sơ đồ hệ thống điện - Dự án đường sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh – Hà Đông Dự án đầu t- Tổng Công ty Tvtk GTVT (TEDI),

Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Tới trạm
bên trái

Phân đoạn I

Tới trạm
bên trái

Tới trạm
bên phải

Tới trạm
bên phải

Phân đoạn II

22KV

22KV

TTTH

Tủ
Phân đoạn I

+
-

380/220V

Phân đoạn II

Phân đoạn
dự phòng

Phân đoạn
sự cố

825 V

Tải

Tải

Tải

Acquy Tải sự cố

Feeder

Hình 12.12: Sơ đồ nguyên lý trạm hỗn hợp chỉnh lu và hạ áp cho các
trạm trung gian (phơng án kiến nghị)

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 9

Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Tới trạm
bên trái

Tới trạm
bên trái

Tới trạm
bên phải

Tới trạm
bên phải

Phân đoạn I

Phân đoạn II

22KV

22KV

TTTH1

TTTH2

TTTH2

KT
Phân
đoạn I

Tủ
380V

Phân
Phân
đoạn II đoạn I

Tủ
380/220V

Phân
đoạn II

Phân đoạn
dự phòng

Feeder

Phân đoạn
sự cố

Acquy

Hình 12.13: Sơ đồ nguyên lý trạm hạ áp cấp điện cho
các phụ tải hạ áp trên đờng sắt và trong ga

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 -10


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Phân đoạn I 115V

+

Phân đoạn II 115V

-

A

A

V

0

Dự phòng Máy ngắt Máy ngắt

Thiết bị nạp

66
64
62
60
58

Thanh cái
điều khiển
110V

66

64

62

60

58

56

54

52

50

Dự phòng Máy ngắt Máy ngắt

44
46
48

50
52
56 54

Chiếu
sáng sự ~127
cố

Thanh cái
tín hiệu

48

46

Thiết bị
nạp

Thanh cái
điều khiển
110V

A

Thanh cái
tín hiệu

-

44

V

A

-

+

Từ tủ
380/220V

Ac quy

Hình 12.14: Sơ đồ bảng điều khiển điện một chiều trong trạm

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

0

Trang 12 - 11

V

+

Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

12.4. Phơng án bố trí trạm
Vị trí các trạm đợc xác định theo các nguyên tắc sau đây:
-

Trạm đặt tại các ga để thuận tiện trong công việc quản lý và khai thác vận hành,

-

Toàn tuyến có hai trạm hai đầu, ở giữa là các trạm trung gian,

-

Khoảng cách giữa các trạm không quá chênh lệch để khoảng cách cấp điện của
các trạm xấp xỉ bằng nhau và công suất yêu cầu của các trạm gần nh nhau,
khoảng cách phân đoạn mạng tiếp xúc gần bằng nhau. Điều này cho phép sử dụng
các thiết bị điện nh nhau trong các trạm và trên mạng tiếp xúc, tăng khả năng
tơng thích của hệ thống cung cấp điện,

Xuất phát từ sơ đồ nêu trong mục 12.3 và từ các nguyên tắc trên, kiến nghị bố trí
trạm hỗn hợp tại các ga sau đây: Ga Cát Linh (ga đầu tuyến, ga trung chuyển), Ga Láng,
Ga Vành đai III, ga Bến xe Hà Đông, Ga La Khê, và ga Bến xe Hà Đông mới (ga cuối
tuyến) và tại depot. Từ trạm ở ga Bến xe Hà Đông mới cấp điện cho cả mạng tiếp xúc từ
đây đến depot và có đờng dây trung áp từ thanh cái cấp điện cho trạm hỗn hợp ở Depot.
(xem hình 12.15). Trạm Depot cấp điện cho nhu cầu sức kéo và các nhu cầu hạ áp khác
trong depot.

Vị trí xây lắp trạm điện đợc xác định dựa trên hai yếu tố sau:
-

Có đờng đủ để ô tô tải ra vào để vận chuyển thiết bị,

-

Gần tuyến tàu điện, không xa quá 100m.

