Mạng cao áp và trạm điện kéo - Pgs.Ts.Đàm Quốc Trụ phần 5

Chia sẻ: Sadsadas Dsadsadsa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những lý thuyết trong tài liệu cho phép áp dụng vào các bài toán như: bài tập lớn, thiết kế môn học và đồ án tốt nghiệp

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mạng cao áp và trạm điện kéo - Pgs.Ts.Đàm Quốc Trụ phần 5

Mô men ch ng u n riêng khi ñ t n m thanh cái: Wp = 10–9bh2/6 khi ñ t d ng thanh cái lên: Wn = 10–9b2h/6 Hình 3–27. Sơ ñ b trí h thanh cái 3 pha, thanh cái d ng Trong ñó: h,b. Chi u cao và chi u r ng thanh cái (mm) l. Kho ng cách gi a các s cách ñi n (mm) a. Kho ng cách gi a các pha (mm) ði u ki n ñ b n cơ h c c a dây d n khi ch y qua 1 dòng ñi n xung kích: σtt ≤σchp σchp– ng su t cho phép trong v t li u dây d n. MN/m2 ng su t cho phép khi u n cong ñ i v i thanh cái b ng ñ ng l y 170, nhôm là 80, thép –190 MN/m2 3.4. TÁC D NG NHI T C A DÒNG ðI N NG N M CH Dòng ñi n ch y trong dây tr n ho c dây b c cách ñi n ñ u to ra m t nhi t lư ng do 2 ch ñ phát nóng: dòng ñi n làm vi c và dòng ñi n ng n m ch. M c ñích c a tính toán nhi t là xác ñ nh nhi t ñ phát nóng dây d n khi có dòng ñi n ch y qua dài h n ch ñ làm vi c bình thư ng và dòng ñi n ng n m ch t c th i và so sánh chúng v i nhi t ñ c c ñ i cho phép ñ i v i các dây d n làm vi c dài h n a) Ch ñ làm vi c dài h n Dòng ñi n ch y trong dây d n lâu dài d n ñ n ch ñ phát nóng n ñ nh c a dây d n. Trong ch ñ này nhi t lư ng to ra trong dây d n Q b ng t ng nhi t lư ng làm nóng dây d n Q1 và nhi t lư ng Q2 khu ch tán ra môi trư ng xung quanh dQ = dQ1 + dQ2 Trong ñó: dQ1 – Vi phân nhi t lư ng làm nóng dây d n có kh i lư ng G, nhi t dung riêng c, và ñ tăng nhi t ñ dτ dQ1 = Gcdτ dQ2 – Vi phân nhi t lư ng to ra môi trư ng bên ngoài trong th i gian dt, v i h s truy n nhi t k (W/cm2.K); F – di n tích b m t dây d n(cm2); ñ chênh nhi t gi a b m t v i môi trư ng τ (K). dQ2 = kFτdt MCA&T§K • 69
Coi ñi n t dây d n r không ñ i, dòng ñi n trong dây d n I: dQ = I2rdt Gcdτ + kFτdt = I2rdt Gi i phương trình vi phân có I 2r   kFt − 1 − e Gc  τ= kF     Trong ñó: t – th i gian, giây ð t Gc/(kF) = T ñư c g i là h ng s th i gian c a dây d n và b ng t s kh năng h p th nhi t c a dây d n v i kh năng truy n nhi t c a nó. T i ch ñ xác l p khi t = ∞ I2r ñ tăng nhi t ñ b ng τy = và cu i cùng phương trình ñ t nóng dây d n có d ng: kF   t 1 − e T  τ =τ y    Hình 3–28. ð th phát nóng và làm ngu i dây d n khi làm vi c bình thư ng Khi ng t m ch, dQ = 0 –> dQ1=dQ2 –> GC dτ + kFτdt =0. Gi i phương trình vi phân có t − τ = τy e T Trên hình 3–28 là ñ th nhi t ñ ñ t nóng và làm ngu i c a dây d n t th i ñi m ñóng m ch ñi n ñ n th i ñi m ng t m ch b) Phát nóng dây d n b i dòng ñi n ng n m ch Khi ng n m ch dòng ñi n ng n m ch xu t hi n trong kho nh kh c t m t vài ph n trăm giây ñ n m t vài giây. Trong kho ng th i gian nh như v y không k p x y ra quá trình truy n nhi t ra môi trư ng, toàn b nhi t lư ng làm tăng nhi t ñ c a dây d n. Quá trình phát nóng dây d n như th không truy n nhi t ñu c g i là ño n nhi t. Phương trình cân b ng nhi t c a quá trình ño n nhi t có d ng sau ñây: i2nmt.rdt = Gcdθnm 70 • MCA&TðK
