(完整版)电气化铁道概论
电气化铁路概述
隔离开关控制手柄
1.1 电气化铁路的基本组成及其特点
27.5kV侧馈线布置
AC27.5kV 避雷器
AC27.5kV出口
1.1 电气化铁路的基本组成及其特点
27.5kV馈电线 与接触网相接
乌局供电班接触网讲座
SWJTUDONG 2006.6
1.1 电气化铁路的基本组成及其特点
变电所二次设备
二次设备是用于监控、调度、测量、保护一次设备的设备，主 要有： ① 用于迅速反应故障或不正常工作状态，作用于开关电器、切除故 障，或作用于信号装置发出警报信号的继电保护装置； ② 降低电路中的电压和电流，为测量仪表和继电保护装置提供相关 信息的电压互感器和电流互感器； ③ 用于电力系统中保护设备和人员安全的接地装置； ④ 用于调整电压和无功补偿的电力电容器、静止补偿装置等 。
1975.7.1我国第一条干线铁路宝成铁路(676km)全线贯通； 2 地形复杂地区采用电力牵引(60中期)； 3 内电并举，以电为主(1977)； 4 机电投资占总投资的比例为26%左右，
接触网仅占电化主体工程投资的15%，标准低，弓网故障多； 5 对弓网关系认识不足。
乌局供电班接触网讲座
SWJTUDONG 2006.6
主建线路：
宝成(1968)，阳安(1973)，襄渝(1975)，
石太(1978)，宝天(1979)，成资(1980)。
总里程：1679.6km，电化率：3.28%，运量2.6%。
乌局供电班接触网讲座
SWJTUDONG 2006.6
1.2、电气化轨道交通的起源与发展
恢复发展阶段：1968~1980
特点： 1 分段进行：先建广~马， 马~绵 ；后建广~凤，最后绵~成；
总里程 ：25.8566万km 平均电化率：22.5% 运量百分比：50%以上
铁道概论第三章
a堤坝式水电厂
b引水式水电 c抽水蓄能式水电厂
（3）核电厂
核裂变能→热能→机械能→电能 1Kg U235=2700t标准煤
优点：消耗燃烧少；燃烧时不需 要空气助燃 ；容量越大越经济 缺点：开停机复杂、有放射性污 染。 如： 浙江秦山核电站 （2*60万kw） 广东大亚湾核电站（2*90万kw） 阳江核电站 （2*90万kw）
开关电器中常用的灭弧方法
1．速拉灭弧法 是开关电器中最基本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧， 目的就是加速触头的分断速度。 2．冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而增强去游离来加速电弧的熄灭。 3．吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长，同时也使电弧 冷却，电弧中的电场强度降低，复合和扩散增强，加速电弧熄灭。 （1）按吹弧的方向(相对电弧方向)分 纵吹和横吹，如图4–1a和图4–1b所示。
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接地装置俯视图
1－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子； 5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置； 9－基础；10－间隔棒； 图1-4 输电线路的组成元件（猫头塔）
电力系统的运行要求是：
1、保持可靠持续运行的基本要求（负荷分三级） 2、保证良好的电能质量 3、保证系统运行的经济性（三个指标）
《电气化铁道概论》
讲课人：张灵芝
第三章 电力系统基本知识
第一节 电力系统的构成、特点及其表征参数
通常将发电厂、变电站（所）、电力线路及用户连接起 来构成的整体，称为电力系统。 电力系统的特点： 电能不能大量存储；暂态过程迅速；国民经济密切相关。
(完整版)铁道概论试题及答案
