范文一:电气化铁路考试
《电气化铁路有关人员电气安全规则》
考试复习范围
一、填空题
1、电气化铁路沿线路内外各单位需组织学习本规则的相关内容。电气化铁
路相关作业人员每年至少进行 一 次安全考试,考试合格后,方准参加作业。
2、为保证人身安全,除牵引供电专业人员按规定作业外,任何人员及所携
带的物件、作业工器具等须与牵引供电设备高压带电部分保持 2 m 以上的距离,与回流线、架空地线、保护线保持1m 以上距离,距离不足时,牵引供电设备须停电。
3、机车、动车及各种车辆上方的接触网设备未停电并办理安全防护措施前,
禁止 任何人员攀登到车顶或车辆装载的货物上 。
4、牵引供电设备故障时,与牵引供电设备相连接的支柱、接地引下线、综
合接地线等可能出现高电压,未采取安全措施前,禁止与其接触,并保持安全距离 。
5、天桥、跨线桥靠近或跨越牵引供电设备的地方,须设置防护栅网,栅网
由所附属结构的产权或工程建设单位负责安设。防护栅网安设“ 高压危险 ”标志,警示标志由供电设备管理单位制作安装 。
6、电气化铁路接触网停电检修时,禁止向停电区放行 电力 机车及动车组。
司机发现不符合此项规定时,应立即降下受电弓并停车。
7、电气化铁路区段,当列车、动车组在运行途中发生故障,机车司机、动
车组司机、动车组机械师等需上车顶作业时,严格按照相关规定办理 停电 手续并做好安全防护措施后,方能作业 。
8、需停电装卸作业时,必须先断开隔离开关停电后,在指定的货物线安全
区域标志内进行装卸作业。装卸作业结束,确认所有人员已至 安全 地带后,方能合上隔离开关。
9、通过道口车辆限界及货物装载高度(从地面算起)不得超过 4.5 m ,
超过时,应绕行立交道口或进行货物倒装。
10、行人持有长大、飘动等物件通过道口时,不得高举挥动,应与牵引供电
设备带电部分保持 2 m 以上的距离。
11、发现牵引供电设备断线及其部件损坏,或发现牵引供电设备上挂有线头、
绳索、塑料布或脱落搭接等异物,均不得与之接触,应立即通知附近车站,在牵
引供电设备检修人员到达未采取措施以前,任何人员均应距已断线索或异物处所10 米以外 。
12、电气化区段上水、保洁、施工等作业,不得将水管向供电线路方向喷射,
站车保洁不得采用向车体上部喷水方式洗刷车体 。
13、行人通过电气化区段天桥或跨线桥时,严禁用竹竿、棍棒、铁线等物件穿捅安全栅网。
14、电力线路、光电缆、管路等跨越电气化铁路施工时,须在接触网停电并
做好安全防护措施后进行 。
15、电气化铁路接触网停电检修时,禁止向停电区放行电力机车及动车组。
司机发现不符合此项规定时,应立即降下受电弓并停车。
16、装卸货物线的接触网隔离开关平时要处于合闸状态,雨、雪、雾、霾等
恶劣天气下,严禁处于分闸状态。
17、需停电装卸作业时,必须先断开隔离开关停电后,在指定的货物线安全
区域标志内进行装卸作业。装卸作业结束,确认所有人员已至安全地带后,方能
合上隔离开关。
二、单项选择题
1、电气化铁路沿线路内外各单位需组织学习本规则的相关内容。电气化
铁路相关作业人员每年至少进行(1)次安全考试,考试合格后,方准参加作
业。
A 、1 B、2 C、3 D、4
2、当接触网断线侵入建筑接近限界危及行车安全时,应立即向列车开来
方向发出(停车信号)。
A 、停车信号 B、通过信号 C、危险信号 D、黄色信号
3、在电气化区段运行的机车、动车、车辆及自轮运转设备可以攀登到车
顶或作业平台的梯子、天窗等处所,均应有“(电气化区段严禁攀登)”的警
告标志 。
A 、注意安全 B 、全区段严禁攀登 C 、电气化区段严禁攀登 D 、注意瞭望
4、在电气化铁路上,下列设备带有高压电的是。(接触网)
A、支柱接地线 B、钢轨 C、支柱 D 、接触网
5、在距牵引供电设备高压带电部分2m 以外,与回流线、架空地线、保
护线1m 以外,临近铁路营业线作业时,牵引供电设备可不停电,但须按照铁
路营业线施工安全管理有关规定执行。 ( B )
A 、2,2 B、2,1 C、3、1 D、3,2
三、判断题
1、机车、动车及各种车辆上方的接触网设备未停电并办理安全防护措施前,
禁止任何人员攀登到车顶或车辆装载的货物上。 ( √ )
2、遇有雷电、下雨通过接触网时,可以打雨伞快速通过接触网。 ( X )
3、行人通过电气化区段天桥或跨线桥时,严禁用竹竿、棍棒、铁线等物件
穿捅安全栅网。( √ )
4、电力线路、光电缆、管路等跨越电气化铁路施工时,做好安全措施的情
况下,可进行带电作业。 ( X )
5、电气化铁路区段各车站给水线、电力机车整备线和动车组整备线,在分
段绝缘器内侧2m 处应设安全区域标志。 ( √ )
6、遇有雷电、下雨通过接触网时不准打雨伞通过接触网。( √ )
7、可以借助接触网支柱搭脚手架。( X )
8、必须借助接触网支柱登高时,必须有供电专业人员现场监护。( √ )
9、距牵引供电设备带电部分不足4m 的燃着物体,使用水或灭火器灭火时,
牵引供电设备必须停电。( √ )
四、问答题
1、在电气化区段对攀登车辆有何规定?
答:在电气化区段内,严禁登上机车车辆顶部或翻越车顶通过线路。
2、接触网附近发生火灾时,应通知哪些人员?
答:接触网附近发生火灾时,必须立即通知供电调度员、列车调度员或接触
网工区值班人员。
3、如何避免在接触网支柱附近发生触电事故?
答:为保证人身安全,禁止在支柱上搭挂衣物、攀登支柱或在支柱旁休息。
4、当行人持有木棒、竹杠、彩旗和皮鞭等高长物件通过电气化铁路平交道
口时,必须遵守哪些规定?