Trong ñó: inmt– dòng ñi n ng n m ch A dt – kho ng th i gian nh , s dθnm – s thay ñ i nh c a nhi t ñ phát nóng khi ng n m ch, K Bi u th c ñi n tr r qua ñi n tr su t ρ,Ωm c a dây d n, ñây r = ρ(l/s) trong ñó l – chi u dài dây d n, m; s– di n tích dây d n, mm2 còn G là kh i lư ng dây d n, th hi n qua ñ ñ m ñ c c a v t li u có: kh i lư ng riêng ρmc,r/cm3; phương trình cân b ng nhi t trong d ng sau ñây i2nmtρ(l/s)dt = cρmcsldθnm (3.21) Khi gi i phương trình 3.21 c n chú ý r ng trong quá trình phát nóng dây d n ñi n tr c a nó thay ñ i ph thu c vào nhi t ñ ban ñ u rτ = ρ0(1+αθ)(1/s) Trong ñó: ρ0– ñi n tr su t c a dây d n, Ωm θ – nhi t ñ α – h s nhi t ñi n tr , K–1 Nhi t dung riêng thay ñ i c = c0 (1+βθ) c0 nhi t dung riêng c a dây d n (Jun/kgK) nhi t ñ ban ñ u 0. β H s nhi t ñ c a truy n nhi t, K–1 Th c hi n m t vài bi n ñ i tương ng trong phương trình (3.21) và l y tích phân v trái c a phương trình theo th i gian t khi b t ñ u xu t hi n ng n m ch dòng ñi n trong m ch (t=0) ñ n th i ñi m ng t dòng ñi n ng n m ch tng t, còn v ph i c a phương trình nhi t ñ trong gi i h n s thay ñ i c a nó sau th i gian ng n m ch t θ ñ n θk, ta nh n ñư c θ t ngat c0 ρ mc 1 + βθ 1 ∫ ρ 0 ∫ 1 + αθ dθ inmt dt = 2 (3.22) s2 0 0 V trái c a phương trình (3.22) có th coi như m t xung nhi t Anm bao trùm lên dây d n b i dòng ñi n ng n m ch, tính toán v ph i c a phương trình 3.22 ñư c th c hi n theo ñư ng cong trên hình 3.29 có nghĩa là n u: t ngat ∫i dt = A nm thì có th ñưa phương trình 3.22 v d ng sau ñây: 2 nmt 0 A nm 1 S2 = Anm = A − AH ; A − AH s2 Trong ñó: A – Xung nhi t tương ng v i nhi t ñ ñ t nóng AH – Xung nhi t t dòng ñi n ph t i x y ra khi ng n m ch L i gi i gi i tích c a phương trình 3.22 r t khó do nh ng nguyên nhân như sau: ðư ng cong dòng ñi n ng n m ch có d ng ph c t p, ñi n dung riêng c và ñi n tr riêng ρ trong quá trình ñ t nóng t thay ñ i MCA&T§K • 71
ð tính toán th c t ñưa ra khái ni m th i gian gi ñ nh tgd và dòng ñi n ng n m ch xác l p I∞, khi ñó v ph i c a phương trình 3.22 có d ng t ngat ∫i dt = I 2 ∞ t gd 2 (3.23) nmt 0 Bi u th c 3.23 có th mô t i b ng ñ th hình 3.30 Gi s năng lư ng dòng ñi n ng n m ch sau th i gian t to ra trong dây d n m t s lư ng nhi t Q1, khi mà v i dòng ñi n xác l p I∞ thì th i gian ph i là tgd, khi ñó tho mãn ñi u ki n Q1 = Q2, nghĩa là vi c l a ch n h ng s tgd, khi ñó nh tính toán, coi r ng năng lư ng xác l p c a dòng ng n m ch I∞ trong dây d n ñư c hi u là cũng s nhi t lư ng y ph i suy gi m trong kho ng th i gian dài h n td. Ch ng nào dòng ñi n ng n m ch bao g m các thành ph n chu kỳ và không chu kỳ thì th i gian chung g m 2 thành ph n: tgd = tgdck + tgdkck Trong ñó: tgdck – th i gian gi ñ nh chu kỳ; tgdkck – th i gian gi ñ nh không chu kỳ. Th i gian chu kỳ c a dòng ng n m ch ñư c tính d a trên ñư ng cong hình 3–31. ñây th i gian th c ng n m ch b ng t ng th i gian tác ñ ng c a thi t b b o v ttñ và th i gian, tác ñ ng c a máy c t cao áp tmc, nghĩa là t = ttñ + tmc. Th i gian c a dòng ñi n ng n m ch không chu kỳ có th ñư c xác ñ nh b ng gi i tích và tính ñư c theo công th c sau: t − Ta 2 I” e tat = Hình 3–29. ðư ng cong ñ xác ñ nh nhi t ñ phát nóng dây d n khi ng n m ch 1. Thép A– Xung nhi t θmax– nhi t ñ phát nóng c c ñ i dây d n 2. Nhôm 3. ð ng 72 • MCA&TðK
