《电气化铁路概述》word版
电气化铁路特点和发展概况
此外，在经济效益上，速度越快的高铁，其维 护、折旧成本越大，资金回收越困难。“可以 预见高铁将全面亏损。”董焰告诉记者，“不 仅是建设费过高，运营费用也是主要原因。时 速350公里的列车耗电量很厉害，是超比例增 长的。此外劳务费、折旧费、债务利息等，按 照现在的票价和载客量，肯定就是全面亏损。” 此外，众多二、三线城市需不需要建设大量高 铁，建设资金从哪里来，也是学者关注的话题。 赵坚对《华夏时报》表示：“高铁已经绑架了 国家财政。”
1985年京秦线； 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。 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。 2011年7月1日京泸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。
电气化铁路的供电制式
电气化铁路的供电制式有工频单相交流 2 16 电（50HZ）、低频单相交流电（ 3 HZ ）、 三相工频交流电、直流电。 我国电气化铁路采用工频单相交流制式 （50HZ）电力牵引。 我国城市轨道交通供电系统采用直流制 式。
第一节 电力牵引的特点及发展概况
一.电力牵引的特点 使用的是二次能源，与国家电网连接， 能源有保障 。 不污染环境。 能综合利用能源。 安全性高。 一次性投资较大。
谢谢！！
和谐系列货运电力机车。分为每轴 1200KW的和谐1、2、3型（1、2型为 八轴，3型为六轴），总功率7200 kW。 可在线路坡度12‰以下的路段，牵引 5000吨至5500吨货物列车。 以及六轴，每轴1600KW的和谐1B、 2B、3B两代9600KW大功率机车。
电气化铁路安全知识
电气化铁路安全知识xx年xx月xx日•电气化铁路概述•电气化铁路安全规定•电气化铁路安全设施•电气化铁路事故预防措施目•电气化铁路安全事故案例分析录01电气化铁路概述电气化铁路指主要依靠电力进行牵引的铁路。
电力牵引利用电力为机车提供牵引力，通过接触网输电和受电装置将电力转化为机械能，驱动列车运行。
电气化铁路的定义电气化铁路的发展历程1879年中国首次引入电气化铁路，由英国怡和洋行为其在上海修建的淞沪铁路提供电力牵引。
1958年中国自行设计制造了第一台电力机车，并在同年的国庆节前夕投入运营。
20世纪90年代初中国电气化铁路进入快速发展时期，并在技术、设备、管理等方面逐步实现自主创新。
电气化铁路的优势电气化铁路的牵引力大，能够适应高速、重载的运输需求，提高铁路运输能力。
提高运输能力节能环保提高运营效率提高安全可靠性电气化铁路的能源利用效率高，相较于传统燃油或燃煤的机车更加节能环保。
电气化铁路的自动化程度较高，能够实现远程控制和智能化管理，提高运营效率。
电气化铁路的设备和技术先进，能够减少人为操作失误，提高安全可靠性。
02电气化铁路安全规定乘客在列车内应保持冷静，避免奔跑，以防发生意外。
乘客安全规定禁止在列车内奔跑乘客不得携带易燃、易爆、腐蚀性物品等危险物品乘坐列车。
禁带危险物品乘客应按规定乘坐正规车厢，避免误乘或进入非正规车厢，以免发生危险。
乘坐正规车厢乘务员安全规定定期检查设备乘务员应定期对列车设备进行检查，确保列车正常运行。
熟练掌握应急措施乘务员应熟练掌握列车应急措施，遇到紧急情况时能够迅速采取措施保障乘客安全。
对乘客进行安全提示乘务员应及时对乘客进行安全提示，传达安全知识，提高乘客的安全意识。
010203检查车辆状况司机在发车前应检查车辆状况，确保车辆各项设备正常运转。
遵守交通规则司机在行驶过程中应严格遵守交通规则，时刻关注路况和信号灯。
不酒后驾车司机严禁酒后驾车，以免影响驾驶判断力和反应能力，造成严重后果。
电气化铁路知识学习课件
电气化铁路的发展历程
初期阶段
19世纪末至20世纪初，电气化铁路开 始在欧洲出现，最初采用直流供电方 式。
发展阶段
成熟阶段
20世纪90年代至今，随着技术的不断 进步和应用范围的不断扩大，电气化 铁路已经成为全球铁路运输的主导形 式之一。
20世纪50年代至80年代，交流供电方 式逐渐成为主流，电气化铁路技术得 到快速发展和广泛应用。
再生制动技术的挑战
再生制动技术的实施需要精确的控制和调节，以保证系统的稳定性和 安全性。
弓网关系与受流技术
1 2 3
弓网关系与受流技术概述
弓网关系是指列车受电弓与接触网之间的相互作 用，受流技术是指列车从接触网获取电能的技术 。
弓网关系与受流技术的应用
弓网关系与受流技术是电气化铁路正常运营的关 键因素，需要保证受电弓与接触网的良好配合和 稳定受流。
电气化铁路知识学习课件
• 电气化铁路概述 • 电气化铁路系统构成 • 电气化铁路技术原理 • 电气化铁路运营管理 • 电气化铁路的未来发展
01
电气化铁路概述
定义与特点
定义
电气化铁路是一种使用电力驱动的铁 路运输系统，通过接触网或第三轨供 电，使列车获得运行所需的动力。
特点
电气化铁路具有高速度、大运量、低 能耗、少污染、安全可靠等优点，是 现代交通运输的重要形式之一。
调度中心
调度中心采用先进的调度设备和技术，对列车运行进行实时监控 和调整，确保列车运行的安全和高效。
03
电气化铁路技术原理
交流供电技术
01
交流供电技术概述
交流供电技术是电气化铁路的主 要供电方式，通过高压交流电实 现列车牵引。
02
交流供电技术的应 用
电气化铁路概述