绪论一、填空题1 •运输业的产品是旅客和货物的位移，单位是“人.km ”、“t.km ”，为了统计的方便，一般应采用换算吨公里。
2 • 1825年世界第一条铁路在_英国诞生。
3 • 1881年中国人自己建设的第一条铁路叫_唐胥—铁路。
4 •我国杰出的铁路工程师 _詹天佑一在京张铁路建设中巧妙采用人字型展线方案。
5 •我国铁路实行铁道部-—铁路局—-_站段一三级管理。
6 •铁路站段是按 _车机工电辆_进行专业设置，是直接进行最基本的运输产生活动的生产单位。
7.中国第一条铁路是1876年在上海修建的—吴淞—铁路.铁路线路一、填空题1 •—铁路线路_是机车、车辆和列车的运行基础。
2 •铁路线路是一个整体的工程结构，包括路基、桥隧建筑物和—轨道—三大部分。
3 •铁路线路根据其在铁路网中的作用、性质、远期客货运量分为_四_个等级。
4 •铁路线路在空间的位置是用线路—中心线—表示的。
5.铁路线路中心线在水平面上的投影叫做—铁路线路的平面 _。
6 •_铁路线路的纵断面—反映了铁路线路的起伏变化和高程。
7 •铁路线路平面由直线、—园曲线—、缓和曲线组成。
8 .列车在曲线上行驶时要产生—附加阻—力，对行车非常有害。
9 •我国铁路规定：在i、n级铁路上相邻坡段坡度代数差大于_3 %。
_，川级铁路上相邻坡段坡度代数差大于_4%0_时，应以竖曲线连接两个相邻坡段。
10 .坡道的坡度有正负之分，上坡为—正一，下坡为一负一，平道为一零一。
11 •公里标、半公里标、百米标称为—里程—标。
—左—侧。
12 •线路标志按计算公里方向设在线路13 .铁路路基的两种基本断面是路堤和路堑15 .轨枕按其制作的材料不同分为—木枕_和钢筋混泥土枕两种。
16•普通道岔由转辙器、_辙叉_及护轨、连接部分组成。
18 .道岔的号数越大，道岔的全长就越长，机车车辆通过道岔的速度就越—高_。
19 •铁路基本限界有机车车辆限界和_建筑_限界。
20 .曲线外轨超高量的计算公式是：h = 11.8V 2/R 。
电气化铁道概论课件
低压输电是指将电能通过低压线路传输到用电区域，其优点在于设备简单、成本 低，但输电效率较低。
电力电子技术与电机技术
电力电子技术
电力电子技术是指利用半导体电力电子器件进行电能转换和 控制的学科领域，其应用包括电机控制、电网管理和可再生 能源发电等。
电机技术
电机技术是指利用磁场和电流相互作用原理实现电能和机械 能转换的学科领域，其应用包括电动机和发电机的设计和优化。
电气化铁道的发展历程
总结词
电气化铁道的发展历程
详细描述
电气化铁道的发展经历了初期探索、试验阶段、成熟应用三个阶段。初期探索阶段主要 是在20世纪初，人们开始尝试利用电力作为牵引动力；试验阶段是在20世纪中叶，各 国开始进行大规模的电气化铁道试验和建设；成熟应用阶段是在20世纪后半叶至今，
电气化铁道成为铁路运输的主流形式，并在全球范围内得到广泛应用。
电力机车
电力机车概述
电力机车的性能参数
电力机车是一种利用电能驱动的铁路 机车，通过受电弓从接触网获取电能。
包括牵引力、速度、能耗等，这些参 数决定了电力机车的性能表现。
电力机车的种类
根据用途和特点，电力机车可分为直 流电力机车和交流电力机车。
信号与控制系 统
信号与控制系统概述
信号与控制系统是电气化铁道的指挥中枢，负责列车运行的控制 和调度。
电气化铁道的现状与未来
要点一
总结词
电气化铁道的现状、未来发展趋势
要点二
详细描述
目前，电气化铁道已成为全球铁路运输的主流形式，广泛 应用于城市轨道交通、高速铁路等领域。未来，随着科技 的不断进步和环保意识的提高，电气化铁道将进一步提高 运行速度、降低能耗和排放，更好地服务于社会和经济发 展。同时，随着智能化、自动化技术的应用，电气化铁道 将实现更高水平的安全、高效和智能化运营。
电气化铁路知识(学习)
电力机车具有功率大、速度快、 运行平稳等优点，同时还能减少