Hình 3–30. ð c tính bi n ñ i dòng ñi n ng n m ch a) Không có t ñ ng ñi u ch nh kích t b) V i t ñ ng ñi u ch nh kích t Hình 3–31. Tr s th i gian gi ñ nh c a thành ph n bi n ñ i chu kỳ c a dòng ñi n ng n m ch khi có APB β’’– Quan h t l I’’/I∞– tính theo ñơn v tương ñ i, do ñó t − t t t − 0 , 5Ta ∫i ∫e dt = 2 I dt = I Ta (1 − e 0 , 5Ta 2 2 '' 2 ) nma 0 0 MCA&T§K • 73
t t t t − − ∫i ∫ dt = 2 I ∞ t gdkck = 2 I " dt = I Ta (1 − e 0 , 5Ta 0 , 5Ta 2 2 2 '' 2 Ho c ) e nma 0 0 t − I Ta (1 − e 0 , 5Ta ''2 ) T ñó: tgdkck = , v i tr s trung bình Ta = 0,05 giây và t = 0,01 2 I∞ t I ''2 − = β ' '2 , nh n ñư c tgdkck = 0,05 β ' '2 0 , 5Ta giây có th l y e = 0. Thay (3.24) 2 I∞ Chia v ph i và v trái c a bi u th c (3.24) cho s2, nh n ñư c giá tr xung nhi t ng n m ch, A2.giây/mm2. Anm = A – AH = I2∞.tgd/s2 (3–25a) Trong ñó A, AH – xung nhi t t ng và xung nhi t ch ñ làm vi c bình thư ng A giây/mm2, ho c là 2 2 I ∞ t gd I ∞ t gd s2 = ;s= . (3–25b) A − AH A − AH B ng 3.2. Nhi t ñ cho phép ñ t nóng thanh cái và dây cáp ch ñ làm vi c dài h n và khi ch u dòng ng n m ch h ng s Ct, τcpdh, 0C τmax, 0C D ng dây d n kA.giây1/2/mm Thanh cái: ð ng +70 300 0,171 Nhôm +70 200 0,088 Thép +70 300 0,06 Cáp v i cách ñi n dùng gi y... ng v i ñi n áp, kV 3 +80 200 0,141/0,085 6 +65 200 0,141/0,085 10 +60 200 0,141/0,085 20 và 35 +50 125 0,141/0,085 Cáp và các dây d n cách ly b ng cách ñi n PVC +55 150 0,114/0,075 XLPE +55 120 0,094/0,065 Ghi chú: H ng s Ct – tính cho cáp v i dây ñ ng n m t s , còn nhôm n m m us . Cho nhi t ñ gi i h n c a dòng ñi n khi ng n m ch (b ng 3.2) và nhi t ñ gi i h n c a dòng ñi n ch ñ làm vi c bình thư ng, có th thay s khác nhau c a xung 74 • MCA&TðK
A − AH . Khi ñó s nh n ñư c bi u th c như sau ñ xác ñ nh nhi t b ng 1 h ng s Ct = ti t di n c a dây d n: I∞ smin = t gd Ct Trong ñó: Ct – h ng s Tương ng v i bi u th c (3–25) A = AH + Anm, Anm = I∞2tgd/s2 Nh ng bi u th c trên dùng ñ xác ñ nh nhi t ñ c a dây d n khi ng n m ch theo các ñư ng cong hình 3–29. Trình t xác ñ nh nó như sau: a, Nh nhi t ñ cho trư c c a dây d n ch ñ ñ nh m c θ (trên hình 3–29) theo ñư ng cong (ví d v i dây ñ ng) tìm ñư c giá tr xung nhi t c a dòng ñi n AH, tương ng v i nhi t ñ này. b, Xác ñ nh xung nhi t Anm c a dòng ñi n ng n m ch theo bi u th c (3–25) c, Tìm xung nhi t t ng A theo bi u th c (3–26) d, Theo ñư ng cong ng v i giá tr A xác ñ nh ñư c nhi t ñ c a dây d n θnm MCA&T§K • 75
Câu h i ôn t p ki m tra ñánh giá chương 3. 1/Phân lo i tr m ñi n kéo . 2/C u trúc tr m ñi n kéo cho giao thông ñi n dòng m t chi u ñư ng dài . 3/C u trúc tr m ñi n kéo cho giao thông ñi n xoay chi u ñư ng dài t n s công nghi p 50hz. 4/C u trúc tr m ñi n kéo cho giao thông ñi n xoay chi u ñư ng dài t n s nh hơn 50hz. 5/C u trúc h th ng cung c p ñi n giao thông ñư ng s t ñư ng dài dòng ñi n m t chi u . 6/C u trúc h th ng cung c p ñi n giao thông ñư ng s t ñư ng dài dòng ñi n xoay chi u t n s 50 hz . 7/C u trúc tr m ñi n kéo c p ñi n cho xe ñi n ng m. 8/C u trúc h th ng cung c p ñi n giao thông vòng ngoài (cao áp) cho xe ñi n ng m . 