HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN CHO DỰ ÁN METRO: THIẾT KẾ, CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ
Hệ thống phân phối điện trong các dự án metro đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo vận hành ổn định và hiệu quả của các tuyến đường sắt đô thị. Từ việc cung cấp năng lượng cho đoàn tàu đến các thiết bị phụ trợ như chiếu sáng, điều hòa không khí và thang máy, hệ thống điện phải đáp ứng các tiêu chuẩn cao về độ tin cậy, an toàn và hiệu suất năng lượng.
2. Các thành phần chính của hệ thống điện metro
-
Trạm phụ trợ (Auxiliary Substation - ASS): Cung cấp điện cho các thiết bị như chiếu sáng, HVAC, thang máy, bơm nước, v.v.
-
Trạm điện kéo (Traction Power Substation - TPS): Chuyển đổi điện áp cao (thường là 25 kV AC hoặc 750 V DC) thành điện áp phù hợp để cấp cho đoàn tàu.
-
Trạm nhận điện (Receiving Substation - RSS): Nhận điện từ lưới điện và phân phối đến các trạm phụ trợ và trạm điện kéo.
Hệ thống điện kéo (Traction Power System)
- Hệ thống đường dây trên cao (Overhead Catenary System - OCS): Sử dụng dây cáp treo trên cao để cung cấp điện cho đoàn tàu.
- Hệ thống đường ray thứ ba (Third Rail System): Cung cấp điện cho tàu qua một thanh ray thứ ba nằm gần đường ray chính.
Hệ thống điều khiển và giám sát (SCADA)
Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) cho phép giám sát và điều khiển từ xa các trạm biến áp, trạm điện kéo và các thiết bị liên quan, giúp tối ưu hóa hiệu suất và phản ứng nhanh chóng với sự cố.
3. Các công nghệ và xu hướng hiện đại
- Điện năng tái tạo: Nhiều hệ thống metro hiện nay tích hợp năng lượng mặt trời và thu hồi năng lượng phanh để giảm tiêu thụ điện và giảm phát thải khí nhà kính. Ví dụ, Mumbai Metro Blue Line đã lắp đặt hệ thống điện mặt trời trên mái các ga và nhà ga, cung cấp khoảng 30% nhu cầu điện không liên quan đến kéo tàu .
- Điện áp cao 25 kV AC: Một số hệ thống metro, như Chennai Metro, sử dụng điện áp cao 25 kV AC cho hệ thống kéo, giúp giảm số lượng trạm điện kéo và tiết kiệm chi phí .
- Hệ thống điện ngầm: Để giảm thiểu ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị, nhiều thành phố đã chuyển đổi hệ thống điện từ trên cao sang ngầm, như dự án chuyển đổi đường dây 11 kV từ trên cao sang ngầm ở Bengaluru, Ấn Độ .
4. Thực tiễn tại Việt Nam
Tại Việt Nam, các dự án metro như tuyến Bến Thành – Suối Tiên và Bến Thành – Tham Lương đang được triển khai với hệ thống điện kéo 750 V DC kết hợp với các trạm phụ trợ 400 V AC. Việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế như IEEE P1653.2 và IEC 60850 trong thiết kế giúp đảm bảo tính ổn định và an toàn cho hệ thống .
5. Kết luận
Hệ thống phân phối điện cho dự án metro là yếu tố quyết định đến sự thành công của các tuyến đường sắt đô thị. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp, thiết kế tối ưu và áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế sẽ giúp nâng cao hiệu quả vận hành, giảm chi phí và bảo vệ môi trường.
Từ khóa: Hệ thống phân phối điện metro, trạm biến áp metro, hệ thống điện kéo metro, SCADA metro, năng lượng tái tạo trong metro, điện áp cao AC trong metro, điện ngầm metro, tiêu chuẩn thiết kế điện metro, basor, norden, haophu, ups, metro, basket tray, mesh tray, máng cáp lưới