对环境的污染。
常见的电力机车类型包括交直流 电力机车、交流电力机车和混合
动力机车等。
信号与控制系统
信号与控制系统是电气化铁路的指挥和控制系统，负责列车运行的安全和调度。
该系统包括信号设备、联锁设备、闭塞设备和列车控制系统等，通过各种设备之间 的协同工作，实现列车的安全追踪、进路控制和列车间隔控制等功能。
。
干线铁路
电气化铁路在干线铁路中占据 重要地位，承担着大量的客货
运任务。
高速铁路
高速电气化铁路是现代高速交 通的重要形式之一，如中国的
高速铁路网。
山区铁路
在山区和坡度较大的地区，电 气化铁路具有较好的牵引力和
爬坡能力。
02 电气化铁路系统组成
牵引供电系统
牵引供电系统是电气化铁路的重要组 成部分，负责向电力机车提供电能。
牵引供电系统的设计需考虑供电安全、 可靠和经济性，以确保电气化铁路的 正常运营。
该系统主要包括变电所、接触网和回 流线等设施，通过变电所将高压输电 线路的电能降压后，经由接触网向电 力机车供电。
电力机车
电力机车是电气化铁路的牵引动 力设备，通过受电弓与接触网接 触，将电能转换为机械能，驱动
列车运行。
信号设备通过色灯信号机、转辙机等 设备显示列车运行指令，控制列车运 行的安全和秩序。
通信设备的原理
通信设备通过无线通信、光纤通信等 手段，实现列车与地面之间的信息传 输和通信联络。
04 电气化铁路的安全与维护
电气化铁路的安全管理
确保电气化铁路设备安全
定期检查和监测电气化铁路设备，确保其正常 运行，防止设备故障导致的事故。
(完整版)轨道交通电气工程概论考试题库(含答案)
一、填空题（每空1分，共20分）1．世界上第一条真正意义的电气化轨道交通诞生于1879 年。
2．根据一次能源的形态，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、地热发电厂、风力发电厂、太阳能发电厂和潮汐能发电厂等。
3．电力系统是由多个发电、输电、变配电和用电等子系统构成的电能生产和消费的庞大网络。
4．变电所的主要主接线有以下几种形式：单母线接线、双母线接线、桥形接线和单元接线。
5．架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上。
6．电力系统的表征参数有：装机容量；年发电量；最大负荷；额定频率；最高电压等级等。
7．表征系统电能质量的基本指标有：频率、电压、波形。
8．油浸式变压器包括4大部分：铁心、绕组、高低压绝缘套管、油箱及其他附件等。
9．火电厂的生产流程包括：燃料与燃烧系统，实现化学能转化为热能；汽水系统，实现热能转化为机械能；电气系统，汽轮机带动发电机发电，送电；控制系统实现操作机械化、自动化。
10．水电厂有：坝后式水电厂；抽水蓄能水电厂；河床式水电厂；径流式水电厂。
11．水电厂包括：引水系统；发电系统；自动化系统。
12．变电所是联系发电厂和电力用户的中间环节，起电压变换和分配电能作用。
13．变电所是联系发电厂和电力用户的中间环节，按作用和功能不同，可分枢纽变电所、中间变电所、区域变电所终端变电所和牵引变电所。
14．输电线路电压超过220 kV时，为了减小电晕损耗和线路电抗，采用分裂导线。
15．变电所的电气主接线有两大类：有汇流母线和无汇流母线。
16．太阳能光伏发电由太阳能电池组件；充放电控制器、逆变器；蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备三部分组成。
17．电网互联通常有3种方法：即交流互联、直流互联及交直流互联。
18．大型交流电网易产生潮流绕行及环流问题。
19．直流联网可实现非同步联网运行，克服交流联网的困难。
20．电网振荡及解列的4个原因：暂态稳定被破坏；静态稳定被破坏；电源间非同步合闸未能拖入同步；发电机失去励磁。
2-第二章电气化铁道基本知识