9/C u trúc tr m ñi n kéo c p ñi n cho tàu ñi n bánh s t và tàu ñi n bánh hơi (600v) v i 1 và nhi u t máy . 10/C u trúc tr m ñi n kéo c p ñi n cho tàu ñi n bánh s t và tàu ñi n bánh hơi (600v) v i 1 và nhi u t máy có s d ng ch nh lưu ñi u khi n . 11/Các lo i s c ng n m ch trong lư i ñi n 3 pha và các ñ c ñi m c a nó . 12/Các phương pháp tính toán ng n m ch h th ng 3 pha và các ñ c ñi m c a t ng phương pháp . 13/Tính toán ng n mach thi t bi dưói 1000 v . 14/Tác ñ ng ñi n ñ ng c a dòng ñi n ng n m ch . 15/Tác ñ ng nhi t c a dòng ñi n ng n m ch . 76 • MCA&TðK
Chương 4 C U TRÚC TR M ðI N KÉO (TðK) 4.1. TR M ðI N KÉO DÒNG ðI N XOAY CHI U Sơ d nguyên t c c a m t trong các tr m ñư ng s t ñi n khí hóa h th ng dòng ñi n xoay chi u 25kV v i 2 tr m ñi n kéo TðK1 và TðK2 ñư c th hi n trên hình 4–1. L−íi ®iÖn 110 kB TruyÒn t¶i A B C 1 4 Tr¹m §K II Tr¹m §K I 4 2 15 15 11 12 10 kB 17 13 12 11 13 10 3 3 10 16 §§K 380 B 4 4 6 6 C C b a 27,5 kB 27,5 kB a b 5 14 14 14 78 8 9 CC2D CC2D 18 D©y tiÕp xóc 14 22 Ga A 19 19 21 22 23 20 §M§ Ga B Ray ®−êng s¾t Hình 4–1: Cung c p ñi n ño n ñư ng s t ñi n khí hoá b ng dòng ñi n xoay chi u 25kV Trong sơ ñ g m: 1– ðưòng dây vào ñi n áp cung c p cao áp 110kV, 2 – Thi t b phân ph i 110 kV, 3 – Máy bi n th h áp 110/27,5 kV, 4 và 5 – Thi t b phân ph i 27,5kv 7,8 và 9 – ðư ng dây m ng ñi n kéo tương ng v i các pha a,b và c, 10 – Dây cung c p cho ph t i riêng, 11 và13 – Dây cung c p cho ph t i không ñi n kéo 14 – ðư ng dây 2 dây trên không và ray, 6 –Máy bi n th cho nhu c u riêng, MCA&T§K • 77
15 và16 – Máy bi n th và ñư ng dây cung c p cho t ñ ng và ñi u khi n xa (tín hi u ch y tàu..), 17 – Dao cách ly, 18, 20 và 22 –Khu ño n lư i dây ti p xúc, 19 – Kho ng cách không khí (cách ly hai khu ño n dây ti p xúc), 21 – T m trung tính trong kho ng cách không khí, 23 – C n ti p ñi n c a ñ u máy, ððK – ðư ng dây cao áp cung c p cho thi t b t ñ ng ñi u khi n ñóng ñư ng t ñ ng, CC2D – H th ng 2 dây tr i và ray, A, B và C – Các pha c a ñư ng dây cao áp, a,b và c – Các pha c a máy bi n th . ðMð – ð u máy ñi n Các tr m ñi n kéo ñư c ñ t g n nhà ga A và B. ðư ng dây truy n t i ñi n năng 110kV ñ m b o cung c p cho TðK1 và TðK2. Theo l dây cao áp 1 qua thi t b phân ph i 2 110kV, ñi n áp sơ c p ñ t vào máy bi n th h áp 3 pha 3 cu n dây (3). Hai máy bi n th c a m i tr m ñi n kéo, ñôi khi là 3 MBA(trên so ñ 3 MBA ch th hi n 1MBA). Các MBA làm vi c riêng r và c p ñi n cho t ng ño n khác nhau c a m ng dây ti p xúc. Trong các MBA ñi n áp sơ c p 110kV ñư c gi m ñ n 27,5KV m t dây qu n th c p dùng cho ñi n kéo và gi m ñ n 35kV ho c 10kV dây qu n th c p th 2. B ng các thi t b phân ph i l thiên 12 (10kV) trong ñó bao g m máy bi n th h áp b i thanh ngang 13, ñư ng dây cung c p ñi n 11 th c hi n cung cáp ñi n cho ph t i phi ñi n kéo (các ph t i khu v c ñư ng s t ñã qua). ð ñ t t i ñ ng ñ u cho c 3 pha c a h th ng cao áp cung c p phía ngoài (DCA), dây qu n sơ c p c a các máy bi n th và các pha c a DCA n i v i nhau m t cách luân phiên. N u kí hi u các pha c a DCA b ng ch “ca” và các pha c a máy bi n th “BT” thì ta nh n ñư c cách ñ u n i Aca–CBT, Bca–BBT, Cca–ABT, cho TðK1 và Aca–BBT, Bca– ABT, Cca–CBT cho TðK2. T dây qu n th