第一章电气化铁路第一节电气化铁路的优越性我国铁路运输的牵引动力，目前主要有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种形式。
以电力牵引作为主要牵引方式的干线铁路称为电气化铁路。
我国第一条电气化铁路始建于1958年，1961年8月15日宝鸡——风州段91km建成通车，采用了较先进的单相工频交流供电方式。
到2005年底，我国已建成电气化铁路两万公里，成为继俄罗斯、德国之后世界第三电气化铁路大国。
目前，世界高速电气化铁路最高已达330km/h（德国汉诺威——柏林），最高试验速度已达515km/h（法国巴黎——勒芒——图尔）。
我国于1998年已建成广深为200km/h的高速电气化铁路，秦沈试验为321.5km/h。
到2020年，我国将达到电气化铁路总里程5万公里，是铁路建设的高潮。
电气化铁路的优越性，主要表现在以下几个方面：一、能多拉快跑，提高运输能力。
由于电力机车功率大、速度快，因而能多拉快跑，提高牵引吨数，缩短在区间运行时间，从而可以大幅度提高运输能力。
二、能综合利用资源，降低燃料消耗。
由于电力机车的能源可以来自多方面，因而可以综合利用资源，即是在纯火力发电的情况下，电力机车总效率也可达25%左右，为蒸汽机车的四倍多。
三、能降低运输成本，提高劳动生产率。
由于电力机车构造简单，牵引电动机和电气设备工作稳定可靠，因而机车检修周期长，维修量少，可以减少维修费用和维修人员。
电力机车不需要添煤、加水和加油，整备作业少，宜长交路行驶，因而可以少设机务段，乘务人员和运用机车台数相应减少。
这样就降低了运输成本，提高了劳动生产率。
四、能改善劳动条件，不污染环境。
由于电力机车没有煤烟，使机车乘务员不受有害气体侵害，同时也对沿线的环境不产生污染。
第二节电气化铁路的组成电气化铁路是由电力机车、牵引变电所和接触网组成的。
一、电力机车——用电力驱动的机车。
电力机车由机械、电气和空气管路系统组成。
机械部分，主要包括车体和走行部分。
电气部分，主要包括受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。
电气化铁道概述
低压直流
1900年到1915年，主要采用500~750 V的 直流制。
三相交流
1915 年 到 1930 年 ， 开 始 采 用 162/3Hz ， 25Hz的单相低频交流制和1200~1500 V 的直流制，还采用了3600V的使用异步930年到1950年，除继续采用单相低频交 流制和1500 V的直流制外 ，还采用了 3000 V的直流制。
牡绥电化筹备组
（三）是完善优化铁路网布局、提高铁路技术装备 水平的需要。
滨洲线位于我国最北端，横跨蒙呼盟与黑龙江 西部地区，是我国重要的东西干线，同时也是连 接中俄口岸的重要铁路，与多条横向干支铁路交 叉。本线电气化改造的完成，还会带动相关支线 的电化改造，使我国东北部地区电气化铁路联网 成片，从而完善路网结构，对优化运输组织、延 长机车交路、优化资源配置、减少沿线枢纽和地 区因换挂机车造成的折角运输具有重要作用，对 充分发挥相邻电化铁路的效益也具有积极意义。
• “四横”客运专线 – 徐州- 郑州- 兰州客运专线； – 杭州- 南昌- 长沙客运专线； – 青岛- 石家庄- 太原客运专线； – 南京- 武汉- 重庆- 成都客运专线
• 三个城际客运系统 • 环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区
牡绥电化筹备组
牡绥电化筹备组
二、电气化铁路的优越性
• ⑴能多拉快跑，提高运输能力。 • ⑵能综合利用资源，降低燃料消耗。 • ⑶能降低运输成本，提高劳动生产率。 • ⑷能改善劳动条件，不污染环境。 • ⑸有利于铁路沿线实现电气化，促进工农业发展。
滨洲铁路电气化改造后可把对油的直接消费转变为对水电、 煤电、核电资源的消费，不仅有利于能源的合理利用，同时 也提高了能源利用效率，对加快建设资源节约型社会，实现 国民经济的可持续发展具有重要意义。
(完整版)电气化铁道概论
高速铁路是指由新一代列车提供的时速在200～350km甚 至更高的铁路快速运营服务。
1983年开通第一条现
1964年开始，新 代化高速铁路，高速
干线总长度达
列车TGV运行速度为
1835公里，高速 300～350km/h，
列车客运量为世 最高试验速度为
界之最。
515.3km/h
日本
法国
1985年开始研究 ICE高速列车， 1991年投入运营, 有高速铁路700 多公里，高速列 车最高运行速度 达330km/h
目录
Ⅰ、电气化铁路概述 Ⅱ、电气化铁路牵引供电系统原理 Ⅲ、牵引供电系统的负荷特性 Ⅳ、电气化铁路对电力系统的影响及对策 Ⅴ、对电力系统供电方案的建议 Ⅵ、接触网关键技术
Ⅰ、电气化铁路概述
一、电气化铁路发展历史
1825年英国人修建了世界上第一条铁路，开创了人类轨 道交通新纪元。我国于1881年修建第一条铁路——唐山至胥 各庄煤矿铁路，1909年由詹天佑工程师主持的我国第一条自 主设计修建的铁路——京张铁路通车，拉开了我国铁路发展 的序幕。
世界第一条高速电气化铁路——日本东海道新干线 （东京－新大阪）于1964年10月建成通车，最高时速 210km/h，开创了高速铁路的先河。随着1983年9月，法国 东南高速线（巴黎－里昂）建成通车，掀起了世界高速铁 路建设的高潮。随后德国、西班牙等国家也开始大力发展 高速铁路，到目前为止全世界已建成高速铁路约6050km。
“十一五”铁路规划
将建成新线19，800公里，其中客运专线9，800公里，既有 线复线8，000公里，既有线电气化15，000公里。