答:当行人持有木棒、竹杠、彩旗和皮鞭等高长物件通过电气化铁路平交道
口时,不准高举挥动,须使上述物品保持水平状态通过道口,以免高长物件碰触
带电体,致使高压电伤人。
范文二:电气化铁路
电气化铁路
科技名词定义
中文名称:
电气化铁路
英文名称:
electric railway
定义:
地区与地区间或城市间采用电力牵引的铁路。不包括以轨道为导向、以电力为牵引能源的城市轨道交通或工况企业内部运输线路。
应用学科:
电力(一级学科);配电与用电(二级学科)
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电气化铁路,亦称电化铁路,是由电力机车或动车组这两种铁路列车(即通称的火车)为主,所行走的铁路。电气化铁路的牵引动力是电力机车,机车本身不带能源,所需能源由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。变电所设在铁道附近,它将从发电厂经高压输电线送来的电流,送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。
目录
电气化铁路
简介
组成
分类
轨道供电
高架电缆供电
直流供电
低频交流电
工频交流电
多种系统供电
发展简介
直流供电时期
交流供电时期
优点
动力
模拟
导线
我国电气化铁路发展
第一条电气化铁路
电气化铁路建设
发展
意义
电气化铁路
简介
组成
分类
轨道供电
高架电缆供电
直流供电
低频交流电
工频交流电
多种系统供电
发展简介
直流供电时期
交流供电时期
优点
动力
模拟
导线
我国电气化铁路发展
第一条电气化铁路
电气化铁路建设
发展
意义
展开
高速电气化铁路
编辑本段电气化铁路
简介
电气化铁路(electric railway)
电气化铁路的牵引动力是电力机车,机车本身不带能源,所需能源由电力牵引供电系统提供。电气化铁路,亦称电化铁路,是由电力机车或动车组这两种铁路列车(即通称的火车)为主,所行走的铁路。
组成
牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。
变电所设在铁道附近,它将从发电厂经高压输电线送来的电流,送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。沿着铁路线的两旁,架设着一排支柱,上面悬挂着金属线,即为接触网,它也可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能,牵引列车运行。牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后,向接触网供直流电,这是发展最早的一种电流制,到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变
电所降压和变成单相后,向接触网供交流电。交流制供电电压较高,发展很快。我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制,这一选择有利于今后电气化铁路的发展。
和传统的蒸汽机车或柴油机车牵引列车运行的铁路不同,电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能,通过电力机车牵引列车运行的铁路。它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路通信、信号等设备。电气化铁路具有运输能力大、行驶速度快、消耗能源少、运营成本低、工作条件好等优点,对运量大的干线铁路和具有陡坡、长大隧道的山区干线铁路实现电气化,在技术上、经济上均有明显的优越性。 分类
可以用以下方法来对电气化铁路进行分类:
供电导线类型:第三轨、高架电缆
供电类型:直流供电、交流供电
轨道供电
电气化铁路
采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的供电轨道,用来连接电网和机车,为机车提供电力供应,亦被称为第三轨供电,这条轨道被称为第三轨。
高架电缆供电
高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上,分为柔性和刚性两类,电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网,从其中取电。
架空电缆和高架电缆是香港和台湾的说法,在中国大陆通常被称为接触网供电。在中国大陆,架空电缆和高架电缆一般是指高压输电线路。
两种导线类型,最终都通过列车正常的运行轨道接地形成回路。也有少数铁路使用第四轨(例如伦敦地铁)作为电流回路。
高架电缆有个好处,就是同时能当高压输电道,如日本京急线。
直流供电
早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上,通过并联或串联在电动机上的电阻和继电器来进行控制。
通常有轨电车和地铁的电压是600伏和750伏,铁路使用1500伏和3000伏。过去车辆使用旋转变流器来将交流电转换为直流电。现在一般使用半导体整流器完成这个工作。 采用直流供电的系统比较简单,但是它需要较粗的导线,车站之间距离也较短,并且直流线路有显著的电阻损失。
荷兰、日本、澳大利亚、印尼、马来西亚的一些地区、法国的少数地区使用1500V的直流电,其中,荷兰实际使用的电压大
电气化铁路
约有1600V到1700V。
比利时、意大利、波兰、捷克北部、斯洛伐克、前南斯拉夫、前苏联使用3000V直流电。
低频交流电
一些欧洲国家使用低频交流电来给电力机车供电。德国、奥地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫兹(电网频率50Hz的三分之一)的交流电。美国使用11千伏或12.5千伏25赫兹的交流电。机车的电机通过可调变压器来控制。
工频交流电
匈牙利曾经在二十世纪三十年代在电气化铁路上使用50赫兹的交流电。然而直到五十年代以后才被广泛使用。
目前,一些电气化机车使用变压器和整流器来提供低压脉动直流电给电动机使用,通过调节变压器来控制电动机速度。另一些则使用可控硅或场效应管来产生突变交流或变频交流电来供应给机车的交流电机。
这样的供电形式比较经济,但是也存在缺点:外部电力系统的相位负荷不等,而且还会产生显著的电磁干扰。
中国、法国、英国、芬兰、丹麦、前苏联、前南斯拉夫、西班牙(标准轨高铁路段)、日本(东北、上越、北海道新干线及北陆新干线轻井泽以东)、使用单相25千伏50赫兹电力供应,台湾高速铁路、台湾铁路管理局、韩国、日本(东海道、山阳、九州新干线及北陆新干线轻井泽以西)使用单相25千伏60赫兹电力供应,而美国通常使用单相12.5千伏和25千伏60赫兹的交流电。另外日本东北、北海道地区使用20千伏50赫兹交流电,北陆地区、九州地区使用20千伏60赫兹交流电。
多种系统供电
因为有这么多的供电方式,有时候甚至一个国家内采用不同的方式(如日本关东以南是60Hz,但东北及北陆以北是50Hz),所以列车经常必须从一种供电方式转向为另一种供电方式。其中一种方法是在换乘站更换机车,当然,这样很不方便。
电气化铁路
另一种方法是使用支持多种供电系统的机车。在欧洲,通常是支持四种供电系统(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫兹、交流25千伏50赫兹)的机车,这样,它在从一个供电系统到另一个的时候就可以不用停留。
而日本国铁在上世纪60年代初已有交直流对应的列车机车、但当时只能对应其中50/60一个赫兹,俗称“单交直流型 ”。直至60年代尾才成功研发可在全日本电化区间的行走用的多种供电系统(直流1.5千伏、交流25千伏50/60赫兹),俗称“双交直流型”,并开始引进当时量产中的列车机车系列上,但在1987年由JR分社经营后,由于预期旅客电车不需再作全国性的调动或行走,加上双交直流型电车成本较高,故除了至国铁末年仍量产中的415系1500番台及之后的JR东日本的E653系及是双交直流型电车外,单交直流型的旅客电车从新被各JR旅客会社采用。
编辑本段发展简介
直流供电时期
1879年5月柏林贸易展览会上展示了第一条电气化铁道。这是一条长约300m的椭圆形铁路,轨距1m,由150V的外部直流电源经第三轨供电,以两条轨作为轨道回路;电力机车只有945kg,这条电气化铁路虽然很短,却奠定了电气化铁道的基础.