c p c a máy bi n th ñi n áp 27,5kV nèi lên m ng dây ti p xúc và ray. T pha C theo phi ñơ cung c p 7 ñi n áp nèi v o ray. Lư i ti p xúc c a nha ga A 20 và c a khu gian phía cu i trái nhà ga n i v i thanh cái c a pha A qua ®−êng d©y 27,5kV. Lư i ti p xúc c a khu gian 22 phía ph i nhà ga A ñ u v i thanh cái pha B. ð ñ u khu ño n m ng ti p xúc v i cùng m t pha (ñ i v i TðK1 ñ u v i pha a), lư i ti p xúc ñư c phân ño n b i kho ng cách không khí 19. ð u các ño n liÒn kÒ tíi nh ng pha khác nhau a và b có th d n ñ n ng n m ch các pha c a máy bi n th , vì th nh ng khu ño n như trên ñư c phân t¸ch b i 2 kho ng cách không khí 19 và thanh trung tính 21. V i thanh trung tính 21 lo i tr c trư ng h p ng n m ch s c c a các pha a và b c a máy bi n th h áp 3 b i các thanh ti p ñi n c a ñoàn tàu khi ñi qua các khu gian như v y c a lư i ti p xúc. Chi u dài c a thanh trung tính c n ph i l n hơn kho ng cách gi a các c n ti p ñi n ngoài cùng c a ñàu máy ñi n ho c ñoàn tàu t hành. 78 • MCA&TðK
Trên ño n lư i ti p xúc 22 gi a các nhà ga A và B ñi n áp ñư c cung cÊp t 2 TðK1 và TðK2. V i ñi u ñó lư i ñi n khí ñư c cung c p t 2 phía. T thanh cái 27,5kV ñi n năng ñư c c p cho các ph t i nhu c u riêng c a TðK (cung c p cho m ch ñi u khi n, t u ñi n, chi u sáng, sư i m…) và các ph t i không ph i ñi n kéo(thi t b ño lư ng). Các máy bi n áp cho nhu c u riêng không ph i ñi n kéo, vÒ nguyên t c không ít h¬n 2 ®Ó ñ m b o cung c p ñi n năng cho m ch ñi u khi n, khóa ñư ng liên ñ ng, chi u sáng. ð ñơn gi n trên sơ ñ 4–1 có m t máy bi n th cho nhu c u riêng 6 ñóng m ch ®−êng d©y 27,5kV (trên sơ ñ không ch rõ). T thanh cái 380V theo dây d n 10 cung c p d phòng, ñi n năng ñư c c p cho các ph t i c a nhu c u riêng còn qua máy bi n th 15 và ñư ng thông tin liên l c 16 các máy bi n áp công su t nh và các t rơle cho các khóa ñư ng liên ñ ng (Hình 3–8). ð ñ m b o d tr cung c p ñi n, các thi t b ñóng ñư ng t ñ ng và khóa liên ñ ng ®ãng m ch vào các ga li n k . ði u ñó t o kh năng cung c p cho ñư ng dây t tr m ñi n kéo b t kì TðK1 ho c TðK2 theo sơ ñ cung c p ñi n 2 phía khi dao cách li ñóng m ch 17. Khi dao cách li m 17 thi t b ñóng ñư ng t ñ ng và khóa liên ñ ng ñ t t i m i ga ñư c cung c p t h th ng riêng c a m×nh (h th ng cho nhu c u riêng) theo sơ ñ cung c p 1 phía. Nh ng ph t i không ph i ñi n kéo dïng cho công tác khai thác ñư ng, nó ñi qua ®−êng d©y 27,5 v i các máy ng t v nh n ñi n năng theo h th ng 2 dây tr i víi ray. Hai dây c a m i tr m ñ t trên c t dây ti p xúc, chúng liªn quan v i nhau b i dao cách li. Máy bi n th h¹ ¸p ® u v i các dây d n này và ray. ch ñ làm vi c bình thư ng m t n a trái c a h th ng 2 dây tr i víi ray ñư c c p ñi n t TðK1, còn n a bên ph i ñư c c p ñi n t TðK 2, dao cách ly m . Khi ng t m t trong các tr m ñi n kéo ngư i ta ñóng dao cách ly, và t t c ñư ng dây c a h th ng 2 dây tr i víi ray nh n ñi n năng t tr m ñi n kéo ñang làm vi c. 4.2. TR M ðI N KÉO DÒNG ðI N M T CHI U Sơ ñ nguyên t c cung c p ñi n ño n ñư ng s t ñi n khí hóa cho h th ng dòng ñi n m t chi u 3kV th hi n trên hình 4–2. Khu gian ñư c cung c p ñi n năng do 2 tr m ñi n kéo TðK1 và TðK2. §Êu vào ñư ng d©y truy n t i ñi n năng