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 12


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

750V/DC

270m
Depot

2450m
Bến xe
Hà Đông mới

2465m
La Khê

2545m
Bến xe
Hà Đông

22KV

2325m
Vành
đai III
22KV

Trạm
Văn Khê

Trạm Thanh
Xuân 3

Hình 12.15: Phơng án kiến nghị bố trí trạm hỗn hợp

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 13

2942m
Láng

327m
Cát Linh

22KV

Trạm Thái Hà
hay Giám


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Bố trí trạm điện
T.
T

Tên ga
Điểm đầu

Tên trạm hỗn hợp

Tên trạm hạ áp

(THH)

(THA)

Lý trình
KM 0-109,58

Khoảng cách

MBA-CL

MBA phục

từ THH

điện kéo

vụ đờng sắt

trớc (m)

(KVA)

(KVA)

2x1800

2x500

1

Ga Cát Linh

2

Ga La Thành

THA La Thành

0+912

2x250

3

Ga Thái Hà

THA Thái Hà

1+840

2x250

4

Ga Láng

5

Ga ĐHQG

6

Ga Vành đai III

7

Ga Thanh Xuân 3

8

Ga Bến xe Hà Đông

9

Ga Hà Đông

10

Ga La Khê

11

Ga Văn Khê

12

Ga Bến xe HĐ mới

THH Bến xe
HĐM

13

Depot

THH Depot

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

0-18,58

THH Cát Linh

2+875

THH Láng

từ đầu
2893.58

2x1800

2x250

4+125

THA ĐHQG
THH Vành đai
III

5+169
THA Thanh Xuân
THA Ga Hà Đông
THA BV Hà Đông

2x1800

2685

2x1800

Trang 12 - 14

2x250
2x250

2465

2x1800

2x250
2x250

11+633
12+660

2x250
2x250

8+975
10+210

THH La Khê

2158

6+620
7+745

THH Bến xe HĐ

2x250

2450

2x1800

2x250

270

2x1800

2x1000


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

8258
1 2
5
L12

L24

L21L23

L22

6

L14

L11L13

D L3

LLC-2

7

DL3

ĐƯờng I

LLC-1
T

D L13

D L11

C

D L11-13
D L12

D L12-14

8

C

D L14

ĐƯờng II

D L3

9
10

Hình 12.16: Sơ đồ cấp điện tập trung cho mạng tiếp xúc

Đờng I
Ray tiếp xúc
Ga 1

THH1

THH2

Ga 2

Đờng II

Ray tiếp xúc

Hình 12.17: Sơ đồ nguyên lý cấp điện phân tán cho
mạng tiếp xúc từ hai trạm điện kéo hỗn hợp (phơng án kiến nghị)
THH1

THH2

+8258

THH3

+8258

+8258
0D

D

12

11

L

L

14

L

13

22

L

L

20

21

24

L

L

L

23

L

L14

L12

D

D

DNM

DNM

DNM
C1

L20(3)

L13

L21

D

D

31

L L

L30(1)

L11

D

30(1)

32

L
L23

L31

D

DK3

14M

L20

L24

D

D

DK3

DNM

DNM
C2

14M

34

33

L

L
L33

D

D

D

DNM L22
D

30(2)

L

D

Đờng I
L32

D

L30(2)

D

C3

Đờng II

14M

Hình 12.18: Sơ đồ mạch cấp điện phân tán cho mạng tiếp xúc.
(Phơng án kiến nghị)

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 15


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Sơ đồ bố trí trạm nh vậy cho phép thoả mãn hài hoà các yêu cầu và nguyên tắc
trên đây. Đồng thời với sơ đồ nh vậy việc cấp điện trung áp cho hai trạm đầu tuyến dễ
dàng đợc thực hiện từ mạng điện khu vực, các trạm trung gian đợc cấp điện trung áp
bằng 2 mạch từ các thanh cái các trạm lân cận theo sơ đồ mạch vòng kín. Sơ đồ này có
độ tin cậy cao hơn nữa nếu cơ quan quản lý lới điện khu vực có khả năng cung cấp điện
trung áp trực tiếp cho trạm một hoặc vài trạm trung gian và vẫn giữ nguyên mạch vòng.
ở đây kiến nghị cấp điện trung áp cho trạm Vành đai 3 (hình 12.15).
Để xác định địa điểm đặt trạm cụ thể cần khảo sát thực địa và thống nhất với cơ
quan quản lý lới điện. Địa điểm bố trí trạm cuối cùng có thể xê dịch với phơng án kiến
nghị trên đây nhng không nên khác xa với phơng án đã kiến nghị. Vị trí trạm nên đặt

