淺析電氣化鐵路供電系統

苗建英

摘要：隨著經濟的快速發展，對于交通運輸的要求越來越高，鐵路作為一種運輸量最大的交通工具，對于現代經濟的發展具有重要的作用。而電氣化鐵路是鐵路種類中的一種，具有一些其它鐵路種類所不具備的優點，例如清潔污染少、能耗少、運輸量大、快速等，是今后交通運輸建設的新趨勢。電氣化鐵路顧名思義，其動力主要是靠供電系統提供，因此，電氣化鐵路中要尤其注重供電系統的建設，本文從鐵路運輸的實際出發，主要就電氣化鐵路供電系統進行有效的探究，旨在為我國的電氣化鐵路建設提供建議。

關鍵詞：電氣化；鐵路；供電系統

中圖分類號：G72 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）02-0385-02

對于電氣化鐵路來說，其核心的動力就主要是靠電力，所以供電系統就是電氣化鐵路的核心。而供電系統是一個復雜的體系，需要一定的技術支持。對電氣化鐵路供電系統的主要組成部分、電氣鐵路對供電系統的影響以及提高電氣化鐵路供電系統電能質量的措施等問題進行有效的探究，才會深入地了解其供電系統。下面就主要從這幾個方面展開分析。

1.電氣化鐵路概述

電氣化鐵路又被稱之為電化鐵路，其英文名為electric railway，從這也可以看出，電氣化鐵路依靠的是電力驅動的一種鐵路，但是，又不能簡單地理解為其就是采用一般大的儲蓄電源供電的。其實，電氣化鐵路本身不帶電源，而是有特定的供電系統來提供電源，這也就是我們需要重點探究的部分內容。所以，電氣化鐵路就是電力機車為主要鐵路列車為主的鐵路。供電系統主要是由牽引變電所和接觸網這兩部分組成。而對電氣化鐵路的分類可以通過以下兩種方法：以供電導線的類型來分，可以分為第三軌、高架電纜鐵路；從供電的類型來分，又可以分為直流供電、交流供電鐵路。

2.電氣化鐵路供電系統的主要組成部分

2.1 牽引變電所。牽引變電所的作用主要是能將變電所的電力降壓后再通過牽引網向列車供電，這可以說是電氣化鐵路的"心臟"。一條鐵路線上有若干個牽引變電所，并且并不是設置在列車上，而是大多設在鐵道的附近。牽引變電所的特點是它采用的是可以互相切換的"雙備份"的模式，也就是這兩套設備可以互為備用，從而可以更加確保電氣化鐵路供電的安全。

2.2 接觸網。接觸網是電氣化鐵路供電系統另一主要組成部分，也是牽引供電系統主要的供電設備。接觸網由于設置在外面，是露天設備，所以容易受到天氣等外部環境，以及電力機車行走所帶來的影響。在當前，電氣化鐵路供電系統的接觸網主要是由三個部分構成，即接觸網懸掛裝置、支持裝置和支柱部分。

3.電氣化鐵路對牽引供電系統的影響探析

3.1 對旋轉電機的影響。由于電氣化鐵路有一套專門的供電系統，并且供電系統是其核心部分，所以這就會影響到汽輪旋轉電機轉子。汽輪旋轉電機轉子是供電系統的敏感部位，定子比旋轉電機的諧波與負序溫升小，這就容易出現高溫部位，造成電氣化鐵路供電系統的汽輪發電機轉子部件嵌裝面過熱而容易受損。

3.2 對電力變壓器的影響。當電氣化供電系統的諧波電流流經電力變壓器時，需要產生一些附加的消耗，正是這些不太能引起人注意的消耗，會引起電力變壓器外殼或者是外層鋼片和某些緊固件發熱，久而久之就會造成局部過熱，直接會影響到電力變壓器的使用壽命。

3.3 對輸電線路的影響。輸電線路是電氣化鐵路供電系統的重要部分，起到電力傳輸的作用。但是，諧波對于整個輸電線路網也具有一定的影響。輸電線路的網損受到諧波的影響會增大，如果整個供電系統的諧波量放大時，對輸電線路造成的影響會更大，即使是負序電流流過輸電線路網時并不做任何功，也會減低輸電線路的輸送能力。

3.4 對繼電保護和自動裝置的影響。繼電保護和自動裝置是供電系統的保護裝置部分，電氣化鐵路對供電系統的影響主要還是在諧波上。同樣地，諧波對于供電系統的繼電保護和自動裝置也有影響，還是出在發熱的問題上。諧波會造成繼電保護和自動裝置的某些器件發熱，導致無法使用，直接影響這些裝置的正常運行。

4.提高電氣化鐵路供電系統電能質量的措施

從上面的分析中可以看出，電氣化鐵路對于其供電系統還是有比較大的影響，所以世界各國對于減低電氣化鐵路對于供電系統、電網等的影響非常重視，但最為關注的，還是在于供電系統的電能質量上，因為電能的質量對于高速的鐵路影響非常大，鐵路的供電系統直接產生的效果也就是體現在電能質量上。要進一步提高鐵路的供電電能質量，可以采用以下兩種方式。

4.1 優化牽引供電方式。前面主要探究的是牽引供電系統，并且分析了牽引變電所等內容，這就可以指導，牽引供電是當前電氣化鐵路重要的供電方式。要提高供電系統的電能質量，就要從優化牽引供電的方式入手。例如不僅僅采用了"雙備份"的模式，還可以通過技術支持接入外部的電源，以此來保證電能的穩定與充足。

4.2 應用無功補償裝置。電氣化鐵路對供電系統的影響之一就是諧波會造成某些部位的發熱，這些發熱實際上就是消耗了一些無用功，可以應用無功補償的裝置，即使是軌道上沒有電力機車通過時，也不會向電網反送無功。

5.結語

從第一條電氣化鐵路產生發展至今，電氣化鐵路也經歷了一個歷史發展期，在新時期下，經濟的發展促進交通運輸的建設，電氣化鐵路是今后鐵路運輸建設的重要內容，要建設好電氣化鐵路，就要對其一些重要的內容有著充分的認識，例如電氣化鐵路的主要組成部分、電氣化鐵路對供電系統的影響，以及如何提高供電系統的電能質量等，這些不僅是專業的電氣化鐵路建設人員應該掌握的，如果公民都對這些有一定的了解，也會產生重要的意義。

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