第二章电气化铁道基本原理第一节电气化铁道的概念及优越性一、电气化铁道的概念采用电力牵引的铁道叫电气化铁道。
它改变了蒸汽牵引和内燃牵引的常规牵引模式，给现代铁道运输带来了强大的生命力，是现代轨道运输发展的必由之路。
二、电气化铁路的优越性电气化铁路由电力机车通过接触网从外部电源取得电能牵引列车前进，所以它具有如下优点。
1、牵引功率大，运输能力高由于电力机车本身不带能源，也不需要带能源转换设备，可从外部电源取得所需全部电能，所以在同样机车重量情况下，电力机车容易做到大功率运行实践证明，电气化铁路在地形复杂的长大坡道、隧道群、高原和沙漠区段有着明显优势。
在地理条件较好的繁忙干线也显示了其优越性，在石—太线的石阳段，年运输能力由电化前的2000吨提高到电化后的6000万吨，从而显示了电气化铁路多拉快跑的特点。
2、牵引效率高，综合利用能源电力牵引消耗的是电能，而电能可以集中化现代化生产，大型现代发电设备可使热效率达到60%以上，若采用水力发电水能利用率更高，并且核能发电正在蓬勃发展之中，电力牵引是内燃牵引效率的两倍。
电力牵引可以综合利用能源，尤其在石油、煤炭资源面临枯竭的今天，人们努力开发、利用新能源，如风能、光能、地热能和潮汐能等。
随着科学的发展，会有更广泛更廉价的再生能源被利用，电气化铁路可以利用一切能源发出的电能。
3、环保运输，工作条件好随着人们物质文明和精神文明的提高，人们对环境的要求也越来越高。
人类也受到了掠夺式占有的惩罚，保护环境可持续发展已是人们的共识。
电力机车直接使用电能，免除了燃煤燃油排放的一氧化碳及其他有害气体的污染，给旅客及沿线人民创造了良好的生活、生产环境。
电力牵引利用了集约化发电设备的低能耗、低污染的生产优势。
电力牵引减少了余热及费气排放，给司乘人员及铁路工作人员创造了舒适、清洁的工作环境，特别是在长大隧道及其他通风条件差的区段尤为显著。
4、劳动生产率高，运输成本底由于电力机车可以连续不断地从外部电源取得电能，并且功率大，运行速度高。
电气化铁道概论81页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้ 31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
电气化铁道概论
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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。
21 2021/3/2
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
第二章电气化铁道基本知识综述
第二章电气化铁道基本原理第一节电气化铁道的概念及优越性一、电气化铁道的概念采用电力牵引的铁道叫电气化铁道。
它改变了蒸汽牵引和内燃牵引的常规牵引模式，给现代铁道运输带来了强大的生命力，是现代轨道运输发展的必由之路。
二、电气化铁路的优越性电气化铁路由电力机车通过接触网从外部电源取得电能牵引列车前进，所以它具有如下优点。
1、牵引功率大，运输能力高由于电力机车本身不带能源，也不需要带能源转换设备，可从外部电源取得所需全部电能，所以在同样机车重量情况下，电力机车容易做到大功率运行实践证明，电气化铁路在地形复杂的长大坡道、隧道群、高原和沙漠区段有着明显优势。
在地理条件较好的繁忙干线也显示了其优越性，在石—太线的石阳段，年运输能力由电化前的2000吨提高到电化后的6000万吨，从而显示了电气化铁路多拉快跑的特点。
2、牵引效率高，综合利用能源电力牵引消耗的是电能，而电能可以集中化现代化生产，大型现代发电设备可使热效率达到60%以上，若采用水力发电水能利用率更高，并且核能发电正在蓬勃发展之中，电力牵引是内燃牵引效率的两倍。
电力牵引可以综合利用能源，尤其在石油、煤炭资源面临枯竭的今天，人们努力开发、利用新能源，如风能、光能、地热能和潮汐能等。
