Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 (EN 50121-1:2015) đối với Ứng dụng đường sắt về tương thích điện từ ra sao?

Nội dung chính

• Năng lượng điện có tác dụng gì trong hệ thống đường sắt?
• Cơ chế kết nối chung theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?
• Hiện tượng miễn nhiễm điện từ cơ bản theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?
• Hiện tượng phát xạ điện từ cơ bản theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?
• Mô tả về các hệ thống điện kéo khác nhau theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?

Năng lượng điện có tác dụng gì trong hệ thống đường sắt?

Căn cứ tại Mục A.1 Phụ lục A Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 đã phân tích tác dụng của năng lượng điện trong hệ thống đường sắt như sau:

Để phục vụ cho mục đích vận hành, các hệ thống đường sắt sử dụng hệ thống điện có công suất đầu ra rất lớn (lên tới vài MVA) và các hệ thống điện tử công suất với các đặc trưng phi tuyến (tạo ra các sóng hài).

Trong hệ thống đường sắt điện, các tàu được cấp điện thông qua bàn trượt tiếp xúc từ đường dây cấp, được gọi là cần tiếp điện hay bộ lấy điện trên cao, hoặc ray tiếp điện được lắp dọc theo đường ray.

Dòng điện quay về các trạm biến áp qua các ray, qua bộ tiếp điện hồi lưu riêng hoặc thông qua nối đất.

Hệ thống đường sắt là một hệ thống tích hợp, trong đó năng lượng điện có nhiều tác dụng ngoài việc tạo sức kéo cho tàu, bao gồm:

- Sưởi ấm, điều hòa không khí, nấu ăn, chiếu sáng các toa xe hành khách bằng các bộ biến đổi điện trong phương tiện. Nguồn điện này được cấp dọc theo tàu thông qua bộ biến đổi điện riêng;

- Vận hành các hệ thống thông tin tín hiệu liên quan tới sự di chuyển của tàu được bố trí dọc theo đường ray và giữa các trung tâm điều khiển;

- Vận hành các trạm máy tính kết nối với các mạng bên đường và được bố trí trong trung tâm điều khiển;

- Vận hành hệ thống thông tin hành khách trên phương tiện, nhà ga và depo;

- Tạo sức kéo trong các đầu máy diesel truyền động điện và các phương tiện chung giá chuyển khác;

- Vận hành các phương tiện kéo bằng ắc quy.

Do đó, các vấn đề về EMC không chỉ phát sinh trong đầu máy và nguồn cấp điện mà còn trong cả các hệ thống liên quan và các hệ thống con của chúng.

Tàu không chạy bằng điện (như các tàu diesel truyền động điện) cũng có thể là nguồn gây nhiễu EM.

Chế độ làm việc bình thường hoặc sự cố của những hệ thống này có thể là nguồn gây nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng tới tất cả các hệ thống khác.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 (EN 50121-1:2015) đối với Ứng dụng đường sắt về tương thích điện từ ra sao? (Hình từ Internet)

Cơ chế kết nối chung theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?

Căn cứ tại Mục A.2 Phụ lục A Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 đã mô tả cơ chế kết nối chung như sau:

Các hệ thống được kết nối trên cơ sở các hiện tượng vật lý cơ bản và các giới hạn được đưa ra từ các hiện tượng đó.

Có 5 cơ chế kết nối như sau:

- Cơ chế đấu nối tĩnh điện, trong đó một đối tượng được nạp điện và cấp cho mạch điện đối tượng khác;

- Cơ chế đấu nối kiểu điện dung, trong đó biến thiên điện áp trong một mạch điện sẽ tạo ra sự thay đổi điện áp trong mạch điện của đối tượng khác thông qua điện dung tương h;

- Cơ chế đấu nối cảm ứng, trong đó sự biến thiên từ trường tạo ra do một dòng điện trong một mạch điện khi kết nối với mạch điện khác, sẽ cảm ứng ra một điện thế thông qua hiện tượng hỗ cảm;

- Cơ chế đấu nối dẫn điện, trong đó các mạch điện nguồn và đối tượng cùng chung một đường dẫn điện;

- Cơ chế bức xạ điện trường (E) và bức xạ từ trường (H), trong đó các cấu trúc mạch điện sẽ hoạt động như các ăng ten truyền và nhận năng lượng.

Hiện tượng miễn nhiễm điện từ cơ bản theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?

Căn cứ tại Mục A.3 Phụ lục A Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 đã mô tả hiện tượng miễn nhiễm điện từ như sau:

- Hiện tượng dẫn điện tần số thấp

Là sự biến thiên chậm của điện áp cấp bao gồm các hiện tượng như sụt áp, tăng áp, dao động, không ổn định, sóng hài, các sản phẩm điều biến tương hỗ, truyền dữ liệu cùng trên mạch cấp nguồn, các thay đổi tần số nguồn điện, cảm ứng các điện áp thấp tần và mạch điện một chiều trong các mạng điện xoay chiều.

- Hiện tượng trường điện từ tần số thấp

Từ trường ổn định và từ trường quá độ. Điện trường.

- Hiện tượng dẫn điện tần số cao

Hiện tượng quá độ đồng hướng và dao động, như các tình huống đơn lẻ hoặc các xung điện lặp lại. Các dòng điện cảm ứng. Xả tĩnh điện.

- Hiện tượng bức xạ tần số cao

Từ trường. Điện trường. Các sóng bức xạ tần số vô tuyến.

Hiện tượng phát xạ điện từ cơ bản theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?

Căn cứ tại Mục A.4 Phụ lục A Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 đã mô tả hiện tượng phát xạ điện từ, về mặt nguyên lý, có thể tồn tại những hiện tượng tương tự như đã liệt kê ở trên, nhưng ở đây chỉ áp dụng các giới hạn cho những hiện tượng sau:

- Từ trường tạo ra do các dòng điện có tần số nguồn và tần số sóng hài lên tới 9 kHz;

- Các dao động điện áp tạo ra từ các dòng điện tần số nguồn và sóng hài;

- Các trường điện từ tần số vô tuyến tạo ra từ tàu.

Mô tả về các hệ thống điện kéo khác nhau theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017 là gì?

Căn cứ tại Mục A.5 Phụ lục A Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12090-1:2017, các hệ thống điện kéo sử dụng các nguồn điện một chiều và điện xoay chiều Hệ thống sử dụng nguồn điện một chiều (DC) bao gồm:

Điện áp cao: 3000 V

Điện áp trung bình: 1500V

Điện áp thấp: Từ 600 V đến 1400 V, bao gồm thêm các hệ thống vận tải đô thị cụ thể

Hệ thống sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC) bao gồm:

Tần số công nghiệp: 50 Hz ở 25 kV hoặc tự động biến đổi 50/25 kV hoặc bộ tăng áp

Hệ thống biến áp 25 kV hoặc hệ thống biến áp tự động 30/15 kV

Tần số thấp: 16,7 Hz ở 15 kV.

Có cả các đường dây 3 pha tách biệt với 2 bộ lấy điện trên cao.