electric traction
简介
以电能为动力驱动电力机车或电动车组运行的一种牵引动力型式。它是当今交通运输三种牵引动力型式(蒸汽、内燃、电力)之一。牵引所需电能取自公用电力系统,并经专门的牵引供电系统变换成符合用电要求的电流、电压,向电力机车或电动车组等供电。电力牵引具有起动快、速度和效率高、运输量大、运营成本低和对环境污染小等优点, 已获广泛应用。
分类 按运输类型可划分为:①电气化铁路,地区与地区或城市与城市间长距离客、货运输采用电力牵引的铁路;②工矿专用电气化线路,工矿企业内部运输采用电力牵引的线路;③城市轨道交通,市区和郊区以客运为主的轨道交通 (一般均采用电力牵引)。
按接触网电流、电压制则又可分为直流制和交流制两大类。直流制按接触网 (轨) 电压等级分为600,750, 1500, 3000 V四种;交流制分为单相工频(22 kV或25 kV)、单相低频(16 2/3Hz、11 kV或15 kV)和三相工频 (15 kV) 等型式。
工矿企业专用电气化线路和城市轨道交通一般均采用直流制, 而电气化铁路则多采用单相工频制。
简史 世界上第一条试验性电力牵引线路是德国西门子公司和哈尔斯公司于1879年5月31日在柏林建成的。牵引电机采用直流串励电动机, 由第三轨供电, 供电电压为150 V。1881年在法国巴黎国际电工展览会上展出了第一条由架空接触线供电的有轨电车线路。这条长500 m的线路用架空接触线供电比用第三轨供电更安全,供电电压更高,为进一步提高牵引电动机功率创造了条件。此后,电力牵引迅速在城市交通运输中得到采用。20世纪初, 电力牵引开始应用于干线铁路运输。最初的电气化铁路接触网采用直流制供电,随着牵引重量的不断增加,牵引功率也不断增大,至20世纪50年代法国第一次采用25 kV单相工频制式,使电气化铁路的技术经济效益大为提高,建设费用和运输成本显著降低。这种方式已成为电气化铁路的主要供电制式, 许多修建电气化铁路较早的国家也纷纷将已建成多年的直流电气化铁路改造成为交流电气化铁路。
特点 电力牵引具有热效率高,节约能源;牵引力大,运行速度高,运输能力强;牵引性能稳定,受环境影响小;乘务人员工作条件良好,旅客旅行环境舒适;一次性建设投资大等特点。
(1)热效率高,节约能源。电力牵引所需电力是由国家电力网供给的。发、变电技术先进,规模大,效率很高。一般大容量火力发电厂的热效率可达40%以上, 而内燃牵引的热效率在25%以下,蒸汽牵引的热效率仅为7%,能源节约十分巨大。特别是受行车条件限制,蒸汽和内燃机车需要使用优质燃料,而国家电力网中的火力发电厂则可利用劣质煤为燃料, 战略意义十分重大。
(2)牵引力大,运行速度高,运输能力强。电力牵引因无需自备能源,因而轴功率较大,目前一台电力机车的总功率可达6400~8000 kW, 是内燃机车功率的2~3倍,是蒸汽机车功率的4倍以上。一列电气列车的总重量可达4000 t以上,部分重载电气化铁路在采用双机牵引后,列车重量可达万吨以上。电力机车的直流串励式牵引电机具有十分理想的牵引特性, 其电力机车小时计算速度可达45 km/h以上,而蒸汽与内燃机车的小时计算速度只有20 km/h左右。正因为电力机车的功率大、小时计算速度高,电气化铁路的年输送能力可达(5~6)×107t,重载电气化铁路的年输送能力可高达亿吨以上。
(3)牵引性能稳定,受环境影响小。寒冷地区冬季低气温对蒸汽和内燃牵引的影响较大, 有时可造成牵引力严重下降甚至停车, 在长大隧道内蒸汽和内燃机车常因排出的煤烟或尾气影响到补机或后续列车功率的发挥。而在所有上述情况下,电力机车均能正常发挥其全功率。此外,牵引电机还具有很大的短时过负荷能力, 它可以在2~3 min内过负荷100%, 而不致造成电动机损坏或使用寿命的明显缩减, 因而更能适应各种突发性严重情况。
(4)乘务人员工作条件良好,旅客旅行条件舒适。蒸汽机车乘务人员劳动强度大,工作条件差,内燃机车乘务人员也要忍受柴油机尾气的袭扰, 特别是在长大隧道内,旅客列车为了避免大量煤烟或尾气进入车厢,只得将车窗关闭,给旅客带来很大不便。电气列车不仅机车乘务人员劳动强度低, 而且工作条件优越。
(5)电力牵引需修建专门的牵引供电系统,一次性建设投资较大。
拓展资料
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