电气化铁路
1881年在德国西门子公司的利希特非尔德——军事学院修建了一条2.45km的电气化铁路,同年,在法国伦敦出现第一条架空导线供电的500m长的有轨电车线路,并于1885年正式投入商业运行中。
交流供电时期
1903年,匈牙利出现了由架空的三根导线供电的三相交流电力机车,但很快就停止了,主要是维修太困难了。
1932年,匈牙利首先成功地在电气化铁道上采有16kV工频单相交流电。
1950年,法国通过研究论证,修建了25KV单相工频实验线,并于1953年把单相交流电25KV80Hz电流制用于东南线,收到了良好的经济效益。
编辑本段优点
电气化铁路是一种现代化的铁路运输工具,和目前使用的内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比,具有技术经济上的优越性。
能大幅度提高运输能力
由于电力机车以外部电能作动力,它不需要自带动力装置,可降低机车自重,这样,在每根轴的荷重相同的条件下,其轴功率较大,目前国内的电力机车最大为900千瓦,内燃机车为500千瓦,在相同的牵引重量时,其速度较高。而在相同速度下,其牵引力较大。客运用的SS8型电力机车持续速度为100公里/时,而DFll型内燃机车只有65.5公里/时。从货运机车的功率来比较,SS4型电力机车为6400千瓦,DFl0型内燃机车为3245千瓦,而前进型蒸汽机车仅为2200千瓦。由上述数字可以看出,因为电力机车的功率大,所以它的牵引力大和持续速度较高,从而大大提高了运输能力。
节约能源,降低运输成本
铁路运输是国家能源消耗的一个大户。因此,牵引动力类型的选择对于合理使用能源具有重要意义。
电力牵引的动力是电能,从我国能源生产的发展来看,“八五”期间发电量增长32%,原煤增长13%,原油增长5.1%;1995年电力牵引用电量仅占全国发电量的0.64%;再以宏观的能源结构看,原油储量远少于煤炭、水力,而一些无法直接使用电能的水上、陆地和空中运输工具及移动机械却需要大量的液体燃料,因此,电力牵引是最合理的牵引动力。电力牵引每万吨公里的能耗比其它牵引约低1/3,根据1990年全路运输业务决算报告,以每万吨公里机务成本计算,电力机车为100%,则内燃机车为136.9%,蒸汽机车为135.1%。 有利于保护环境,并能增加安全可靠程度
电力机车无废气、烟尘,对空气无污染,另外噪音较小,特别在通过长大隧道时,其优点更为显著,这不仅改善了司机的工作条件和旅客的舒适度,而且对铁路沿线城市、郊区的污染也减到最小程度。电力机车装有大功率的电气制动装置,可用于长大下坡的速度调整,从而可以大大提高列车运行的安全度。
编辑本段动力
电气化铁路使用电力机车作为牵引动力,机车上不安装原动机,所需电能由电气化铁路电力牵引供电系统提供。沿着铁路线的两旁,架设着一排支柱,上面悬挂着金属线,即为接触网,它也可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能,牵引列车运行。牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后,向接触网供直流电,这是发展最早的一种电流制,到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后,向接触网供交流电。交流制供电电压较高,发展很快。中国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制,这一选择有利于今后电气化铁路的发展。 编辑本段模拟
电气化铁路动态物理模拟(physics simulation of transient system of electric railway)反映供电系统和电力牵引全过程及相互关系的动态物理模拟系统,用以获取和优化电气化铁路运行的各主要技术参数。区分为直流和交流电气化铁路动态物理模拟两种类型。
直流电气化铁路动态模拟计算台 直流电气化铁路动态模拟计算台由前苏联莫斯科铁道学院于1950年开始研制。
模拟计算台各环节简介
利用相似标准,按与实际相符的一定比例模拟变电所电压、内阻,接触网和钢轨的电阻、的电阻、电流,机车的F1,I1,研制了包括5个变电所,125km长的接触网、钢轨和线路及电力机车组成的模拟台,其原理结构图见图2。①供电系统:牵引变电所由交流供电经桥式整流及内阻后向4条馈线供电;接触网和钢轨用10个步进选择器组成,其中每层有25条支路,共计250条,每条代表0.5km,其第一层每条支路的电阻模拟10mm2~738mm2的等值铜导线截面,第二层模拟P45和P60型钢轨。②线路纵断面:利用一系列的串、并联电阻形成—电位器,其上不同的正、负电压相似地模拟不同的上、下坡道阻力,使每个0.5km具有不同的坡道。③电力机车牵引列车:机车的主回路由图2中机车电阻和电流来模拟,取电压UkM,形成电流为(M代表模拟值)。
编辑本段导线
轨道供电
采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的供电轨道,用来连接电网和机车,为机车提供电力供应,亦被称为第三轨供电,这条轨道被称为第三轨。
高架电缆供电
高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上,分为柔性和刚性两类,电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网,从其中取电。
架空电缆和高架电缆是香港和台湾的说法,在中国大陆通常被称为接触网供电。在中国大陆,架空电缆和高架电缆一般是指高压输电线路。
两种导线类型
最终都通过列车正常的运行轨道接地形成回路。也有少数铁路使用第四轨(例如伦敦地铁)作为电流回路。
高架电缆有个好处,就是同时能当高压输电道,如日本京急线。
编辑本段我国电气化铁路发展
第一条电气化铁路
1961年8月15日建成我国第一条电气化铁路——宝风段。
电气化铁路
这条电气化铁路的供电制式最初是按3000直流制设计的。后来了解到法国、前苏联、日本已成功采用了新的电流制——工频单牙交流制,经过专家教授们反复论证对比,于1975年4月决定改用25KV工频单相交流制,这种供电制式的确定,避免了我国电气化铁路发展中的弯路,为我国电气化铁路的发展打下了良好的技术基础。
1958年3月完成初步设计,同年6月15日开始动工兴建,经过建设者们两年的艰苦创业,奋力拼搏,我国第一条电气化铁路于1960年5月14日胜利建成,经过一年多的试运行,于1961年正式交付运营,从此揭开了我国电气化铁路建设的序幕。
电气化铁路建设
20世纪60年代中期,为了加速大西南的建设,沟通西南地区与全国的物资交流,宝成铁
电气化铁路
路风州至成都段的电气化铁路上马。
1966年3月提出电气化研究报告,同年12月完成初步设计,1968年12月广元至马角坝段电气化工程开工。电气化工程是分段进行的,先修建广元至绵阳段,后修建广元至风州段,最后修建绵阳至成都段。经过7年的艰苦奋战,于1975年7月1日,676Km和的宝成电气化铁路全线建成通车。
1973年9月阳安线、1975年9月襄渝线襄樊至安康段、1978年3月石太线石家庄至阳泉段、1979年10月宝兰线宝鸡至天水段相继动工修建。到1980年底,共建成电气化铁路1679.6Km。
