工具式模板建築

[拼音]:dianqihua tielu

[英文]:electric railway

設有牽引供電系統,以電力機車作為列車牽引動力的鐵路。

發展簡況

1879年5月,世界上第一條電氣化鐵路在德國柏林建成。此後,隨著科學技術的發展、鐵路運量的增長和對能源利用率的重視,全世界電氣化鐵路營業里程逐年增加,到20世紀80年代初已超過16.5萬公里,佔鐵路營業總里程的13%,而承擔的運量卻佔鐵路總運量的35%。一些以電氣化鐵路為主的國家,如法國、聯邦德國和日本等,一般以佔鐵路營業總里程的1/3左右的電氣化鐵路完成鐵路總運量的3/4左右。

中國於1961年8月建成第一條電氣化鐵路幹線──寶成線的寶雞至鳳州段。到1984年底,已累計建成電氣化鐵路幹線3519公里(其中臺灣省佔 495公里)。還有6000餘公里鐵路幹線,正在進行電氣化設計和施工。

電力機車

電氣化鐵路使用電力機車作為牽引動力,機車上不安裝原動機,所需電能由電氣化鐵路電力牽引供電系統提供。

牽引供電系統

電氣化鐵路向電力機車供電的系統由牽引變電所和接觸網(少數為第三軌)組成。來自發電廠、高壓輸電線的電能,經牽引變電所降壓(或再經整流)後,向架設在鐵路上空的接觸網送電,電力機車從接觸網取電,牽引列車前進。

牽引供電制式按接觸網的電流制有直流制和交流制兩種:

(1)直流制是將高壓、三相電力在牽引變電所降壓和整流後,向接觸網(或第三軌)供直流電。在電氣化鐵路發展的初期,直流電壓為幾百伏,後來不斷增加。現在廣泛採用的電壓為1500伏或3000伏。直流制仍在一些較早修建的電氣化鐵路區段使用。由於直流接觸網電壓難以繼續提高,以及直流牽引供電系統結構複雜、投資較大等,20世紀50年代以後,新建電氣化鐵路已較少採用直流制式。

(2)交流制是將高壓、三相電力在牽引變電所降壓和變成單相後,向接觸網供交流電。其電壓有15千伏、20千伏和25千伏等幾級,交流頻率分50或60赫和

赫等。其中單相工頻(50赫)25千伏交流制,是法國首先在1954年正式採用的,由於具有可以簡化牽引供電系統結構、增大容量和降低造價等優點,現已為世界上約1/3的電氣化鐵路所採用,在蘇聯、法國、印度、日本和英國等國應用尤為普遍。中國電氣化鐵路的牽引供電制式,從一開始就採用單相工頻(50赫)25千伏交流制。這一選擇有利於今後電氣化鐵路的發展。

中國牽引變電所高壓側電壓一般採用110千伏;牽引變壓器型別有單相和三相兩種;牽引變電所之間的平均距離,單線鐵路約60公里,雙線鐵路約40公里。接觸網懸掛方式採用半補償、全補償鏈型懸掛或彈性簡單懸掛;接觸導線有銅線、鋼鋁線或鋁合金線等;接觸網支柱採用鋼支柱或鋼筋混凝土支柱。

為了減少高壓接觸網單相工頻電流對附近通訊、廣播等線路的電磁干擾,可採用在接觸網上裝設吸流變壓器和迴流線或自耦變壓器系統等防干擾措施。

優越性

電氣化鐵路同用柴油機車或蒸汽機車牽引車列的鐵路相比,主要優點有:

(1)運輸能力大。電力機車功率一般都很大,如中國製造的“韶山 1”型電力機車,小時功率為4200千瓦,比“東風 4”型內燃機車或“前進”型蒸汽機車的功率約大一倍左右。功率大,牽引力就大,速度就高,能夠大幅度地提高運輸能力。電力機車除設有空氣制動裝置外,還設有功率較大的電氣制動裝置,可使列車在長大下坡道上等速下坡,在山區及運輸繁忙的鐵路幹線上,有利於提高鐵路運輸能力。

(2)能源省。電力機車所需的電力可以來自火力發電站、核發電站或水力發電站。由火力發電廠供電,電力機車的熱效率可達20%~26%;而柴油機車使用柴油,平均熱效率為20%;蒸汽機車使用優質煤,熱效率僅有6%~7%。

(3)運營成本低。電力機車結構比較簡單,摩擦運動部件少,因而檢修週期長,維修工作量小。電力牽引執行速度高,可加速機車車輛的週轉,在完成同一運量的條件下,可減少機車車輛數量。電力機車整備作業少,不需上煤、上水、上油等,能夠長距離執行,便於實行長交路、輪乘制。電力機車節省能源,費用低。因而,電力牽引的運營成本低,勞動生產率高。電氣化鐵路線路越長,經濟效益越好。

(4)工作條件好。電力機車操作簡便,既沒有蒸汽機車投煤、清爐那種繁重的體力勞動,也沒有柴油機車使人煩惱的噪聲。蒸汽機車或柴油機車排放煙塵和有害氣體,汙染環境和影響行車安全,在隧道中尤為嚴重。改用電力機車後就可根除這些現象。

展望

電氣化鐵路已經成為世界各國鐵路現代化的發展方向。在運輸繁忙和線路條件困難的鐵路區段實現電氣化,是目前電氣化鐵路發展的重點。世界電氣化鐵路預計到20世紀末可達25萬公里。中國已確定大力發展電力機車牽引和柴油機車牽引,並以電力機車牽引為主的牽引動力改革方針。

參考文章

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