cấu gọn, đơn giản, chắc chắn, chi phí xây lắp và bảo dưỡng thấp hơn hệ thống điện trên cao. Áp dụng hệ thống ray thứ ba có thể giảm bán kính đường hầm, một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng tới giá thành xây dựng. Ưu điểm không kém phần quan trọng là hệ thống không gây ra phá vỡ cảnh quan xung quanh. Nhược điểm của hệ thống là cơ cấu mạng điện đặt dưới thấp bị hạn chế về kích thước, cự ly cách điện bị giảm, không áp dụng được điện áp cao nên khả năng cung cấp công suất cho động cơ điện kéo cũng bị hạn chế, do đó phải dùng nhiều trạm cấp điện hơn. Hệ thống ray thứ ba cho phép vận tốc tàu tối đa là 160km/giờ. Trên vận tốc đó, cơ cấu má tiếp điện hoạt động không ổn định. Nhược điểm nữa của hệ thống là do đặt phần tử mạng điện ở dưới thấp có thể gây nguy hiểm cho con người, nhất là cho đội ngũ công nhân bảo dưỡng ĐS. Tuy nhiên hiện nay có rất nhiều biện pháp để ngăn ngừa tai nạn, chẳng hạn như cắt điện khi bảo dưỡng đường. So sánh giữa hai hình thức cấp điện theo các tiêu chí nói trên có thể rút lại như sau: về độ tin cậy, khả năng sẵn sàng và khả năng bảo dưỡng, hình thức ray thứ ba cao hơn. Về độ an toàn, hình thức cấp điện trên cao bảo đảm hơn. Về kinh tế, có thể coi tương đương nhau hoặc phân tích kỹ thì cấp điện ray thứ ba rẻ hơn. Cấp điện ray thứ ba tuy đòi hỏi số lượng trạm điện nhiều hơn, nhưng do kết cấu nhỏ gọn, đơn giản, chắc chắn nên giá xây lắp và chi phí bảo trì thấp hơn, bán kính đường hầm nhỏ hơn dẫn đến chi phí xây dựng thấp hơn. Đặc biệt về mặt mỹ quan vượt trội hơn hẳn hình thức lấy điện trên cao. Tuy nhiên hiện còn đang có nhiều quan điểm khác nhau. Trên thế giới cũng vậy. Ở châu Âu, hầu hết các nước đều áp dụng ray thứ ba cho Metro. Ở châu Á, Singapore cấm áp dụng cấp điện trên cao cho Metro vì lý do bảo vệ cảnh quan, trong khi đó ở Nhật Bản chỉ dùng cấp điện trên cao. Ở nước ta, tuyến ĐS đô thị số 1 Bến Thành - Suối Tiên tại TP. Hồ Chí Minh đã lựa chọn hình thức cấp điện trên cao, trong khi đó các tuyến ở Hà Nội thiên về cấp điện ray thứ ba. Thống nhất hình thức cấp điện cho ĐS đô thị ở Việt Nam là rất khó, vì nhiều lý do khác nhau. Hy vọng các thông tin trên phần nào giúp cho các nhà đầu tư dễ dàng hơn trong việc lựa chọn công nghệ cấp điện cho các tuyến Metro trong tương lai. KH (Sưu tầm) CÁC TIN KHÁC

Novachip chuẩn bị áp dụng vào đường cao tốc TP.HCM - Trung Lương (14/04/2009)

Ứng dụng máy tính công nghiệp trong giao thông công cộng (14/04/2009)

Indonesia sắp xây cầu treo dài nhất thế giới (14/04/2009)

Về một phương pháp quy hoạch giao thông đô thị ở Trung Quốc (14/04/2009)

Kinh nghiệm phát triển giao thông công cộng tốc độ cao của các nước Canada, Braxin (14/04/2009)

© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

Giấy phép số 48/GP-TTĐT ngày 02/10/2014 Điện thoại: (024) 38224464 Fax: (024) 38221066; Email: tinbai@mt.gov.vn Ghi rõ nguồn 'Cổng Thông tin điện tử Bộ Giao thông vận tải' hoặc 'www.mt.gov.vn' khi phát hành lại thông tin từ các nguồn này.

Từ khóa » điện đường Sắt Là Gì