1985年一年内就有京秦线、成渝线内(江)重(庆)段、贵昆线贵(阳南)水(城西)段和太焦线长(治北)月(山)段4条电气化铁路共计1169.23Km交付运营。
20世纪90年代有10条线共计2795.76Km电气化铁路建成交付运营。
2008年8月1日京津高速电气化铁路开通运营。
2009年4月1日合武高速电气化铁路开通运营
电气化铁路
。 2009年12月26日武广高速电气化铁路开通运营。
2010年2月6日郑西高速电气化铁路开通运营。
我国电气化铁路进入了高速电气化时代。
编辑本段发展
高速电气化铁路(high speed electric railway) 行车速度在200km/h~350 km/h的电气化铁路。国际上一般将铁路行车速度在100km/h及以下者称为常速,在200 km/h以下称为快速或准高速,在200 km/h以上至350 km/h者称为高速。自20世纪50年代末始,一些科技发达国家就开始研究和建设高速电气化铁路,至1997年年底,全世界新建高速铁路约4 400 km,其中日本新干线1952km,法国TGV 1282km,德国ICE 427km,意大利ETR 237km,西班牙AVE 471km。20世纪末一些科技水平较高的国家正在研究一种新型磁悬浮列车,其运行速度可达4帅400km/h~500km/h。中国也开展了这方面的专题研究工作。 编辑本段意义
电力机车动车本身不带原动机和燃料,比功率(单位重量功率)大,与内燃机车和内燃
动车相比,在相同或相近的持续牵引力(以单轴计)下持续速度高一倍以上,牵引相同重量的列车可以实现更高的额定最高速度(或称最高运营速度),而且恒功速度范围宽,电制动功率也大,所以起、制动和加、减速性能也均较优越。电力牵引这种快跑、多拉的特性能更充分地满足铁路运输对提高行车速度、增加列车重量和加大行车密度的综合要求,从而更加有利于:大幅度提高旅客运输的旅行速度和高附加值商品运输的送达速度;组织煤炭、建材、粮食等大宗货物的高效、快捷的重载直达运输;发挥速度优势,不断推出运输新产品,拓广铁路运输的营销范围,增强其在运输市场上的竞争实力。特别轨道交通与高速公路、航空运输协调发展的“运输走廊”,吸引大中城市间和市郊运输的大量客流转乘高速和快速电气列车,可以明显改善人们的旅行条件、缓解交通堵塞、减少大气污染、节省石油及土地等有限资源。这种超越上述企业效益的重大国民经济效益和社会效益,在唤醒发达国家的政府和社会对铁路公益性的再认识,为铁路发展获取资金和支持方面,起了重要的作用。
电气化铁路虽然一次投资较大,但是电气化后完成的运量大,运输收入多,运输成本低,所需投资能在短期内得到偿还清(视运量大小,一般为5年~10年,有的只需2年~3年)。运输成本的降低,主要是电力机车动车直接利用外部电源、构造简单、摩擦件少、购置费低、使用寿命长,因而包括能源费、维修费、折旧费的机务成本低;机车车辆周转快,设备利用率高;客运电力机车动轴少、轴重轻,由提速而增加的工务成本也较少;空调客车、冷藏车日起触网供电,较加挂发电车节省费用和运力。
范文三:电气化铁路
电气化铁路(electric railway)
提供。电气化铁路,亦称电化铁路,是由电力机车或动车组这两种铁路列车(即通称的火车)为主,所行走的铁路。
牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。
变电所设在铁道附近,它将从发电厂经高压输电线送来的电能,送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。沿着铁路线的两旁,架设着一排支柱,上面悬挂着金属线,即为接触网,它也可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能,牵引列车运行。牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后,向接触网供直流电,这是发展最早的一种电流制,到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后,向接触网供交流电。交流制供电电压较高,发展很快。我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制,这一选择有利于今后电气化铁路的发展。
和传统的蒸汽机车或柴油机车牵引列车运行的铁路不同,电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能,通过电力机车牵引列车运行的铁路。它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路通信、信号等设备。电气化铁路具有运输能力大、行驶速度快、消耗能源少、运营成本低、工作条件好等优点,对运量大的干线铁路和具有陡坡、长大隧道的山区干线铁路实现电气化,在技术上、经济上均有明显的优越性。 可以用以下方法来对电气化铁路进行分类:
供电导线类型:第三轨、高架电缆
供电类型:直流供电、交流供电
2供电方式编辑
轨道供电
采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的供电轨道,用来连接电网和机车,为机车提供电力供应,亦被称为第三轨供电,这条轨道被称为第三轨。
高架电缆
高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上,分为柔性和刚性两类,电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网,从其中取电。
架空电缆和高架电缆是香港和台湾的说法,在中国大陆通常被称为接触网供电。在中国大陆,架空电缆和高架电缆一般是指高压输电线路。
两种导线类型,最终都通过列车正常的运行轨道接地形成回路。也有少数铁路使用第四轨(例如伦敦地铁)作为电流回路。
高架电缆有个好处,就是同时能当高压输电道,如日本京急线。
直流
早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上,通过并联或 串联在电动机上的电阻和继电器来进行控制。 通常有轨电车和地铁的电压是600伏和750伏,铁路使用1500伏和3000伏。过去车辆使用旋转变流器来将交流电转换为直流电。一般使用半导体整流器完成这个工作。
采用直流供电的系统比较简单,但是它需要较粗的导线,车站之间距离也较短,并且直流线路有显著的电阻损失。
低频交流电
一些欧洲国家使用低频交流电来给电力机车供电。德国、奥地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫兹(电网频率50Hz的三分之一)的交流电。美国使用11千伏或12.5千伏25赫兹的交流电。机车的电机通过可调变压器来控制。
工频交流电
一些电气化机车使用变压器和整流器来提供低压脉动直流电给电动机使用,通过调节变压器来控制电动机速度。另一些则使用可控硅或场效应管来产生突变交流或变频交流电来供应给机车的交流电机。