dới đờng chạy trên cao hay ngay trong nhà ga.
12.5 Xác định sơ bộ công suất trạm
Việc tính toán chi tiết công suất tổ biến áp chỉnh lu tại trạm điện đòi hỏi số liệu
mà ở giai đoạn hiện nay cha có, ví dụ đồ thị dòng điện kéo theo thời gian để tính dòng
điện trung bình, dòng điện hiệu dụng và dòng điện cực đai. Tuy nhiên, trên cơ sở công
suất và tốc độ mỗi đoàn tầu, năng lực vận tải trong thiết kế ở thời kỳ gần và sơ đồ bố trí
trạm có thể xác định sơ bộ công suất cung cấp cho sức kéo tại mỗi đoạn.
Công suất của đoàn tàu dự định của đoàn tàu có 4 toa, 2 toa giữa mỗi toa có 4
động cơ điện kéo, công suất mỗi động cơ 180 W. Hiệu suất động cơ trung bình bằng
0.95. Công suất điện chiếu sáng mỗi toa 12 bóng đèn huỳnh quang công suất 40 W.
Công suất chiếu sáng 1.2 KW, công suất các thiết bị phụ tính bằng 30% công suất động
cơ điện kéo. Công suất điều hoà nhiệt độ mỗi toa 48 KW. Các công suất trên đây, nhất là
công suất động cơ, bảo đảm cho đoàn tàu khởi động và tăng tốc nhanh (gia tốc lớn). Đó
là một yêu cầu quan trọng trong ga, trong thành phố. Tuy nhiên, vì gia tốc lớn nên thời
gian tiêu thụ công suất tiêu thụ nhỏ. Do đó công suất trung bình cần cấp cho đoàn tàu
cũng nhỏ hơn công suất cực đại và khi đoàn tàu làm việc với công suất lớn hơn trạm sẽ
làm việc với các điều kiện quá tải ghi trong mục 12.5.
Căn cứ theo công suất trung bình của đoàn tàu, năng lực vận tải tối đa của cả tuyến
ở thời kỳ tiếp theo, khoảng cách giữa hai ga và sơ đồ kiến nghị phân đoạn mạng tiếp xúc
có thể xác định đợc công suất trung bình của trạm cấp điện lớn nhất (khoảng cách xa
nhất) bằng 3620 KW.
Công suất yêu cầu từ mỗi tổ biến áp chỉnh lu có thể quy tròn bằng 3600 KW.
Nh vậy tổng công suất đặt phục vụ sức kéo điện của thiết bị trên cả tuyến gồm 7 trạm
bằng 25200 KW. Với công suất mỗi trạn nh vậy có thể dùng các tổ biến áp chỉnh lu
công suất định mức 3200 KVA, tơng đơng máy mã hiệu TM -3200/20 và YBKM 5
của Nga hay dùng tổ biến áp chỉnh lu 1800 hoặc 3600 KVA của Trung Quốc.
Có 2 phơng án chọn số lợng tổ máy trong mỗi trạm: Nếu chọn có dự phòng nóng
100% công suất thì mỗi trạm điện kéo đặt 2 tổ máy một làm việc, một dự phòng, công
suất mỗi tổ bằng công suất yêu cầu. Phơng án này có độ tin cậy cao nhng chi phí đầu
t rất lớn. Phơng án thứ 2 là đặt 2 tổ máy mỗi tổ có công suất bằng 50% công suất yêu

cầu, tức là 1800 KVA. Trong phơng án thứ 2 này khi một tổ máy có sự cố thì các tổ