DCA 110kV là các tr m ñi n kéo v i các l vào 1. ði n áp sơ cáp 110kV tác d ng vào máy bi n th h áp 3 qua các thi t b phân ph i l thiên ñư ng d©y 110kV2. B ng máy bi n th này ñi n áp sơ c p gi m ñ n 10kV và sau ñó qua các thi t b phân ph i 4 nèi lªn thanh cái 10kV. B bi n ñ i,bao g m máy bi n th ñi n kéo 5 và ch nh lưu 6, cho dòng ñi n ch nh lưu v i ñi n áp 3,3kV l ra nèi lªn thanh cái dương và thanh cái âm.Các thi t b phân ph i c a thanh cái dương 7 và thanh cái âm 8 ñư c ñ t trong nhà cũng như ngoài tr i c a tr m ñi n kéo. M ng ñi n kéo ño n ñư ng s t ñư c t o b i ñư ng ray và các lư i ti p xúc phân ño n nhê các kho ng cách không khí 21 trên các ga A, B và khu gian 22. Lư i ti p xúc n i v i thanh cái “+” b i các dây cung c p(phi ñơ 10 c a lư i ti p xúc) qua các máy ng t c a các thi t b phân ph i 9, cßn ray – phi ñơ ray 24 nèi víi thanh cái âm c a tr m ñi n kéo. Như th , c n ti p ñi n 23 trên ñoàn tàu s nhËn ®−îc ñi n áp 3,3kV. MCA&T§K • 79
Các thi t b c a h thông nhu c u riêng, các t ñóng khóa ñư ng t ñ ng và ph t i môtơ ñư c cung c p ñi n năng t thanh cái 10kV c a máy bi n th h¹ ¸p 14 và theo m ch 15 v o m ch16,18. D phòng cung c p ñi n cho các thi t b ñóng khóa ñư ng t ñ ng tương t như h th ng cung c p ñi n xoay chi u. Các ph t i không ph i ñi n kéo ñư c ñ t d c 2 bên tuy n ñư ng s t nh n cung c p ñi n năng t ñư ng dây cao áp DCA 10kV phân ño n b ng dao cách li 19. Hình 4–2 Cung c p ñi n cho ño n ñư ng s t ñi n khí hoá b ng h th ng dßng ñi n m t chi u ñi n áp 3kV L vào Thi t b phân ph i 110kV Máy bi n th h áp Thi t b phân ph i 10kV Máy bi n áp ñi n kéo Ch nh lưu 7–9 Thiét b phân ph i 3,3kV 10. Phi ñơ m ng ti p xúc 11–13 Thanh cái, thi t b phân ph i và ñư ng dây cung c p c a TðK cho ph t i khu v c 14. Máy bi n th cho nhu c u riêng 15. Dây cung c p cho ph t i dùng riêng c a TðK 16,18. Máy bi n áp cho T§K (T ñi u khi n) 17,19. Các dao cách ly 20,22. Khu ño n m ng ñi n kéo 21. Kho ng cách không khí 23. C n ti p ñi n 24. Phi ñơ ray TðK1, TðK2– Tr m ñi n kéo (TΠ1, TΠ2) BΠ 10kV ñư ng dây 3 pha ñi n áp 10kV BD – ðư ng dây c p ñi n cho công tác b o dư ng ñư ng s t 80 • MCA&TðK
. Hình 4–2. Cung c p ñi n cho ño n ñư ng s t ñi n khí hoá b ng h th ng dây ñi n m t chi u ñi n áp 3kV MCA&T§K • 81
Các tr m ñi n kéo công nghi p và khu v c ñ u vào dây qu n th c p th 35kV c a máy bi n th h áp 3 nh n i ngay v o thanh c¸i 11(thanh cái tr m ñi n cho ph t i khu v c) và ñư ng dây cung c p 13. S khác bi t nhÊt c a tr m ñi n kéo dòng ñi n m t chi u v i ñi n áp sơ c p 35 và 10kV là bi n dòng 1 m c. T ngu n ñi n áp sơ c p, ví d như tr m khu v c v i ñư ng dây truy n t i ñi n năng ñi n áp tương ng, như tr m ñi n kéo g c, dòng ñi n qua l i vào và thi t b phân ph i, ñi n áp ®Æt tr c ti p ñ n t ch nh lưu. Ti p theo truy n t i dòng ñi n ch nh lưu vào m ng ñi n kéo, b o ñ m cung c p ñi n năng cho h th ng nhu c u riêng và thi t b trªn ñư ng tương t như h th ng các tr m ñi n kéo v i bi n th 2 m c như ñã trình bày ph n trên. 4.3. CÁC MÁY BI N ÁP TR M ðI N KÉO DÒNG ðI N XOAY CHI U ð i v i s c kéo ñi n b ng dòng xoay chi u có th s d ng máy bi n th h áp 1 pha ho c 3 pha. Các máy bi n áp 1 pha ch s d ng khi ñi n khí hóa