这样的供电形式比较经济,但是也存在缺点:外部电力系统的相位负荷不等,而且还会产生显著的电磁干扰。 中国、法国、英国、芬兰、丹麦、前苏联、前南斯拉夫、西班牙(标准轨高铁路段)、日本(东北、上越、北海道新干线及北陆新干线轻井泽以东)、使用单相25千伏50赫兹电力供应,台湾高速铁路、台湾铁路管理局、韩国、日本(东海道、山阳、九州新干线及北陆新干线轻井泽以西)使用单相25千伏60赫兹电力供应,而美国通常使用单相12.5千伏和25千伏60赫兹的交流电。另外日本东北、北海道地区使用20千伏50赫兹交流电,北陆地区、九州地区使用20千伏60赫兹交流电。
电气化铁路是一种现代化的铁路运输工具,和使用的内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比,具有技术经济上的优越性。
能大幅度提高运输能力
由于电力机车以外部电能作动力,它不需要自带动力装置,可降低机车自重,这样,在每根轴的荷重相同的条件下,其轴功率较大,目前国内的电力机车最大为900千瓦,内燃机车为500千瓦,在相同的牵引重量时,其速度较高。而在相同速度下,其牵引力较大。客运用的SS8型电力机车持续速度为100公里/时,而DFll型内燃机车只有65.5公里/时。从货运机车的功率来比较,SS4型电力机车为6400千瓦,DFl0型内燃机车为3245千瓦,而前进型蒸汽机车仅为2200千瓦。由上述数字可以看出,因为电力机车的功率大,所以它的牵引力大和持续速度较高,从而大大提高了运输能力。
节约能源,降低运输成本
铁路运输是国家能源消耗的一个大户。因此,牵引动力类型的选择对于合理使用能源具有重要意义。
电力牵引的动力是电能,从我国能源生产的发展来看,“八五”期间发电量增长32%,原煤增长13%
,原油增长
5.1%;1995年电力牵引用电量仅占全国发电量的0.64%;再以宏观的能源结构看,原油储量远少于煤炭、水力,而一些无法直接使用电能的水上、陆地和空中运输工具及移动机械却需要大量的液体燃料,因此,电力牵引是最合理的牵引动力。电力牵引每万吨公里的能耗比其它牵引约低1/3,根据1990年全路运输业务决算报告,以每万吨公里机务成本计算,电力机车为100%,则内燃机车为136.9%,蒸汽机车为135.1%。
有利于保护环境,并能增加安全可靠程度
电力机车无废气、烟尘,对空气无污染,另外噪音较小,特别在通过长大隧道时,其优点更为显著,这不仅改善了司机的工作条件和旅客的舒适度,而且对铁路沿线城市、郊区的污染也减到最小程度。电力机车装有大功率的电气制动装置,可用于长大下坡的速度调整,从而可以大大提高列车运行的安全度。
电气化铁路使用电力机车作为牵引动力,机车上不安装原动机,所需电能由电气化铁路电力牵引供电系统提供。中国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制,这一选择有利于今后电气化铁路的发展。
电气化铁路动态物理模拟(physics simulation of transient system of electric railway)反映供电系统和电力牵引全过程及相互关系的动态物理模拟系统,用以获取和优化电气化铁路运行的各主要技术参数。区分为直流和交流电气化铁路动态物理模拟两种类型。
直流电气化铁路动态模拟计算台 直流电气化铁路动态模拟计算台由前苏联莫斯科铁道学院于1950年开始研制。
利用相似标准,按与实际相符的一定比例模拟变电所电压、内阻,接触网和钢轨的电阻、的电阻、电流,机车的F1,I1,研制了包括5个变电所,125km长的接触网、钢轨和线路及电力机车组成的模拟台,其原理结构图见图2。①供电系统:牵引变电所由交流供电经桥式整流及内阻后向4条馈线供电;接触网和钢轨用10个步进选择器组成,其中每层有25条支路,共计250条,每条代表0.5km,其第一层每条支路的电阻模拟10mm2~738mm2的等值铜导线截面,第二层模拟P45和P60型钢轨。②线路纵断面:利用一系列的串、并联电阻形成—电位器,其上不同的正、负电压相似地模拟不同的上、下坡道阻力,使每个0.5km具有不同的坡道。③电力机车牵引列车:机车的主回路由图2中机车电阻和电流来模拟,取电压UkM,形成电流为(M代表模拟值)。
2009年12月26日武广高速电气化铁路开通运营。2010年2月6日郑西高速电气化铁路开通运营。我国电气化铁路进入了高速电气化时代。
高速电气化铁路(high speed electric railway) 行车速度在200km/h~350 km/h的电气化铁路。国际上一般将铁路行车速度在100km/h及以下者称为常速,在200 km/h以下称为快速或准高速,在200 km/h以上至350 km/h者称为高速。自20世纪50年代末始,一些科技发达国家就开始研究和建设高速电气化铁路,至1997年年底,全
世界新建高速铁路约4 400 km,其中日本新干线1952km,法国TGV1282km,德国ICE427km,意大利ETR 237km,西班牙AVE 471km。20世纪末一些科技水平较高的国家正在研究一种新型磁悬浮列车,其运行速度可达时速400km/h~500km/h。中国也开展了这方面的专题研究工作。
电力机车动车本身不带原动机和燃料,比功率(单位重量功率)大,与内燃机车和内燃动车相比,在相同或相近的持续牵引力(以单轴计)下持续速度高一倍以上,牵引相同重量的列车可以实现更高的额定最高速度(或称最高运营速度),而且恒功速度范围宽,电制动功率也大,所以起、制动和加、减速性能也均较优越。电力牵引这种快跑、多拉的特性能更充分地满足铁路运输对提高行车速度、增加列车重量和加大行车密度的综合要求,从而更加有利于:大幅度提高旅客运输的旅行速度和高附加值商品运输的送达速度;组织煤炭、建材、粮食等大宗货物的高效、快捷的重载直达运输;发挥速度优势,不断推出运输新产品,拓广铁路运输的营销范围,增强其在运输市场上的竞争实力。特别轨道交通与高速公路、航空运输协调发展的“运输走廊”,吸引大中城市间和市郊运输的大量客流转乘高速和快速电气列车,可以明显改善人们的旅行条件、缓解交通堵塞、减少大气污染、节省石油及土地等有限资源。这种超越上述企业效益的重大国民经济效益和社会效益,在唤醒发达国家的政府和社会对铁路公益性的再认识,为铁路发展获取资金和支持方面,起了重要的作用。
电气化铁路虽然一次投资较大,但是电气化后完成的运量大,运输收入多,运输成本低,所需投资能在短期内得到偿还清(视运量大小,一般为5年~10年,有的只需2年~3年)。运输成本的降低,主要是电力机车动车直接利用外部电源、构造简单、摩擦件少、购置费低、使用寿命长,因而包括能源费、维修费、折旧费的机务成本低;机车车辆周转快,设备利用率高;客运电力机车动轴少、轴重轻,由提速而增加的工务成本也较少;空调客车、冷藏车日起触网供电,较加挂发电车节省费用和运力。
危害
电气化铁路(以下简称“电铁”)在现代科技时代的牵引下,得到了飞速的发展,电力负荷中运用比较比重比较大的是电铁牵引负荷,其突出特点是 、冲击性 等特点。危害电能质量
铁路是单相供电,靠不同的车辆在不同的相位上运行来使相间电流平衡。但是车辆的位置和速度是不确定的,所以铁路供电经常性出现相不平衡的状态,有时这种不平衡的程度还非常大,这对电网的影响非常大。所以你所提的问题,可以理解为对电力系统的影响最大的就是相不平衡 或 相不对称。
