電氣化鐵道概論

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1、電氣化鐵路概述目錄Ⅰ、電氣化鐵路概述Ⅱ、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)原理Ⅲ、牽引供電系統(tǒng)的負(fù)荷特性Ⅳ、電氣化鐵路對電力系統(tǒng)的影響及對策Ⅴ、對電力系統(tǒng)供電方案的建議Ⅵ、接觸網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)Ⅰ、電氣化鐵路概述一、電氣化鐵路發(fā)展歷史1825年英國人修建了世界上第一條鐵路，開創(chuàng)了人類軌道交通新紀(jì)元。我國于1881年修建第一條鐵路——唐山至胥各莊煤礦鐵路，1909年由詹天佑工程師主持的我國第一條自主設(shè)計(jì)修建的鐵路——京張鐵路通車，拉開了我國鐵路發(fā)展的序幕。最早的蒸汽機(jī)車照片1879年，在柏林的世博會(huì)上，西門子和哈爾斯克制作展出了約550

2、m的電氣化鐵路，人類第一次采用電力來牽引列車。西門子和哈爾斯克制作的電氣化鐵路實(shí)驗(yàn)照片1881年5月，德國在柏林近郊的利希特菲爾德修建的一條長2.45km的電氣化鐵路投入運(yùn)行，這是世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的電氣化鐵路，開啟了鐵路電力牽引的新時(shí)代。20世紀(jì)初期，電氣化鐵路在世界各地得到迅速發(fā)展。二、電氣化鐵路供電制式早期電氣化鐵路主要采用直流750V、1500V供電制式，上世紀(jì)30年代后開始采用直流3000V供電制式。1950年法國在?？怂?累.班—里亞羅什休爾伏龍區(qū)段試建的25kV工頻單相交流電氣化鐵路成功，25kV工

3、頻單相交流制在世界廣泛推廣，我國電氣化鐵路全部采用25kV工頻單相交流制。目前世界電氣化鐵路主要有以下3種供電制式：（一）1.5kV、3kV直流制（二）15kV162/3Hz低頻單相交流制（三）25kV工頻單相交流制三、世界電氣化鐵路概況電氣化鐵路牽引動(dòng)力大，能源利用率高，并能夠綜合利用能源，對環(huán)境污染小，具有其他牽引動(dòng)力無可比擬的優(yōu)越性。采用電力牽引，減輕鐵路運(yùn)輸對環(huán)境的影響，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展，是鐵路牽引動(dòng)力的發(fā)展方向。在石油資源逐漸枯竭，環(huán)保呼聲日益高漲的今天，發(fā)展電力牽引具有十分重要的意義。到2000年底，全世

4、界電氣化鐵路總里程已達(dá)262179km，占世界鐵路總營業(yè)里程1208843km的21.7%，承擔(dān)世界鐵路總運(yùn)量的50%以上。歐洲等發(fā)達(dá)國家電氣化率約在50%，承擔(dān)的運(yùn)量比重在80%以上。世界主要國家電氣化鐵路統(tǒng)計(jì)表序號國家鐵路總里程電氣化里程供電制式1俄羅斯8.84.125kV工頻單相交流、直流2德國4.72.115kV162/3Hz單相交流3中國7.52.025kV工頻單相交流4日本2.81.720kV、25kV工頻單相交流、直流5法國3.41.525kV工頻單相交流、直流6印度6.41.425kV工頻單相交流7

5、南非2.41.225kV工頻單相交流、直流8波蘭2.51.23kV直流9意大利2.01.125kV工頻單相交流、直流單位：萬公里世界第一條高速電氣化鐵路——日本東海道新干線（東京－新大阪）于1964年10月建成通車，最高時(shí)速210km/h，開創(chuàng)了高速鐵路的先河。隨著1983年9月，法國東南高速線（巴黎－里昂）建成通車，掀起了世界高速鐵路建設(shè)的高潮。隨后德國、西班牙等國家也開始大力發(fā)展高速鐵路，到目前為止全世界已建成高速鐵路約6050km。德國1964年開始，新干線總長度達(dá)1835公里，高速列車客運(yùn)量為世界之最。高速

6、鐵路是指由新一代列車提供的時(shí)速在200～350km甚至更高的鐵路快速運(yùn)營服務(wù)。法國日本1983年開通第一條現(xiàn)代化高速鐵路，高速列車TGV運(yùn)行速度為300～350km/h，最高試驗(yàn)速度為515.3km/h1985年開始研究ICE高速列車，1991年投入運(yùn)營,有高速鐵路700多公里，高速列車最高運(yùn)行速度達(dá)330km/h世界高速鐵路的已投入運(yùn)營里程(2005年)四、我國電氣化鐵路概況我國第一條電氣化鐵路——寶成鐵路寶雞至鳳州段，于1961年8月15日建成通車。我國電氣化鐵路發(fā)展初期，主要局限在隧道多、坡度大的山區(qū)鐵路。到

7、1980年底，共建成電氣化鐵路1676km。發(fā)展速度十分緩慢。改革開放后，電氣化鐵路開始從山區(qū)向平原，由標(biāo)準(zhǔn)低的邊遠(yuǎn)地區(qū)鐵路向主要長大干線、重載、高速發(fā)展。到2005年底，我國電氣化鐵路已達(dá)20132公里。電氣化率為27%，承擔(dān)的運(yùn)量比重近50%。鐵路已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展瓶頸電力牽引能源危機(jī)貨運(yùn)運(yùn)能只能滿足1/3運(yùn)量客運(yùn)節(jié)假日輸送旅客4000萬人次/日客運(yùn)高速化既有線提速高密度運(yùn)行貨運(yùn)重載化目前，鐵路內(nèi)燃機(jī)車是我國交通運(yùn)輸業(yè)能源消費(fèi)的大戶，全路行車用柴油年消耗量約占全國柴油消耗總量的10%。內(nèi)燃機(jī)車使用柴油的能源

8、利用效率較低，平均約為30%。電力牽引使用電能的能源利用效率，按目前我國電網(wǎng)大約水電占24.2%，效率70%；火電占74.0%，效率35%計(jì)算，綜合利用效率為42.8%。遠(yuǎn)比內(nèi)燃能源利用效率高，具有顯著的節(jié)能效益。電力牽引對環(huán)境污染小。國家的能源政策和環(huán)保政策，決定了我國電力牽引必將是鐵路牽引動(dòng)力的發(fā)展方向。國務(wù)院批準(zhǔn)的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》明確，到2020年