ñư ng s t b ng h th ng 2x25kV. Víi các tr m ñi n kéo di ñ ng ñư c s dung các máy bi n th 3 pha 2 dây qu n ñi n áp 110/27,5kV (trong ph n này không xét ñ n). Trong b ng 4.3 là các ñ c tính kĩ thu t c a các máy bi n th 3 pha 3 dây qu n, còn trong b ng 4.4 là ñ c tính kĩ thu t c a các máy bi n th 1 pha. B ng 4.3. ð c tính k thu t MBA 3 pha 3 dây qu n ði n áp ñ nh m c, ði n áp ng n m ch kV %, unm% Lo i MBA T n i dây CA HA1 HA2 CA HA1 HA2 Y/Y/∆–0–11 115 38,5 27,5 17 10,5 6 TK 25000/110 Y/∆/∆–11–11 115 27,5 11 10,5 17 6 Y/Y/∆–0–11 115 38,5 27,5 17 10,5 6 TK 40000/110 Y/∆/∆–11–11 115 27,5 11 10,5 17 6 Y/Y/∆–0–11 115 38,5 27,5 17 10,5 6 TK 32000/110 Y/∆–11 230 –– 27,5 –– 12 –– TK 25000/220 Y/Y/∆–0–11 230 38,5 27,5 22 12,5 9,5 TK 40000/220 Y/∆/∆–11–11 230 27,5 11 12,5 22 9,5 82 • MCA&TðK
B ng 4.4. ð c tính k thu t MBA 1 pha 3 dây qu n Công su t ñ nh ði n áp ñ nh m c, ði n áp T ni m c, MVA kV ng n m ch Lo i MBA dây %, unm% CA HA CA HA 1/1–1– OP 16000/220 16 8–8 230 27,5–27,5 12,5 00 OP 16000/110 1/1–0– 16 8–8 115 27,5–27,5 10,5 00 AO 10000/55 10 –– 55 29 1,5 1 auto AO 16000/55 16 –– 55 29 1,5 1 auto ð minh h a các lo i máy bi n th ñư c s d ng các kí hi u b ng ch : T– ba pha; O – 1pha; P – v i dây qu n b d c… D – làm mát b ng d u bi n áp;TS –v i d u bi n áp lưu chuy n cư ng b c qua nư c làm mát;DTS –lưu chuy n d u làm mát b ng qu t gió; H – ñi u ch nh ñi n áp dư i t i; T – ba dây qu n; DS – thu c ñư ng s t; M – d u; A – bi n áp t ng u. Dây qu n sơ c p c a máy bi n áp 3 pha ñ u “hình sao”, các dây qu n th c p ñi n áp 27,5kV và 10kV ñ u “hình tam giác”, còn th c p 35kV ñ u “ hình sao”. ð nh C c a tam giác dây qu n ñi n kéo ñư c ñ u v i ray còn các ñ nh a, b ñ u v i các ño n khác nhau c a m ng ñi n kéo (hình 4–1). Như ph n trên ñã ch ra r ng ñ u các pha c a dây qu n sơ c p v i DCA và các pha cña d©y quÊn ®iÖn kÐo b,c v i m ng dây ti p xúc cÇn thay ®æi l n lư t th t pha cho phép cân b ng dòng ñi n và ñi n áp các pha máy bi n áp. Trong th c t không th ñ t ñư c s ñ i x ng hoàn toàn b i vì ph t i các pha c a máy bi n áp ph thu c vào ph t i ñi n kéo theo g¸nh (c¸c pha) c a ño n cung c p. ði u ñó d n ñ n làm xu t hi n dòng ñi n và ñi n áp th t ngư c không ñ i x ng,d n ñ n gi m mô men c c ñ i và tăng phát nóng c a ñ ng cơ ñi n kéo. Trong các tr m ñi n kéo h th ng cung c p ñi n 2x25kV ñư c ñ t các máy bi n áp 1 pha ®Æc thï v i dây qu n th c p, v i làm mát b ng d u bi n áp và t ñi u ch nh c p 27,5kV. Trong c¸c tr¹m ®iÖn kÐo ®Æc thï cã thÓ ñi n áp dư i t i trên dây qu n th gi m ñi n áp 50kV ®Çu v o thành vùng thay ñ i r ng dïng các máy bi n th t ng u ñ hơn t 20,5 ñ n 31,5kV. 4.4. CÁC B BI N ð I C A TR M ðI N KÉO DÒNG ðI N 1 CHI U Các b bi n ñ i bao g m máy bi n th ñi n kéo và ch nh lưu.Trong các tr m ñi n kéo cung c p ñi n năng cho ñoàn tàu v i hãm tái sinh, ng−êi ta bè trÝ thiÕt bÞ thu ®−îc năng lư ng dư th a cña bé ®¶o m¹ch t¸i sinh hoÆc bé nghÞch lưu. Trong trư ng h p này b bi n ñ i g m máy bi n thÕ phô, ho c các máy bi n th ñ c bi t và n i móc vào các cu n dây ch nh lưu. S d ng nhi u trong các tr m ñi n kéo c a giao thông ñư ng s t là các b bi n ñ i v i các b ch nh lưu c u và ch nh lưu ñi m 0. Các máy bi n th dùng ñ cung c p cho các b ch nh lưu theo sơ ñ ñi m 0 ñ u dây qu n sơ c p CO thành “hình sao” và MCA&T§K • 83