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 16


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

máy tại trạm đó và 2 trạm liền kề phải làm việc theo điều kiện quá tải nêu trong mục
5.5.2. Kinh nghiệm thực tế của Trung Quốc cho biết nên chọn phơng án 2 tức mỗi trạm
chỉ cần 2 tổ công suất 2x1800 KVA.
Nh đã nói ở trên, các trạm điện kéo là các trạm hỗn hợp vừa làm nhiệm vụ cung
cấp điện một chiều cho sức kéo điện vừa cung cấp điện cho các phụ tải phục vụ ga và
đờng sắt, vì vậy tại mỗ trạm ngoài 2 tổ máy biến áp chỉnh lu cần đặt thêm 2 máy
biến áp hạ điện áp từ 22 KV xuống 380/220 V. Tại các ga không có trạm điện kéo thì chỉ
cần đặt trạm biến áp có hai máy hạ áp. Hai máy hạ áp này phục vụ các nhu cầu điện tại
chính ga có đặt trạm và nhu cầu điện của đờng sắt hai bên ga, mỗ bên một nửa khoảng
cách tới hai ga liền kề. Công suất mỗi máy hạ áp 320 KVA hay 250 KVA là thích hợp
cho các phụ tải tại ga và nửa đoạn đờng sắt giữa hai ga. ở trạm hỗn hợp Cát Linh cần
cấp điện cho cả Trung tâm điều độ nên bố trí 2 máy 560 KVa hoặc 500 KVA còn ở
Depot bố trí 2 máy 1000 KVA.
12.6 Các thiết bị đIện lực chủ yếu trong trạm đIện kéo hỗn
hợp

Trong trạm hỗn hợp cung cấp điện năng cho mạng điện kéo và các phụ tải phục
vụ đờng sắt ở mạch sơ cấp có các thiết bị điện lực chủ yếu sau đây:

Tên thiết bị

Số lợng tại 1 trạm

Dao cách ly trung áp

20

Máy ngắt trung áp

6

Thanh cái trung áp

Theo chiều dài thực tế (m)

Máy biến áp sức kéo

2

Bộ chỉnh lu

2

Máy ngắt một chiều
Dao cách ly một chiều

Phụ thuộc số phi đơ (feeder)
Phụ thuộc số phi đơ

Thanh cái một chiều

Theo chiều dài thực tế (m)

Dây phi đơ một chiều

Theo chiều dài thực tế (m)

Dây thu hồi

Theo chiều dài thực tế (m)

Máy hạ áp

2

Thanh cái và thiết bị hạ áp

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Phụ thuộc chiều dài và số lợng tải

Trang 12 - 17


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Các thiết bị trung áp và một chiều phải đợc lắp đặt trên phân đoạn làm việc, phân

đoạn dự phòng và đoạn nối tiếp.
Các thiết bị điện lực cung cấp điện cho phụ tải phục vụ đờng sắt cũng bao gồm
dao cách ly, máy ngắt và thanh cái trung áp, máy hạ áp và dao cách ly, máy ngắt (hay
automat), thanh cái hạ áp và cũng đợc lắp đặt trên các phân đoạn nh cho sức kéo.
Ngoài các thiết bị động lực trong trạm còn cần lắp đặt các thiết bị bảo vệ quá áp,
bảo vệ sụt áp, bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch trong trạm và trên mạng tiếp xúc, các
thiết bị đo lờng dòng, áp, công suất, điện năng (xoay chiều và một chiều), đo tấn số và
các thiết bị điều khiển.
Để tính chọn cụ thể từng thiết bị theo phơng pháp tích phân và phơng pháp tức
thời có tính đến các yếu tố của mạng điện khu vực (ví dụ các công suất ngắn mạch, tỉ số
r/x, điện trở suất của đất v.v...) cũng cần các số liệu ở giai đoạn hiện nay cha có. Việc
này cần tiến hành ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
12.7. Các giải pháp đo lờng và bảo vệ trong hệ thống CCĐ