2010年，全国铁路营业里程将达到95，000公里，其中复线 里程42，750公里，电气化里程42，750公里。
电气化铁路简介
电气化铁路简介一、电力牵引在铁路运输中的地位及其发展铁路运输在国民经济中占有重要的地位，是国民经济的大动脉，是国民经济三大支柱产业之一。
它担负着城乡、工矿各种物资和人员交流的主要运输任务。
进入21世纪，随着国民经济继续保持持续、快速、健康增长，人民生活水平的提高，人们消费结构和消费观念的变化，要求交通运输有更大的运输能力、更高的运行速度和更优质的服务。
就铁路运输而言，适应新形势的重要措施，是实施了提速战略和铁路技术创新工程，以高新技术提升传统产业的技术水平，实现技术的跨越式发展。
我国铁路技术发展的总目标是实现铁路现代化，重点发展方向是旅客运输快速化、高速化，货物运输重载化、快捷化，安全装备系统化，牵引动力现代化……逐步建立一个具有中国铁路特点的技术体系。
铁路主要技术政策还明确指出要：大力发展电力机车牵引技术，积极提高电力牵引承担的换算周转量的比重。
在高速铁路、运煤专线、繁忙干线及长大坡道、长隧道、高海拔地区等线路上应采用电力机车牵引；积极发展交流传动技术，逐步完成直流传动向交流传动的转换。
积极研制高速旅客列车。
可以预见，电力牵引在我国铁路运输中所担负的任务将越来越大，铁路电气化事业将有一个飞速发展。
电力机车除了在铁路干线上应用以外，在城市交通运输（包括城郊电动车组、地下铁道电动车组、地面电车）和工矿企业内运输等方面也都起着越来越重要的作用。
电力牵引自1879年5月在柏林举办的世界博览会上，由德国西门子和哈尔斯克公司展出了世界第一条长约300m的电气化铁路以来，已有一百多年的历史了。
在电力牵引发展初期，主要是采用直流电力机车，另外也有一部分三相交流制和单相低频制电力机车。
由于当时科学技术水平的制约，直流制电力机车供电电压不高，三相交流制接触网设备过于复杂，单相低频制电力机车又需要单独的供电电网，因此电力牵引初期发展速度较慢。
直流制电力牵引经历了一个时期的运用和发展，到二十世纪二十年代中期，接触网电压由过去的几百伏提高到了3000V，世界各国电气化铁道大部分采用的都是直流制，接触网电压为1500～3000V。
电气化铁路基础知识
（2）复线区段 单边末端并联供电：由于复线区段牵引变 电所同一侧的上下行接触网均供同相电，固 可在接触网供电分段的末端用分区亭中的断 路器连接起来，形成单边末端并联供电。
单边全并联供电：单边全并联供电是在每个 车站利用柱上负荷开关将上、下行并联，形 成如下图所示并联网络。
3、牵引变电所电气主接线概念：牵引变 电所（包括开闭所、分区亭）的电气主 接线是指由隔离开关、互感器、避雷器、 断路器、主变压器、母线、电缆等高压 一次电气设备，按一定顺序连接的用于 表示接受和分配电能的电路。 主接线图：表明一次电气设备相互连接 关系和工作原理的电气接线图称为主接 线图。
7、分区亭 为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠 性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区 段通常加设分区亭。作用是： （1）可以使相邻两供电区段实行并联供电， 也可使复线区段的上、下行实现并联或分开 供电。 （2）相邻牵引变电所发生故障不能继续 供电时，可以闭合分区亭内的断路器由非故 障牵引变电所实行越区供电。
4、牵引供电系统包括：牵引变电所和牵引网两个部 分（将110KV三相交流电变换成27.5KV单相交流电， 经馈电线向接触网供电。变电所27.5KVC相接地和钢 轨，A、B两相分别供电至两侧的接触网）。 其中牵引网又由馈电线、接触网、轨道回路和回 流线组成。
5、牵引变电所的主要任务： 是将电力系统输送来的电能降压，然 后以单相供电方式经溃电线送至接触网 上，电压变换是由牵引变压器进行。 6、牵引网的主要任务： 是质量良好的不间断地向电力机车 供应电能。
4、高压电器设备的分类：按照用途， 高压电器可以分为下列几类： （１）开关电器：断路器、隔离开 关、熔断器、负荷开关 （２） 限制电器：电抗器、避雷器 （３）变换电器：电流互感器、电 压互感器 （４） 组合电器
dt电气化铁路简介
什么是电气化铁路？简单的说,就是指列车的动力是由电来提供的,在电气化铁路的上方悬空架设着电源线,列车的机车向上伸出两个导电的"臂"从电线上得到电能供给车上的大型电动机。
电气化列车的主要优点就是对环境污染很小，并且动力也很容易加大。
电气化铁路电气化铁路electric railway用电力机车作为牵引动力的铁路。
世界上第一条电气化铁路于1879年在德国柏林建成。
中国于1961年建成第一条电气化铁路——宝成铁路的宝鸡至凤州段。
电气化铁路问世后发展很快，法国、日本、德国等国家已成为电气化铁路为主的铁路运输业，大部分货运量是由电气铁路完成的。
电气化机车上不设原动机，其电力由铁路电力供应系统提供。
该系统由牵引变电所和接触网构成。
来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后，送至铁路架空接触网，电气机车通过滑线弓受电，牵引机车行驶。
供电制式分为直流制、交流电？。
电气化铁路与现有其他动力牵引的铁路相比，具有的优越性是能源节省，其热效率可达20%~26% ；运输能力大，功率大，可使牵引总重提高；运输成本低，维修少，机车车辆周转快，整备作业少、耗能少；污染少，粉尘与噪声小，劳动条件也较好等。