dây qu n ñi n kéo BO thành “2 sao ngư c v i cu n kháng cân b ng”. Trong máy bi n th ñ ch nh lưu v i các sơ ñ c u,dây qu n lư i cũng ñ u “hình sao”, còn dây qu n ch nh lưu – “ thành hình tam giác”(hình 4–3). So v i nh ng máy bi n th h áp thông thư ng, nh ng b bi n ñ i ñư c phân bi t theo c u trúc. Dây qu n ch nh lưu c a các máy bi n th ch u các t i nhi t ñ và ñ ng h c l n hơn khi g p dao ñ ng c a dòng ñi n ch ñ ng n m ch. a) b) Hình 4–3. Sơ ñ b bi n ñ i v i dây qu n ch nh lưu c a máy bi n th “hai sao ngư c v i cu n kháng cân b ng” (a) và “ tam giác” (b) VD1–VD6. Các van ch nh lưu R – Ph t i T – Máy bi n th ð nâng cao ñ b n ñ ng h c và nhi t h c c a dây qu n c n tăng kích thư c c a chúng, gi m m t ñ dòng ñi n trong chúng t 3...4,5 ñ n 2,5...3,0 A/mm2. Trong các máy bi n th áp d ng vi c k p ch t các dây qu n g m các cu n dây ñ u song song. Dây qu n th c p ñ t trên dây qu n sơ c p ñ c i thi n ñi u ki n làm mát. Nh ng ñ c tính kĩ thu t c a các b bi n th ch nh lưu trình bày trong b ng 4.5 (kí hi u các bi n th P–ch nh lưu bán d n; Y – ñ i v i khí h u ôn hòa; 1– ñ ñ t bên ngoài tr i). Máy bi n th TPDP–12500/10JY1 g m cu n dây më réng v i c¸ch n i dây qu n ch nh lưu thành “hình sao” và “ hình tam giác”, t c có sơ ñ ch nh lưu 12 xung. Các van ch nh lưu có th ñ u n i ti p và song song. ð ch nh lưu dòng ñi n xoay chi u thành 1 chi u cung c p cho ñoàn tàu ch y b ng dòng ñi n ch y 1 chi u trên các tuy n ñư ng s t chính tuy n ho c ñư ng s t ngo i ô ngư i ta dùng các b ch nh lưu bán d n – các diode ho c là tiristor. Trong khai ñư c s d ng nhi u nh t là các b ch nh lưu và làm mát b ng không khí t nhiên YBKE–1 và PBE–3, v i làm mát b ng d u BKMB–1 v làm mát n ng không khí t nhiên PDE–5, PBKE–2,PBKE–3. Trên nh ng tuy n ñư ng s t có ñoàn tàu ch y ñi n v i hãm tái sinh ng−êi ta thªm c¸c bé ch nh lưu thu h i BIPE. 84 • MCA&TðK
Các van ch nh lưu làm vi c theo sơ ñ c u ho c sơ ñ ”hai sao ng−îc víi cuén kh¸ng c©n b»ng “ tương ng v i c u trúc và sơ ñ máy bi n áp c a nó. Ph thu c vào k t c u và bi n pháp làm mát, các van ch nh lưu c a các b bi n ñ i ñã ñư c tính toán cho vi c ñ t trong nhà hay ñ t ngoài tr i c a TðK. V i s phát tri n c a kĩ thu t bán d n, ng−êi ta ® ch t o và ñưa vào khai thác s d ng ch nh lưu BTPEð–3150–3,3k–Y1 (ch nh lưu 3 pha v i làm mát t nhiên, diode – dòng ñ nh m c 3150A và ñi n áp ñ nh m c 3,3 kV ñ ngoài tr i trong m t b ng tr m ñi n kéo). Ch nh lưu ñư c t o thành t các ñi t DL–133–500–14(500A, 14–20 l p) bè trÝ v o 6 t . Trong m i t ñ t 48 ñi t v i b làm mát, các t ñi n và các bi n tr . C u trúc như v y cho phép th c hi n ch nh lưu theo sơ ñ n i ti p ho c song song 12 van, cũng như v y theo sơ ñ c u ho c sơ ñ tia. B ng 4–5. Các b ch nh lưu bi n th Công su t ñ nh ði n áp ñ nh m c MBA, kV Tên b ch nh ði n áp ng n m c bi n áp, lưu – bi n th m ch % CA HA kVA ...–12500/10... 11800 6; 10 1,52 7 6300/35 4640 6; 10; 35 3,02 9,5 16000/10 11840 6; 10 3,02 6,1 12500/10 11400 6,3; 10,5 2,61; 1,305 8,2 Hình 4–4. Sơ ñ t bi n ñ i v i ch nh lưu BTPED–3150–3,3K–Y1 MCA&T§K • 85