随着科学的发展，会有更广泛更廉价的再生能源被利用，电气化铁路可以利用一切能源发出的电能。
3、环保运输，工作条件好随着人们物质文明和精神文明的提高，人们对环境的要求也越来越高。
人类也受到了掠夺式占有的惩罚，保护环境可持续发展已是人们的共识。
电力机车直接使用电能，免除了燃煤燃油排放的一氧化碳及其他有害气体的污染，给旅客及沿线人民创造了良好的生活、生产环境。
电力牵引利用了集约化发电设备的低能耗、低污染的生产优势。
电力牵引减少了余热及费气排放，给司乘人员及铁路工作人员创造了舒适、清洁的工作环境，特别是在长大隧道及其他通风条件差的区段尤为显著。
4、劳动生产率高，运输成本底由于电力机车可以连续不断地从外部电源取得电能，并且功率大，运行速度高。
铁道概论(全)通用课件
铁路信号与控制系统
03
信号设备
控制系统
包括信号机、转辙机等，用于指示列车运 行的方向和速度。
目前主流的列车控制系统如CTC、ATC等 ，能够实现列车自动控制和调度。
通信系统
保障列车与地面控制中心、相邻车站之间 的信息交流。
铁路车站与枢纽
01
02
03
车站分类
根据车站的作业性质和规 模，可以将车站分为客运 站、货运站和编组站等。
动车组
动车组概述
介绍了动车组的定义、分类、发展历 程以及在我国铁路运输中的地位和作 用。
动车组技术
动车组运用
详细介绍了动车组在我国铁路运输中 的运用情况，包括运营模式、调度指 挥等。
全面阐述了动车组的关键技术，包括 动力系统、制动系统、控制系统等。
04
铁路运输组织与管理
列车运行图
01
列车运行图定义
改革开放以来
中国铁路建设进入了快速发展的阶 段，高速铁路建设和既有线改造取 得了显著成果。
铁路对经济的影响
01
促进地区经济发展
铁路建设可以带动沿线地区的 经济发展，提高当地居民的生
活水平。
02
优化资源配置
铁路运输可以降低物流成本， 提高资源利用效率，促进产业
布局的优化。
03
促进国际贸易
铁路可以连接不同国家和地区 ，促进国际贸易的发展，加强
重载运输的发展历程
重载运输起源于20世纪50年代的美国，后来在加拿大、澳 大利亚等国家得到广泛应用。我国也在近年来开始发展重 载运输技术。
重载运输的优势
重载运输具有运输能力大、经济效益高等优势，能够满足 大宗货物运输的需求，提高铁路运输的市场竞争力。
《铁道概论》项目8电气化铁路供电
《铁道概论》项目8电气化铁路供电电气化铁路供电是指使用电力替代传统的蒸汽或柴油机械以提供动力，使列车运行更加高效、环保和经济。
本文将对电气化铁路供电进行详细的介绍，并分析其优点、挑战和发展前景。
一、电气化铁路供电的原理和组成部分电气化铁路供电的基本原理是通过接触网和供电系统将电能输送到列车上，供给电力机车或电力动车组。
电能的输送和利用过程需要接触网、变电所、继电保护系统、配电系统和动力机车/电力动车组等多个组成部分进行协调工作。
1.接触网：接触网是电气化铁路供电系统的主要组成部分，它由架空电缆和接触线构成。
接触线通过电气连接将电能传输到机车/动车组的受电弓上，以提供动力。
2.变电所：变电所是将高压输电线路中的交流电转换为适合列车使用的直流电的设施。
变电所负责电能的转换、配电和监控等工作。
3.继电保护系统：继电保护系统用于监控和保护电气化铁路供电系统的运行。
它能够检测系统中的异常，并及时采取措施防止事故的发生。
4.配电系统：配电系统将变电所产生的电能传输到不同区段的铁路线路上，以满足列车的供电需求。
5.动力机车/电力动车组：动力机车或电力动车组是电气化铁路供电系统的最终受益者，它们通过接触线和受电弓将电能转化为机械能，驱动列车行驶。
二、电气化铁路供电的优点电气化铁路供电相比传统的蒸汽或柴油机械具有以下优点：1.节能环保：电气化铁路供电可以大大减少对化石燃料的依赖，降低对环境的污染。
采用清洁能源供电有助于减少温室气体排放，对缓解气候变化具有积极作用。