目前，我国列车牵引方式有蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引三种，其中采用电力机车牵引列车的铁路称为电气化铁路。
电力牵引具有马力大，速度快、能耗低、效率高等特点，使用电力牵引的区段，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，机车性能、工作条件等较内燃机车更好。
是我国铁路牵引动力今后的发展方向。
我国第一条电气化铁路是宝鸡至凤州区段的铁路干线，于1958年至1962年间建成并立即投入了运营。
此后，鹰厦、湘黔等干线也陆续建成电气化铁路区段。
火车）为主，所行走的铁路。
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、交流供电导线类型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。
电气化铁道概述
3．高速电气化铁路时代的到来
1964年9月1日，世界上第一条高速电气化铁路――东京到 大阪的新干线在日本建成通车，该段铁路采用交流60Hz，25KV 供电制。最高时速210KM/h（目前运行速度270KM/h，拉开了 高速电气化铁道建设的新篇章。
3 2021/3/2
3．高速电气化铁路 时代的到来
9 2021/3/2
2．牵引变电所
牵引变电所的主要作用 降压 将110（220）KV交流电降低为27.5KV交流电 变相 将三相交流电转换成单相交流电 主要形式 ·三相变电所 ·单相变电所 ·V/V变电所 ·三相－两相式牵引变电所
10 2021/3/2
牵引供电回路 电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、地或回流线——牵引变电所构成
电流抵消了绝大部分因接触网电流产生的电磁感应影响，因而
对通信线的影响大为减轻。
19 2021/3/2
2．BT供电方式
评价： 并不能完全消除电磁干扰，存在半段效应； 使得牵引网单位长度阻抗加大，供电电压损失及电能损失 均增加，在接触网回路中增加了变压器设备和电气分段，结 构复杂和维护工作量大； 机车受电弓通过吸流变压器分段时，将产生电弧，烧损接 触线和受电弓滑板。 应用情况： 目前我国电气化铁道中采用BT供电方式的线路中，大部 分BT变压器已经退出运行。
20 2021/3/2
3．AT供电方式 牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。
优缺点： 馈电回路结构简单，造价低，但对通信线路干扰较大。
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3．AT供电方式
保护线（PW线） 正馈线（AF线）
12 2021/3/2
一、接触网的供电方式
电气化铁路概述
目前，我国铁路建设在跨跃式发展新思路的指引下，全国路网整体规划的战略部署正在稳步实施。
电气化铁路以其高速、重载、环保的优势已成为铁路发展的必然。
本文意在对新建电气化铁路牵引站的供用电相关技术及经济问题进行探讨。
1 电气化铁路概述用电力机车作为牵引动力的铁路。
世界上第一条电气化铁路于1 879年在德国柏林建成。
中国于l961年建成第一条电气化铁路一一宝成铁路的宝鸡至凤州段。
电气化机车上不设原动机，其电力由铁路电力供应系统提供。
该系统由牵引变电所和接触网构成。
来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后，送至铁路架空接触网，电气机车通过滑线弓受电，牵引机车行驶。
供电制式分为直流制。
电气化铁路与现有其他动力牵引的铁路相比，具有的优越性是能源节省，其热效率可达20%～26%，运输能力大，功率大，可使牵引总重提高;运输成本低，维修少，机车车辆周转快，整备作业少、耗能少、污染少，粉尘与噪声小，劳动条件也较好等。
(1)电气化高速铁路牵引供电原理。
电气化铁路的供电是在铁路沿线建设若干个牵引变电站，由电力系统双电源供电，经牵引变压器降压为27.5kV后通过牵引网向机车供电，电力机车采用25kV单相工频交流电压，在架空接触导线和钢轨之间行驶。
电气化高速铁路一般采用单相牵引变压器，从电网两相受电，对三相对称的电力系统来说，电铁牵引负荷具有非线性、不对称和波动性的特点，将产生负序电流和谐波电流注入电力系统。
(2)电气化铁路的心脏一～牵引变电所。
牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。
牵引变电所从国家电网引入千伏或l10千伏三相交流电源将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流.5千伏电源并送上接触网.除此而外，它还起着供电保护测量控制电气设备，提高供电质量。
降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。
为确保牵引供电万无一失牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用，并随时处于”战备状态，以备不时之需。
电气化概况
二、世界及我国电气化铁路概况
