电气化铁道节能技术探讨

宁 磊 新疆交通职业技术学院

电气化铁道节能技术探讨

宁 磊 新疆交通职业技术学院

铁路电气化节能；变电所牵引；接触网技术；电力机车

1.电气化铁道的概念

铁路机车按照其动力能源供给类型的不同基本分为三种，①内燃型机车②蒸汽型机车③电力型机车。本文将主要论述电力型机车。电气化铁道就是外部提供电源作为能源动力来牵引机车的一种方式。他是通过外部的电源和牵引变电所系统把电源转换之后转送至机车的牵引电动机当中，电机转动使得机车车轮转动从而使机车行驶。

2.变电所牵引节能技术

电力机车在运行过程中产生的电能损耗主要包括超负荷和载重损耗、空载载重。这两种电能的消耗情况在全部的电气化铁路运行电能消耗中占据着大量的比例，所以我们必须从变压器牵引方面进行有效的节约节能方案措施和手段，只有这样才能实现电气化铁道节能减排的目的。

2.1 采用节能型变压器。现今我国大部分地区都采用着节能型变压器，在选用变压器之前要考虑当前地区铁道运行的实际能源损耗情况综合判断。以此依据来选择参数适合的变压器，选择电能负荷和容量都合适的变压器，这样就基本可以满足设施的告诉正常运转。

2.2 采用换接相序的方式来减少负序电流带来的电能损耗。把变电所相邻的变压器的原边的各个端子与电力系统中不同的相相接，叫做换接相序。在机车运行中变电所牵引超负荷运行时会出现点能系统不对称运转从而产生负序电流，一旦出现负序电流就会对机车的变压器，电机等等设备形成能源的过量损耗。负序电流会造成变压器容量使用率的降低，并且增加能源的损耗还会增加整个电力网的损耗。所以来通过换接相序的方法来减少负序电流对电气化铁路节能是必须的措施和手段。

2.3 减少谐波和低功率因数带来的损耗。变压器牵引过程中的低功率因数会造成电机设备的工作能效的较少，增加了变输电及发电的成本，与此同时还会增加整个电力网络的能源损耗。还会出现电力谐波，其对变压器，电动机，发电机，都会造成过量的能源消耗。现今我们主要针对这两种损耗情况基本采取在牵引变电所的牵引一侧并联安装电容补偿装置。只是这种方法在实际运用当中存在着无功效补偿不高，投放不到位等一系列问题，诸如此类情况又可采取性能良好的动态型无功效补偿设备。该装置的特点是能够及时高速的调整无功功率来实行快速的电压调配及动态补偿，应该说这种装置是基本可以满足电气化铁道电力系统的无功补偿的要求。

3.接触网节能技术

3.1 适当的控制供电臂的长度。如果采用了过长的供电臂会对牵引接触网造成很大的电能源损耗，也会对末端的最低电压产生影响，所以要控制供电臂的长度使其能满足机车的运行需求即可。如果在经济情况允许的情况下还可以增加加强导线来降低牵引接触电网损耗费用补偿。当地供应电单位有条件的话尽量采取双边供电的方式供电。

3.2 减少接触网的阻抗和选用适合的接触线材。在选择接触线材时要选用单位阻抗小的接触线材料。不论在任何线材的导线下都存在阻抗，这是不可抗因素，材料引起的能源损耗是不能归避的，所以要选用阻抗比较小的线材来降低电气化铁道的能源消耗。基于电气化铁道用电的特点我们要选择长度长，耐磨耐热等的性能优良的接触线材料，但是往往在实际情况中这些性能之间又有着差异，所以要全面的了解当地铁路运输情况考虑多面的原因来决定具体的线材的选择。

3.3 使用低磁化或者无磁化金具。在金具材料中，导磁相对率高，电动感应势能较高所以形成的涡流也大，涡流会在线路电阻中发热，把线材中的能源大多部分的转变为热量损耗掉了。基于此种情况，我们来使用使用低磁化或者无磁化金具如铜合金或者铝合金的金具就是一种有效的节约能源的措施。所以我们提倡要在铁道电气化建设当中多多使用低磁化或者无磁化金具。

4.电力机车节约能源

4.1 变频调速节约节能。还没有出现变频调速之时在电机超负荷负载时，通过变化电动机的通电时长所用的比重来调节，这样会造成电动机不断的重复启动和制动损耗大量能源。现如今有了变频调速来调整电力驱动的频率和电压，平稳的调整电动机的转速，并且随时依据负载的状况变化输出的功率，这样就会节省大量的能源，这项技术国外早已普遍大部分的应用，希望我国也早日应用及普及。

4.2 再生制动节约节能。再生制动分为两个部分，第一部分为机车运行产生的动能转化为电能并且收集再使用从而达到节约能源的目的，另一部分是有效增加电车的用电实惠型，降低机械间摩擦所形成的部件损耗，延长制动器的使用时间。

5.结束语

综上所述，我国十一五规划纲要提出，十一五期间国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。这是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；伴随着经济社会的迅猛发展，由于人类过分追求发展所带来的各种问题，如温室效应，水污染及近年来的雾霾等问题。能源危机越演越烈，本篇论文从铁道电气化各部分的组成的节能技术进行了探讨，但也只是在这项技术中的冰山一角，在以后的铁道电气化节能减排技术研究探讨中还需要不断的努力和学习。

［1］ 李群湛（高速铁路电气化工程）西南交通大学出版社.

［2］ 张黎（配电变压器容量选择的技术分析）陕西电力出版社.

［3］ 谭福太（变压器经济运行方式探讨）能源技术.

自科学家发现全球变暖以来，地球整体环境污染和有限能源危机已经成为全世界全人类面对的重大问题。最早我国在（十一五）计划当中提到了节能减排，之后的几年中又提出了一系列的文件来要推动在十二五计划中制定的具体工作，我国作为世界能源损耗大国也在为节能减排，建设节能环保资源节约新型社会而努力。铁道铁路这项行业在我国交通比例中占据着很大的比例，同时也消耗着大量的能源资源，此篇论文针对铁路电气化一系列关于节约能源方面的问题进行讨论。