2.高效便捷：电气化铁路供电改善了列车的运行效率和可靠性。
电力驱动系统响应迅速，加速性能好，能够更好地满足列车运行的需求，同时减少了动车组的机械磨损和维护成本。
3.运行成本低：电力供电的运营成本相对较低，电力机车和电力动车组的能耗较低，维护成本相对较少。
这也有助于降低铁路运输的经营成本，提高铁路运输的竞争力。
三、电气化铁路供电面临的挑战电气化铁路供电在实施过程中也面临一些挑战：1.基础设施投资大：电气化铁路供电需要大规模的基础设施建设投资，包括接触网、变电所、配电系统等。
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。
电气化铁道概论
第一章绪论一、交通运输运输是人与物在一定空间范围内的位移。
由于交通运输涉及的范围很广，因此运输活动有很多不同的分类标准。
比如从运输对象看，可以分为旅客运输和货物运输；从运输方式看，可分为铁路、公路、水运、航空和管道运输，等等。
运输业不创造新的产品，也不改变劳动对象的形态和性质，而只改变其空间位置，所以运输业的产品就是“位移”。
在实际工作中，用周转量作为运输工作量的统计指标。
其单位为“人公里”和“吨公里”。
为了统计方便，一律按换算吨公里计算：1换算吨公里=1旅客人公里=1货物吨公里周转量分为旅客周转量、货物周转量和全部周转量，其关系为：全部周转量=旅客周转量+货物周转量运输业的产品是“位移”，因此它的产品不能储存，也不能转让，其生产过程同时也是消费过程，因此衡量运输业的标准，就是服务质量。
为了应对运输对象的随时变化，运输业必须拥有一定的储备运输能力。
二、铁路运输铁路运输是以固定轨道作为运输线路，由机械动力牵引车辆，运送旅客和货物的运输方式。
铁路运输的特点：1、运输能力大；2、运行速度快；3、运输成本低：铁路运输成本为汽车运输成本的1/11，能耗为汽车的1/7，且比公路占地少；4、准时、安全可靠：铁路运输基本不受天气条件的影响，并有所有交通运输方式中最严格的规章制度，因此它是所有交通运输方式中最准时的。
铁路运输的缺点：1、一次性投资大，金属消耗量多，建设周期长；2、受既有轨道限制，缺乏灵活性。
铁路是工业革命的产物，整个铁路交通系统就是一台大联动机。
因此它必须有统一集中的调度指挥，统一的列车运行计划和统一的运输组织规章制度。
铁路现代化的主要标志，一是电气化，二是列车速度、密度和重量，三是信号系统的电子化和自动化。
第二章线路铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。
它负责承担列车重量和引导列车轮对运行。
铁路线路是一个工程整体，基本组成包括路基、桥隧建筑物和轨道三部分。
为保证铁路运输的正常进行，铁路线路必须经常保持完好状态。
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。
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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。
铁路已成为制约国民经济发展瓶颈
货运运能只能 满足1/3运量
客运节假日输 送旅客4000万
人次/日
பைடு நூலகம்
货运重载化 高密度运行 客运高速化 既有线提速
电能
力源
牵危 引机
目前，铁路内燃机车是我国交通运输业能源消费的大户， 全路行车用柴油年消耗量约占全国柴油消耗总量的10%。内燃 机车使用柴油的能源利用效率较低，平均约为30%。电力牵引 使用电能的能源利用效率，按目前我国电网大约水电占24.2%， 效率70%；火电占74.0%，效率35%计算，综合利用效率为 42.8%。远比内燃能源利用效率高，具有显著的节能效益。电 力牵引对环境污染小。国家的能源政策和环保政策，决定了 我国电力牵引必将是铁路牵引动力的发展方向。国务院批准 的《中长期铁路网规划》明确，到2020年，我国铁路总里程 将达到100,000km，其中电气化50,000km，主要干线铁路都将 实现电气化。铁路电气化率约为50%，承担的运量比重在80% 以上。
