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电气化铁路工具的几种供电方式
admin / 2021-07-30 17:25

电气化铁路工具的几种供电方式

1.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。


2.高架电缆

高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上,分为柔性和刚性两类,电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网,从其中取电。


3.直流

早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上,通过并联或串联在电动机上的电阻和继电器来进行控制。通常有轨电车和地铁的电压是600伏和750伏,铁路使用1500伏和3000伏。过去车辆使用旋转变流器来将交流电转换为直流电。一般使用半导体整流器完成这个工作。采用直流供电的系统比较简单,但是它需要较粗的导线,车站之间距离也较短,并且直流线路有显著的电阻损失。


4.低频交流电

一些欧洲国家使用低频交流电来给电力机车供电。德国、奥地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫兹(电网频率50Hz的三分之一)的交流电。美国使用11千伏或12.5千伏25赫兹的交流电。机车的电机通过可调变压器来控制。


5.工频交流电

一些电气化机车使用变压器和整流器来提供低压脉动直流电给电动机使用,通过调节变压器来控制电动机速度。另一些则使用可控硅或场效应管来产生突变交流或变频交流电来供应给机车的交流电机。

这样的供电形式比较经济,但是也存在缺点:外部电力系统的相位负荷不等,而且还会产生显著的电磁干扰。


6.多种系统供电

因为有这么多的供电方式,有时候甚至一个国家内采用不同的方式(如日本关东以南是60Hz,但东北及北陆以北是50Hz),所以列车经常必须从一种供电方式转向为另一种供电方式。其中一种方法是在换乘站更换机车,当然,这样很不方便。另一种方法是使用支持多种供电系统的机车。在欧洲,通常是支持四种供电系统(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫兹、交流25千伏50赫兹)的机车,这样,它在从一个供电系统到另一个的时候就可以不用停留。

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