（4）1950年以后 ） 年以后 1950年法国在埃克斯 累.班—里亚罗什休尔伏龙区 年法国在埃克斯.累 班 里亚罗什休尔伏龙区 年法国在埃克斯 段试建了25kV工频单相交流电气化铁道，获得成功； 工频单相交流电气化铁道， 段试建了 工频单相交流电气化铁道 获得成功； 1954年日本在仙山 松岛间试建了一条 年日本在仙山—松岛间试建了一条 年日本在仙山 松岛间试建了一条20kV工频 工频 单相交流电气化铁道； 单相交流电气化铁道； 1955年前苏联在奥热列利耶 巴维列兹修建了一条 年前苏联在奥热列利耶—巴维列兹修建了一条 年前苏联在奥热列利耶 20kV工频单相交流电气化铁道。 工频单相交流电气化铁道。 工频单相交流电气化铁道 1972年日本山阳新干线引入 ×25kV自耦变压器（ 年日本山阳新干线引入2× 自耦变压器（ 年日本山阳新干线引入 自耦变压器 AT）供电方式。 ）供电方式。
电气化铁路发展概况
电气化铁路发展概况
第1讲 电气化铁路概述
第二次高潮：80~90年代
以中国、印度、南非、巴西等 发展中国家为代表
第三次高潮：现在，中国
高速铁路及高速接触网技术讲座
SWJTUDONG
2006.6
1.2 我国电气化铁路的起步与发展
1949年在西南交通大学成立电气工程学院； 1953年11月开始设计； 1957年10月开始筹建； 1958年6月开始动工； 1961年8月15日开通； 第一条电气化铁路：宝鸡~凤州 90公里；
高速快速发展阶段 2006~2020
“十一.五”目标与任务：
(1) 建成新线1万公里，既有线0.4万公里，既有线电化0.6万公里； (2) 建成武广、石太、郑西快速客运专线，京津、广珠、广深、沪 杭、沪宁城际快速客运铁路；开工京武、哈达、津秦快速客运专线； (3) 续继对京沪、京广、京哈、京九、陆桥、沪汉蓉、沪昆七大干 线进行配套主开发力度不够，无指导性综合发展规划。
高速铁路及高速接触网技术讲座
SWJTUDONG
2006.6
我国电气化铁路发展阶段(4)
高速起步阶段 2001~2005 2001年：开通电气化铁路 3278.7km，创世界纪录；
2002年：开通电气化铁路1193.12km；
自行设计施工完成秦沈客运专线，试验速度321.5km/h
线路位于东部沿海平原 地区,局部地区通过低山 丘陵,大部分地形平坦。 平原地区地质条件普遍 较差,基底松软,部分线 路通过软土区。
28
28
1.4 京沪高速客运专线简介
4 京沪高速沿线土地、人中和GDP占全国的比重
100% 80% 60% 40% 20% 0%
6.40% 26.50% 33.30%
土地面积
内难以投入商业运营； 作为运输工具使用，以下问题有待于进一步研究： 如何组织不同速度列车在同一条线路上的运营？ 如何组织跨线客流？
电气化铁路
• 采用清洁能源，降低碳排放
电气化铁路的绿色可持续发展
绿色可持续发展的目标
• 实现电气化铁路的环保、节能、可持续发展
• 提高电气化铁路的社会、经济、环境效益
绿色可持续发展的途径
• 加强绿色技术研发和应用
• 优化运营管理，提高能源利用效率
• 加强环保宣传和教育，提高绿色意识
市场需求
• 交通运输需求的持续增长
• 节能环保、可持续发展的需求
• 个性化、多样化、定制化的需求
市场机遇
• 国家政策支持，加快电气化铁路建设
• 技术创新驱动，提高电气化铁路竞争力
• 国际合作与交流，拓展电气化铁路市场空间
电气化铁路的未来发展展望
未来发展展望
未来发展的关键
• 电气化铁路将成为未来交通领域的重要支柱
06
电气化铁路的发展趋势与展望
电气化铁路的技术创新与发展
技术创新与发展方向
技术创新与发展的途径
• 高速度、大容量、智能化
• 加强技术研发和自主创新
• 绿色环保、节能降耗
• 加强国际合作与交流，引进先进技术和管理经验
• 个性化、多样化、定制化
• 加大科技投入，提高科技创新能力
电气化铁路的市场需求与机遇
运营效率提升的途径
• 优化运营组织，提高列车运行密度
• 加强设备维护和管理，提高设备运行效率
• 创新运营管理模式，提高运营管理水平
05
电气化铁路对环境的影响与优化
电气化铁路的环境影响分析
环境影响
环境影响优化
• 电气化铁路的电磁辐射对周围环境的影响
• 采取有效的电磁辐射防护措施
• 电气化铁路的噪声对周围环境的影响
电气化铁道资料
电气化铁道资料第一篇：电气化铁道资料电气化铁道电气化铁道（electric railway）采用电力牵引的铁路。
又称电气化铁路。
在电气化铁道上，运行电气列车（由电力机车牵引的列车和电动车组），在铁路沿线设有向电力机车和电动车（以下简称电力机车动车）供电的电力牵引供电系统（参见电力牵引供电系统）。
用电力机车作基本牵引力的铁道。
由电力机车和电力供应系统两个主要部分组成。
电气化铁道的电源来自国家电网。
国家电网的高压交流电送到铁路的牵引变电所，进行第一次降压，送到轨道上空的接触网。
机车从接触网上获取电流后，在机车内进行第二次降压并整流成直流电（也可在牵引变电所内整流），用以驱动直流电动机。
电动机带动机车轮轴转动，机车就可牵引车厢前进。
电气化铁道发展很快，已成为今天最现代化的铁道。
其主要特点是：（１）电力机车效率高。
采用火力发电的效率是蒸汽机车的4倍；如用水力发电，效率为蒸汽机车的10倍。
（２）功率大。
20世纪末最大功率电力机车可达10000马力以上（中国使用的韶山型电力机车功率为5700马力），是蒸汽机车的４倍，内燃机车也难以比拟。
由于牵引能力很强，在运输繁忙的铁道上采用，可以缓和运输的紧张情况。
（３）加速快和爬坡能力强，特别适用于山区铁路。
此外，电力机车不污染环境，司机劳动条件好，旅客在旅途中也可免受煤烟和废气困扰。