中长期铁路网规划—客运专线
国家发展和改革委员会[2004]159号文件—《中长期铁路 网规划》批准：“为满足快速增长的旅客运输要求，建立省会 城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”铁路快 速客运通道以及三个城际快速客运系统。建设客运专线1.2万公 里以上，客车速度目标值达到每小时200公里及以上。
目前世界电气化铁路主要有以下3种供电制式： （一）1.5kV、3kV直流制 （二）15kV 162/3Hz低频单相交流制 （三）25kV工频单相交流制
三、世界电气化铁路概况
电气化铁路牵引动力大，能源利用率高，并能够综合利 用能源，对环境污染小，具有其他牵引动力无可比拟的优 越性。采用电力牵引，减轻铁路运输对环境的影响，适应 可持续发展，是铁路牵引动力的发展方向。在石油资源逐 渐枯竭，环保呼声日益高涨的今天，发展电力牵引具有十 分重要的意义。
铁路总里程 8.8 4.7 7.5 2.8 3.4 6.4 2.4 2.5 2.0
电气化里程 4.1 2.1 2.0 1.7 1.5 1.4 1.2 1.2 1.1
单位：万公里 供电制式
25kV工频单相交流、直流
15kV 16 2/3Hz单相交流 25kV工频单相交流 20kV、25kV工频单相交流、直 流 25kV工频单相交流、直流 25kV工频单相交流 25kV工频单相交流、直流 3kV直流 25kV工频单相交流、直流
德国
世界高速铁路的已投入运营里程(2005年)
3000
2573
2500
2000
1576
1500
1000
815
546
500
426
246
88
52
18
15
0
日本
法国
德国
西班牙 意大利 比利时 法国/英国 瑞典
丹麦
韩国
四、我国电气化铁路概况
我国第一条电气化铁路——宝成铁路宝鸡至凤州段， 于1961年8月15日建成通车。我国电气化铁路发展初期， 主要局限在隧道多、坡度大的山区铁路。到1980年底，共 建成电气化铁路1676km。发展速度十分缓慢。改革开放后， 电气化铁路开始从山区向平原，由标准低的边远地区铁路 向主要长大干线、重载、高速发展。到2005年底，我国电 气化铁路已达20132公里。电气化率为27%，承担的运量 比重近50%。
二、电气化铁路供电制式
早期电气化铁路主要采用直流750V、1500V供电制式， 上世纪30年代后开始采用直流3000V供电制式。
1950年法国在埃克斯.累.班—里亚罗什休尔伏龙区 段试建的25kV工频单相交流电气化铁路成功，25kV工频 单相交流制在世界广泛推广，我国电气化铁路全部采用 25kV工频单相交流制。
到2000年底，全世界电气化铁路总里程已达262179km， 占世界铁路总营业里程1208843km的21.7%，承担世界铁路 总运量的50%以上。欧洲等发达国家电气化率约在50%，承 担的运量比重在80%以上。
世界主要国家电气化铁路统计表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
国家 俄罗斯
德国 中国 日本 法国 印度 南非 波兰 意大利
最早的蒸汽机车照片
1879年，在柏林的世博会上，西门子和哈尔斯克制作 展出了约550m的电气化铁路，人类第一次采用电力来牵 引列车。
西门子和哈尔斯克制作的电气化铁路实验照片
1881年5月，德国在柏林近郊的利希特菲尔德修建 的一条长2.45km的电气化铁路投入运行，这是世界上 第一条商业运行的电气化铁路，开启了铁路电力牵引 的新时代。20世纪初期，电气化铁路在世界各地得到 迅速发展。