三相电器,排除制造原因造成的差异,通常相是平衡的。
单相电器,肯定是不平衡的。但是我们通过使每相负担数量和负荷容量基本相同的设施,这
里所说的“数量”要越大越好,从而实现统计学上的平衡。这在实际中是成立的,当然也会
造成一定程度的相间差异,但这种差异不是很大,不影响电网的运行。
铁路的电力,火车是非常大功率的设备,数量又不大,所以很难达到统计学上的平衡。这就
要求电网设计要能承受这种差异。
范文四:浅谈电气化铁路A B C
浅谈电气化铁路 A B C
我国第一条电气化铁路始建于宝成线宝鸡~凤州段,全长 91km ,于 1961年 8月正式通车, 至今已 40余年, 截止 2002年底全国电气化铁路营业里程已达 18336km ,涵盖郑州、北京、成都等 11个铁路局,伴随着已开工的郑州~徐州 电气化工程建设, 济南铁路局即将步入电气化铁路的运营, 成为电气化铁路的新 成员。我国电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,额定电压 25kV 。牵引动 力为电能, 牵引供电设备将国家电力系统输送的电能变换为适合电力机车使用的 形式, 电力机车则完成牵引任务, 因此牵引供电设备和电力机车是电气化铁路的 两大主要装备, 铁路其他装备和基础设施应与之相适应。 讲稿内容共分三个部分:电气化铁路的基础知识、 牵引供电系统与其他部门的关系和人身安全。 今天先讲 第一部分 ---中国电气化铁路基本知识。谬误之处,请不吝指正。
(一) 牵引供电系统简介:将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的 总称叫电气化铁路的供电系统, 又称牵引供电系统, 主要由牵引变电所和接触网 两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从 110kV (或 220kV )降到 27.5kV , 经馈电线将电能送至接触网;接触网沿铁路上空架设, 电力机车升弓后 便可从其取得电能, 用以牵引列车。 牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装 置,两相邻牵引变电所之间设有分区亭,接触网在此也相应设有分相绝缘装置。 牵引变电所至分区亭之间的接触网(含馈电线)称供电臂。 1、牵引变电所。牵 引变电所的任务是将电力系统三相电压降低, 同时以单相方式馈出。 降低电压是 由牵引变压器来实现的, 将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 牵 引变压器 (主变) 是一种特殊电压等级的电力变压器, 应满足牵引负荷变化剧烈、 外部短路频繁的要求,是牵引变电所的 “ 心脏 ” 。我国牵引变压器采用三相、三相 —— 二相和单相三种类型, 因而牵引变电所也分为三相、 三相 —— 二相和单相三 类。 2、接触网。接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路,电力机车受电弓通 过与之滑动摩擦接触而授流, 取得电能。 所以两者均应保持良好的工作状态。 受 电弓的运动状态是很复杂的, 影响因素也很多。 为了保证对其良好的供电, 接触 网结构本身应做到:(1) 接触线距钢轨面的高度应尽量相等, 定位点及跨中与受 电弓中心相对位置符合要求; (2)接触悬挂应有较均匀的弹性和良好的稳定性; (3)良好的绝缘性能; (4)适应气象条件的变化并能保持上述特性不应有很大 的变化; (5)接触网结构应力求轻巧简单,做到标准化,方便施工和运行维修; (6)零部件标准化,轻便,耐腐蚀,可靠性高, (7)接触线应有足够的耐磨性; (8)主导电回路通畅。
(二)接触网的悬挂方式:架空式接触网主要由接触悬挂、支持装置、定位 装置和支柱基础四大部分组成。前三部分带电,与支柱(或其它建筑物)接地体 之间用绝缘子隔开。 1、接触悬挂。通常,接触悬挂由承力索、吊弦、接触线和 补偿装置组成,即链形悬挂。补偿装置的作用是在环境温度变化时,使接触线、 承力索的张力保持恒定。承力索和接触线下锚方式均采用补偿装置的叫全补偿, 仅接触线采用补偿的称半补偿。 支柱处吊弦采用简单吊弦或弹性吊弦的分别为简 单链形悬挂或弹性链形悬挂。 目前我国干线电气化铁路正线大都采用全补偿简单 链形悬挂, 站线则多为半补偿简单链形悬挂。 只有接触线的悬挂称简单悬挂, 一
范文五:电气化铁路知识
一、电气化铁路的基础知识
(一)牵引供电系统简介
将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统,又称牵引供电系统,主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV(或220kV)降到27.5kV,经馈电线将电能送至接触网;接触网沿铁路上空架设,电力机车升弓后便可从其取得电能,用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置,两相邻牵引变电所之间设有分区亭,接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网(含馈电线)称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——(牵引变电所)接地网组成的闭合回路,其中流通的电流称牵引电流,闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧,处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线统称为牵引网。
牵引供电设备的检修运行由供电段负责,牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。供电调度通常设在分局和铁路局调度所。
1、牵引变电所
牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低,同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的,将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器(主变)是一种特殊电压等级的电力变压器,应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求,是牵引变电所的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型,因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高,我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统,牵引变电所将逐步实现无人值班,直接由供电调度实行遥控运行。
2、接触网