技术经济优越性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。
电气化铁道基本知识
电气化铁道基本知识目录1. 电气化铁道的概述 (2)1.1 电气化铁道的定义及发展历程 (3)1.2 电气化铁道的优点及发展趋势 (4)2. 电气化铁道电气设备 (6)2.1 电源系统 (7)2.1.1 直流电力系统 (8)2.1.2 交流电力系统 (10)2.2 变压系统 (12)2.3 架空线路 (13)2.4 地面接触线 (14)2.5 线路保护装置 (16)2.6 列车牵引供电系统 (17)3. 电气化铁路控制及通讯系统 (18)3.1 基地局控制系统 (19)3.2 自动驾驶系统 (21)3.3 列车无线通讯系统 (22)3.4 信号控制系统 (23)4. 电气化铁路车辆 (24)4.1 直流电动机原理及应用 (25)4.2 交流电动机原理及应用 (26)4.3 变频调速系统 (28)4.4 再生制动系统 (29)4.5 车载控制系统 (31)5. 电气化铁道技术标准及安全要求 (32)5.1 安全运行规范 (33)5.2 电气设备标准 (35)5.3 检修保养标准 (36)1. 电气化铁道的概述电气化铁道是将传统铁路改造为使用电力作为牵引动力的铁路系统。
这一转变显著升级了铁路运输的效率与清洁度，因为电力驱动减少了对化石燃料的依赖，从而减少了温室气体排放和对环境的直接污染。
电气化铁道的基本原理是，使用架空接触网、第三轨系统或地下电缆为行驶中的电力机车提供连续的电流，这些机车通过受电弓将电能转换为动力，驱动车辆的电动机，推动列车前进。
在技术实现上，电气化铁道系统分为了直流和交流两大主要系统。
直流系统以第一条电气化铁路1883年在伦敦的韦斯特马里铁路采用，其特点是相对于交流系统，构建和维护较为简单，适合于长时间低速度运行，但由于能量在传输过程中的损耗较大，并不适用于长距离的快速运输。
交流系统则避免了直流系统的一些缺点，特别适用于高速铁路和长途运输，电气化铁路的多数发展都采用了交流系统构架，主要归功于其在大幅度提升能效和降低输电线路损耗方面的优势。
电气化铁路概论
电气化铁路概论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”。
铁道部1993年发布的《铁路技术政策》牵引动力与供电一节中做了如下阐述：积极进行牵引动力改革。
大力发展电力牵引，合理发展内燃牵引，提高电力牵引承担换算周转量的比重。
管好用好蒸汽机车。
合理安排牵引动力的布局。
在主要繁忙干线，高速铁路煤运专线及长大坡道，长隧道地区等线路上，应采用电力牵引，其它线路逐步采用燃牵引。
大力提高电气化铁道的运行可靠性，提高接触网的结构稳定性和抗实能力，采用高强度，耐腐蚀，少维修，无维修的导线及接触网零部件。
加强接触网的等电压保护，优化机构与接触网的绝缘匹配，改善引网关系。
逐步实现牵引供电系统控制自动化、远动化及运行管理智能化。
发展牵引供电系统的实时检测技术，实现故障检测现代化，并逐步建立检测及维修的专家系统。
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。
支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。
根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。
支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。
我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。
铁路电气化.doc
探秘电气化铁路供电牵引供电大系统说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。
没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。
电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。
世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。
这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。
从天上到地下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。
图1. 电气化铁路组成示意图1-电站2-高压输电线3-牵引变电所4-供电线5-回流线6-接触网7-电力机车8-钢轨电气化铁路的心脏——牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。
牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。
除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。
为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。
通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。
二次设备则主要是控制、监视、保护设备。
随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。