Ngoài các thiết bị động lực trong trạm cần lắp đặt các thiết bị đo lờng và bảo vệ
an toàn điện, trên đờng sắt đặt thiết bị bảo vệ để giảm và chống dòng địên rò.
Về đo lờng cần đo các đại lợng điện xoay chiều và một chiều là dòng, áp, công
suất, điện năng và tần số nhờ các máy biến điện áp (TU) máy biến dòng(TI), điện trở nối
tiếp và điện trở sơn (trong mạch một chiều) cùng các đồng hồ tơng ứng.
Về bảo vệ an toàn điện ngoài các thiết bị bảo vệ có sẵn ở máy biến áp và bộ chỉnh
lu do nhà sản xuất chế tạo (cân áp, cân dòng, bảo vệ quá trình quá độ, chống nổ,) cần
thực hiện các giải pháp bảo vệ trong mạch xoay chiều và một chiều là bảo vệ quá tải, bảo
vệ quá áp khí quyển (sét) và quá áp quá độ, bảo vệ chống sụt áp, bảo vệ chống ngắn
mạch trong trạm và trên mạng tiếp xúc. Mạch bảo vệ phải thoả mãn các yêu cầu về độ tin
cậy, tính lựa chọn, độ nhạy và có tốc độ cao. Mạch bảo vệ bao gồm máy biến áp đo
lờng (TU, TI) hay bộ cảm biến, rơle và cơ cấu chấp hành. Đối với mạch hạ áp cấp điện
cho phụ tải ở ga và trên đờng sắt dùng aptomát thông dụng, aptomát chống dòng rò hay
cầu chì. Ngoài ra tại các trạm phải có các hệ thống tiếp đất bảo vệ quá áp khí quyển và
tiếp đất an toàn.
Mạch đo lờng và mạch bảo vệ là các mạch thứ cấp, cần đợc tính toán ở giai

đoạn thiết kế kỹ thuật.
12.8 Phơng án mạng tiếp xúc

Nh đã phân tích các tiêu chuẩn thiết kế ở mục 7.2.9, so sánh hai phơng án mạng
tiếp xúc đối với tuyến Cát Linh Hà Đông kiến nghị trớc mắt tập trung xem xét phơng
án tiếp xúc bằng ray thứ 3 (ray tiếp xúc). Các tiêu chuẩn và phơng án kỹ thuật của ray
tiếp xúc đã đề xuất ở phần i mục này. ở đây chỉ xin đặc biệt nhấn mạnh lại là ray tiếp
xúc phải đợc cách điện cẩn thận, che chắn bằng nhiều lớp và phải bảo đảm cách điện tốt
với kết cấu tầng trên của đờng sắt và với các kết cấu khác. ở các nớc thờng sử dụng
Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 18


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

vật liệu tự nhiên (gỗ) hay vật liệu nhân tạo (polimer) để chế tạo hộp cách điện treo ray
tiếp xúc. Kiến nghị trên tuyến Cát Linh - Hà Đông sử dụng polimer để chế tạo hộp che
ray tiếp xúc vì vật liệu này phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm của nớc ta và có tuổi
thọ cao, đồng thời nhắc lại kiến nghị dùng ray tiếp xúc chế tạo từ hợp kim thép nhôm.
Phơng án kỹ thuật treo ray tiếp xúc kiến nghị cho tuyến Cát Linh Hà Đông
trình bày trên các hình vẽ 12.19 ữ 20.
12.9. Kiến nghị về đấu thầu trang thiết bị cho hệ thống CCĐ

Một số thiết bị trong hệ thống CCĐ là các thiết bị chuyên dụng trên ĐS chạy điện,
ví dụ tổ biến áp chỉnh lu, một số thiết bị điện một chiều, mạng tiếp xúc. Kiến nghị các
thiết bị này cần nhập từ nớc ngoài. Còn phần lớn thiết bị điện lực công suất và thiết bị
thứ cấp ở trong nớc đã sản xuất đợc (tới cấp điện áp 110KV). Các thiết bị này càn

đợc chào thầu rộng rãi để các đơn vị kể cả trong nớc có thể tham gia.

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 19



Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t

Ln
1

2

4

3

1. Mối nối co dãn nhiệt

5

2. Tay treo phụ
3. Bộ phận chống trợt

6

4. Bộ phận treo ray tiếp xúc
5. Hộp che ray

7

6. Ray tiếp xúc
7. Tay treo
8. Tà vẹt

8

Hình 12.19: Sơ đồ treo ray tiếp xúc
Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 20


Dự án đờng sắt đô thị hà nội: tuyến cát linh Hà Đông

Dự án đầu t
A
4

5

A-A

6
7

1. Lớp lót dới cách điện

1

3

8

2. Ray tiếp xúc
3. Tay treo

10

4. Sợi cao su

9

A

5. Hộp che bảo vệ phía trên

2

6. Chốt định vị
7. Bu lông
8. Hộp cách điện che ray
9. Lớp cách điện
10. Lớp lót trong hộp cách điện

Hình 12.20: Các bộ phận treo ray tiếp xúc.

Tổng Công ty TvTK GTVT (tedi)

Trang 12 - 21