接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路,电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流,取得电能。所以两者均应保持良好的工作状态。
受电弓的运动状态是很复杂的,影响因素也很多。为了保证对其良好的供电,接触网结构本身应做到:
(1)接触线距钢轨面的高度应尽量相等,定位点及跨中与受电弓中心相对位置符合要求;
(2)接触悬挂应有较均匀的弹性和良好的稳定性;
(3)良好的绝缘性能;
(4)适应气象条件的变化并能保持上述特性不应有很大的变化;
(5)接触网结构应力求轻巧简单,做到标准化,方便施工和运行维修;
(6)零部件标准化,轻便,耐腐蚀,可靠性高,
(7)接触线应有足够的耐磨性;
(8)主导电回路通畅。
(二)接触网的悬挂方式
架空式接触网主要由接触悬挂、支持装置、定位装置和支柱基础四大部分组成。前三部分带电,与支柱(或其它建筑物)接地体之间用绝缘子隔开。
1、接触悬挂
通常,接触悬挂由承力索、吊弦、接触线和补偿装置组成,即链形悬挂。补偿装置的作用是在环境温度变化时,使接触线、承力索的张力保持恒定。承力索和接触线下锚方式均采用补偿装置的叫全补偿,仅接触线采用补偿的称半补偿。支柱处吊弦采用简单吊弦或弹性吊弦的分别为简单链形悬挂或弹性链形悬挂。
目前我国干线电气化铁路正线大都采用全补偿简单链形悬挂,站线则多为半补偿简单链形悬挂。
只有接触线的悬挂称简单悬挂,一般都采用补偿方式,只在机务段库线、厂矿专用线等少数场合采用。
接触悬挂沿线路架设,为了满足机械受力方面的要求而分成一个一个单独的锚段,锚段与锚段的相互过渡结构称为锚段关节,通常有绝缘(四跨)锚段关节和非绝缘(三跨)锚段关节之分,前者亦称电分段锚段关节,后者则为机械分段锚段关节。锚段与锚段之间的电气联接用电联接线(三跨)或隔离开关(四跨)完成。
2、支持装置
支持装置用以支持接触悬挂并将其负荷传给支柱或其他建筑物,其结构随线路情况而变化。区间主要为腕臂结构;站场则视股道数量、线路情况、支柱所在位置等因素而选用软横跨、硬横跨或腕臂结构,以软横跨为主,高速铁路则采用硬横梁;隧道和桥梁(下承桥)等大型建筑物处又要视具体情况而作设计,必要时采用特殊结构。
3、定位装置
定位装置包括定位器和定位管,其作用是保证接触线与受电弓的相对位置在规定范围内,并将接触线的水平张力传给支柱。
4、支柱基础
支柱用来承受接触悬挂和支持装置的负荷,并将接触悬挂固定在规定高度。支柱有钢柱和钢筋混凝土柱两种。前者立在用钢筋混凝土浇成的基础上,基础埋在路基内;后者则直接埋在路基中。桥梁(上承桥)通常采用钢柱,其基础在桥墩上预留。
支柱上还装有接地装置,与钢轨回路接通,起到保护作用。下锚支柱上还装有补偿装置,并设拉线装置。
(三)接触网的供电分段
为了保证安全供电和灵活运用,接触网在结构上设有供电分段。
如前所述,在牵引变电所和分区亭所在地的接触网设置的分相绝缘装置为分相电分段;在同一供电臂内设置的电分段为同相电分段,如区间和站场之间(纵向),站场内的货物线、装卸线、段管线,枢纽内场与场之间等(横向)。
同相电分段的结构为四跨锚段关节,或采用分段绝缘器+三跨锚段关节结构。
分相电分段的结构,早期为八跨(两个四跨迭加)锚段关节式,后来为分相绝缘器+三跨锚段关节所代替。近年来,随着列车速度的不断提高,锚段关节式分相结构由于其弹性好、硬点小,受电弓过渡平滑等优点,在提速区段和高速区段又逐步采用。必须指出,电力机车在通过分相绝缘装置时,要“断电”通过,即在通过前将主断路器断开,滑行通过后,再闭合主断路器继续运行,否则会引起强烈电弧,造成相间短路,甚至烧断接触网线索。
(四)接触网的供电方式
我国电气化铁路均采用单边供电方式,即牵引变电所向接触网供电时,每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能(从两边获得电能则为双边供电,可提高接触网末端网压,但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用)。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接,实现“并联供电”,可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时,相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”,此时供电范围扩大,网压降低,通常应减少列车对数或牵引定数,以维持运行。
1、直接供电方式
如前所述,电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场,从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路(如宝成线、阳安线)建设时,处于山区,地方通信技术不发达,铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆,接触网产生的电磁干扰影响极小,不用采取特殊防护措施,因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式(简称TR供电方式)。随着电气化铁路向平原和大城市发展,
电磁干扰矛盾日显突出,于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施,便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点,即在接触网支柱田野侧,与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时,附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流,理论上讲(或理想中)大小相等、方向相反,从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的,所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器(BT)供电方式
这种供电方式,在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器(变比为1:1),其原边串入接触网,次边串入回流线(简称NF线,架在接触网支柱田野侧,与接触悬挂等高),每两台吸流变压器之间有一根吸上线,将回流线与钢轨连接,其作用是将钢轨中的回流“吸上”去,经回流线返回牵引变电所,起到防干扰效果。
由于大地回流及所谓的“半段效应”,BT供电方式的防护效果并不理想,加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂,机车受流条件恶化,近年来已很少采用。
3、自耦变压器(AT)供电方式