电气化铁路的动脉——接触网当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。
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第一章电气化铁路第一节电气化铁路的优越性我国铁路运输的牵引动力，目前主要有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种形式。
以电力牵引作为主要牵引方式的干线铁路称为电气化铁路。
我国第一条电气化铁路始建于1958年，1961年8月15日宝鸡——风州段91km建成通车，采用了较先进的单相工频交流供电方式。
到2005年底，我国已建成电气化铁路两万公里，成为继俄罗斯、德国之后世界第三电气化铁路大国。
目前，世界高速电气化铁路最高已达330km/h（德国汉诺威——柏林），最高试验速度已达515km/h（法国巴黎——勒芒——图尔）。
我国于1998年已建成广深为200km/h的高速电气化铁路，秦沈试验为321.5km/h。
到2020年，我国将达到电气化铁路总里程5万公里，是铁路建设的高潮。
电气化铁路的优越性，主要表现在以下几个方面：一、能多拉快跑，提高运输能力。
由于电力机车功率大、速度快，因而能多拉快跑，提高牵引吨数，缩短在区间运行时间，从而可以大幅度提高运输能力。
二、能综合利用资源，降低燃料消耗。
由于电力机车的能源可以来自多方面，因而可以综合利用资源，即是在纯火力发电的情况下，电力机车总效率也可达25%左右，为蒸汽机车的四倍多。
三、能降低运输成本，提高劳动生产率。
由于电力机车构造简单，牵引电动机和电气设备工作稳定可靠，因而机车检修周期长，维修量少，可以减少维修费用和维修人员。
电力机车不需要添煤、加水和加油，整备作业少，宜长交路行驶，因而可以少设机务段，乘务人员和运用机车台数相应减少。
这样就降低了运输成本，提高了劳动生产率。
四、能改善劳动条件，不污染环境。
由于电力机车没有煤烟，使机车乘务员不受有害气体侵害，同时也对沿线的环境不产生污染。
第二节电气化铁路的组成电气化铁路是由电力机车、牵引变电所和接触网组成的。
一、电力机车——用电力驱动的机车。
电力机车由机械、电气和空气管路系统组成。
机械部分，主要包括车体和走行部分。
电气部分，主要包括受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。
空气管路系统，主要包括空气制动、控制及辅助气路系统。
电力机力受电弓是将接触网的高压电源引入机车内部，与接触网滑动摩擦取流的。
受电弓对接触网的静压力为 70---120 N。
受电弓滑板的最大工作范围为1250毫米，允许工作范围为950毫米。
二、牵引变电所——对电能进行变换集中分配的场所。
电气化铁路供电系统由发电厂、牵引变电所、接触网、电力机车和钢轨等构成。
牵引变电所的任务是把电力系统的三相高压电变成电力机车所需要的电能。
(一)牵引变电所的主要设备有：1．牵引变压器牵引变压器的作用是将高压110kV(或220kV)变成27.5kV(或55kV)的电能。
2．高压开关设备高压开关设备包括高压断路器、高压熔断器和隔离开关等。
在正常情况下操作高压开关切断或接通电路；在短路情况下，继电保护装置作用于高压开关自动切除故障。
3．互感器利用互感器可以对高电压、大电流进行间接测量，从而保证测量仪表及人身的安全；互感器还供给牵引变电所、保护装置的工作电压或电流。
4．控制、监视与信号系统(二次回路)包括测量仪表、监视装置、信号装置、控制装置、继电保护、自动装置和远动装置等。
作用是正确反映一次系统的工作状态，控制一次系统的运行操作。
5．自用电系统向牵引变电所内照明供电的系统称为自用电系统。
由专门的自用变压器承担。
6．回流接地和防雷装置牵引变电所的保护接地和工作接地采用同一个环状接地网。
主变压器牵引侧接地端与接地网相连，也与钢轨、回流线相连，从而形成牵引电流的回流通路。
为预防雷害，安装避雷针、避雷器等。
7．电容补偿装置电力牵引供电系统的功率因数较低，需进行功率补偿。
目前常用的补偿方式有：串联电容器补偿、并联电容器补偿和串并联电容器补偿。
(二)牵引变压器主接线牵引变压器主接线常用三相Y／Δ接线、单相V／V接线、斯科特接线、伍德布里奇接线及三相Y／Δ组成X接线等。
(三)开闭所、分区亭和AT所1．开闭所当枢纽内不设牵引变电所时，为缩小事故范围设开闭所，开闭所起电分段和扩大馈线数目的作用。
2．分区亭在复线电气化线路中为改善供电臂末端电压水平和减少能耗，采用上、下行并联供电，在两相邻牵引变电所间设置分区亭。
3．AT所仅在自耦变压器供电方式中设置，作用是改善电压水平和防干扰性能。
三、接触网——架设在铁路线路上空，向电力机车供给电能的特殊形式的输电线路接触网额定电压为25kV，最低电压不低于21kV，当行车速度为140km/h时，最低应保持23kV。
(一)接触网应具备的性能接触网没有备用，长年暴露于铁路上方，经受污染、腐蚀和机车受电弓摩擦。
对接触网的要求如下：1．在各种恶劣环境条件下应能不间断供电，保证电力机车在最大运行速度时能正常取流。
2．器材要有足够的机械强度和电气强度，要有相应的抗腐蚀能力，零件要尽量标准化、系列化、扩大互换性。
3．结构合理，方便施工和运营。
4．接触网发生事故后，通过抢修应能尽快恢复供电。
(二)接触网的组成接触网由支柱与基础、支持装置、接触悬挂和定位装置四部分组成。
1．支柱与基础由支柱、基础及下部附件组成。
用于承受接触悬挂、支持装置的负荷，并把接触悬挂固定在规定的位置上。
2．支持装置包括腕臂、拉杆(压管)、定位装置、软横跨、硬横跨等。
它的作用是支持悬挂，并把悬挂的负载传递给支柱与基础。
3．接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索和连接它们的零件。
它的作用是将电能传输给电力机车。
4.定位装置包括定位管、定位器、支持器及连接零件等。
它的作用是固定接触线与受电弓中心的相对位置在规定范围内，保证接触线与受电弓不脱离，使接触线磨耗均匀，并将水平负荷传给支持装置的结构。
第三节牵引网供电方式牵引网供电方式主要有直接供电、BT供电、带回流线的直接供电和AT供电四种方式。
1．直接供电方式它以接触网为火线，以钢轨为回流导线。
直接供电方式有牵引网阻抗小、电压质量好、能耗小、投资省等优点。
但对邻近通信线路干扰大。
2．BT供电方式沿线路架设一条回流线，每隔一定距离在接触网和回流线内串联接入吸流变压器，使回流由回流线返回牵引变电所。
BT供电方式减轻了对邻近通信线路的干扰。
但牵引网阻抗大、能耗大、造价较高。
3．带回流线的直接供电方式这种供电方式就是保留“BT”供电方式中增加的回流线，而把吸流变压器取消掉。
回流电流一部分经回流线，一部分经钢轨和大地返回牵引变电所。
这种供电方式阻抗低、供电性能好、造价低。
但防干扰性能差。
4．AT供电方式沿线路架设一条正馈线，每隔一定距离在接触网与正馈线之间并联接入自耦变压器，其中性点与钢轨相接。
这种供电方式阻抗小，供电距离长，防干扰效果好。
但造价高，结构复杂。
第四节接触悬挂类型接触悬挂分为简单悬挂和链形悬挂两类。
一、简单悬挂将接触导线直接固定在支持装置上的悬挂称为简单悬挂。
这种悬挂方式较为简单，要求支柱高度和容量较小，施工、维修方便，造价低。
但驰度较大，弹性不均匀，稳定性差。
在悬挂点处加装弹性吊索，在两端下锚处加装张力补偿器的简单悬挂称为弹性简单悬挂。
弹性简单悬挂改善了悬挂点弹性，减小了接触线弛度，能适用于行车速度不大于80km/h的线路上。
二、链形悬挂链形悬挂是接触线通过吊弦(或辅助索)悬挂在承力索上的悬挂方式。
链形悬挂具有弛度变化小、弹性均匀、稳定性好等优点。
但也存在着结构复杂、投资大、施工和维修量大的问题。
链形悬挂根据悬挂链数分为单链形和双链形悬挂；根据张力的补偿方式可分为无补偿、半补偿和全补偿链形悬挂；根据悬挂点处吊弦形式可分为简单链形悬挂和弹性链形悬挂；根据承力索和接触线的相对位置分为直链形、半斜链形和斜链形悬挂。
（1）单链形悬挂：接触线通过吊弦挂在承力索上的悬挂。
（2）双链形悬挂：接触线通过吊弦挂在辅助索上后再挂到承力索上的悬挂。
（3）无补偿链形悬挂：承力索和接触线均为硬锚的悬挂。
（4）半补偿链形悬挂：承力索为硬锚，接触线加设张力补偿装置的悬挂。
（5）全补偿链形悬挂：承力索与接触线均加设张力补偿装置的悬挂。
（6）简单链形悬挂：悬挂点处接触线通过环节吊弦挂到承力索上的悬挂。
（7）弹性链形悬挂：悬挂点处接触线通过弹性吊弦悬挂到承力索上的悬挂。
（8）直链形悬挂：接触线与承力索布置在同一垂直表面上的悬挂。
（9）半斜链形悬挂：接触线呈“之”字形布置，承力索沿线路中心布置的悬挂。
（10）斜链形悬挂：在直线上，接触线与承力索呈相反方向的“之”字形布置；在曲线上，承力索相对于接触线有一定的外侧位移。
第五节 接触网用线索接触网线索主要有接触线、 承力索及附加导线。
一、接触线、接触网所用各型线索的截面积单位均为mm 2。
接触线的功用是保证质量良好地向电力机车供电。
接触线要求；应具有良好的导电性，具备足够的机械强度和耐磨性。
我国目前采用的接触线有铜接触线和钢铝接触线两种。
(一)铜接触线铜接触线一般由电解铜硬拉制成。
它具有良好的导电性能，有足够的机械强度，耐腐蚀，施工安装及运营维修方便等优点。
但耗费大量铜材，价格较高。
铜接触线可分为TCG-110、TCG-100、TCG-85等型号。
TCG 表示铜接触线，后面的数字为标称截面积，单位为mm 2。
TCG 符号意义；T---铜；C---电车线；G---沟槽、作用、便于安装、固定线夹。
（二)钢铝接触线钢铝接触线的上部为铝，作为导电部分，下部为钢以保证有足够的机械强度和耐磨性，两种金属采用压接的方法构成。
钢铝接触线具有机械强度高、稳定性好、耐磨耗、造价低等优点。
但施工、维修困难，钢铝处易开裂，抗腐蚀能力差等。
GLCAF 符号意义；G ---钢；L ---铝；C---电车线；A 、B---型号。
钢铝接触线分为215100GLCA和17380GLCB两种型号，GLCA 和GLCB 分别表示钢铝接触线的两种规格，后面分式的分母表示该型接触线截面的总面积，分子表示导电性能相当于铜接触线的截面积，单位为mm 2。
二、承力索承力索的主要功用是通过吊弦将接触线悬吊起来，提高悬挂的稳定性，与接触线并联供电。
承力索应能承受较大的张力，具有较强的抗腐蚀能力，随温度变化较小。
承力索一般采用单芯多层铰线。
目前我国采用的有铜承力索和钢承力索两种。
(一)铜承力索铜承力索导电性能好，抗腐蚀能力强。
但价格较贵，机械性能比钢承力索低，随温度变化较大。
铜承力索的常用型号有：TJ-95，TJ-120等。
TJ 表示铜绞线(也称铜承力索)，后面的数字表示标称截面积，单位为mm 2。
(二)钢承力索钢承力索的优点是机械强度高，随温度变化小，造价低。
但导电性能差，抗腐蚀能力差。
目前采用镀铝锌钢绞线(表示符号：LXGJ)其缺点得到了一定改善。
钢承力索常用型号有：GJ-50，GJ-70等。