采用AT供电方式时,牵引变电所主变输出电压为55kV,经AT(自耦变压器,变比2:1)向接触网供电,一端接接触网,另一端接正馈线(简称AF线,亦架在田野侧,与接触悬挂等高),其中点抽头则与钢轨相连。AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样,起到防干扰功能,但效果较前者为好。此外,在AF线下方还架有一条保护(PW)线,当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用,同时亦兼有防干扰及防雷效果。
显然,AT供电方式接触网结构也比较复杂,田野侧挂有两组附加导线,AF线电压与接触网电压相等,PW线也有一定电位(约几百伏),增加故障几率。当接触网发生故障,尤其是断杆事故时,更是麻烦,抢修恢复困难,对运输干扰极大。但由于牵引变电所馈出电压高,所间距可增加一倍,并可适当提高末端网压,在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。
4、直供+回流(DN)供电方式
这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式,NF线每隔一定距离与钢轨相连,既起到防干扰作用,又兼有PW线特性。由于没有吸流变压器,改善了网压,接触网结构简单可靠。近年来得到广泛应用。
综上所述,早期电气化铁路均采用直接供电方式,为避免和减少对外部环境的电磁干扰,研发了BT、AT和DN供电方式,就防护效果来看,AT方式优于BT和DN方式,就接触网的
结构性能来讲,DN方式最为简单可靠。随着通信技术的快速发展,光缆的普遍应用,通信设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强,考虑到接触网的运行可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要,所以通常认为,一般情况下DN供电方式为首选,在电力系统比较薄弱的地区,经过经济技术比较,可采用AT供电方式,BT供电方式则尽量少采用或不采用。本人认为,这是近三十年来我国电气化铁路供电方式发展和应用的实践过程中总结出来的普遍看法,同样也要接受今后的实践检验,不断总结提高。
电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的,牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分,所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。 接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
牵引变电所的功能是将三相的110KV(或220KV)高压交流电变换为两个单相的27.5KV的交 流电,然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为25KV)供电,牵引变电所每一侧的接触网都被称做供电臂。
牵引变电所外部电源
牵引供电系统一般又由铁路以外的容量较大的电力系统供电。电力系统有许多种电等级网络和设备,其中110KV及以上电压等级的输电线路,用区域变电所中的变压器联系起来,主要用于输送强大电力,利用它们向电气化铁路的牵引变电所输送电力,供电牵引用力。为了保证供电的可靠性,由电力系统送到牵引变电所高压输电线路无一例外地为双回线。两条双回线互为备用,平时均处于带电状态,一旦一条回路发生供电故障,另一条回自动投入,从而保证不间断供电。
牵引变电所主接线
牵引变电所(包括分区亭、开闭所,AT所等),为了完成接受电能,高压和分配电能的工作,其电气接线可分为两大部分:一次接线(主接线)和二次接线。
主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式,也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。
二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制,监察、测量以及实现继电保护与运动化等。二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用。
主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出线的要求确定的,其基本主接线型式有:单母线分段接线、劳旁路母线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双T式(即分支式)接线等。
开闭所
所谓开闭所,是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所,一般有两条进线,然后多路馈出向枢纽站场接触网各分段供电。 进线和出线均经过断路器,以实现接触网各
分段停、供电灵活运行的目的。又由于断路器对接触网短路故障进行保护,从而可以缩小事故停电范围。
分区亭
分区亭设于两个牵引变电所的中间,可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障,可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器,在继电保护的作用下自动跳闸,将故障段接触网切除,而非故障段的接触网仍照常工作,从而使事故范围缩小一半。
AT所
牵引网采用AT供电方式时,在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT,该设置处所称做AT所。
牵引变电所变压器
牵引变电所内的变压器,根据用途不同,分为主变压器(牵引变压器)、动力变压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几种;根据接线方式不同,又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万 别,但其基本原理都是一样的,其作用都是变换电压,传输电能,以供给不同的电负荷。
主变压器是牵引变电所内的核心设备,担负着将电力系统供给的110KV或220KV的三相电源变换成适合电力机车使用的27.5KV的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点,运行环境比一般电力负荷恶劣的多, 因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强,这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。
动力变压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电,电压等级一般为27.5/10KV,容量从几百至几千KVA不等。
自耦变压器(AT)是AT供电的专用变压器,自身阻抗很小,一般沿牵引网每10~20km设一台,用以降低线路阻抗,提高网压水平及减少通信干扰。 所用变压器(又称自用电变压器)是给本所的二次设备、检修设备以及日常生活、照明负荷供电的设备,电压一般为27.5/0.4KV或27.5/0.23KV,容量从几十至几百KVA不等。