电气化铁道节能技术探讨

唐 卓 韩雨航

沈阳地铁集团有限公司运营分公司

1、外部电源节能技术

我国是能源大国，最近几年也出现能源短缺现象，要合理利用现有的能源，要积极开发新能源。对于耗能大的企业，电气化铁道要积极改变电能产生的方式，利用新能源技术发电。新能源发电技术主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、潮汐能发电等方式。由于目前技术上还不是很成熟，各种新能源都还存在着一定风险，加上电力市场上，电力物资生产厂家众多，电力产品质量良莠不齐，铁路部门应该加强与供电单位的衔接，从源头着手，加强电力质量的管理，进而逐步转变用能结构，实现用能的多元、高效、清洁化。多元化的利用能源，是节能减排需要，是铁道技术快速发展需要，也是保护生态环境需要，加快社会主义现代化建设需要。

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 选择合适的接触线材料，降低接触网阻抗

接触线材料引起电能损失不可避免，因为任何导线在普通条件下都存在阻抗。因而，必然会引起电能损失。在这方面，线路阻抗大小就决定了电能损失的多少。因此，选择单位阻抗较小的接触线将有助于电气化铁道的节能。由十电气化铁道供电的特殊性，还要求接触线必须具有抗拉强度高、耐热性能好、耐磨性能好、制造长度长等性能，而这些性能之间往往又存在着矛盾，因此在选择接触线时一要综合考虑各方面因素，力求在满足其他各性能的条件下选择阻抗最小的材料。

3.2 使用无磁化或低磁化金具

目前，在电力系统输配电线路的节能技术中人们很重视对无磁化或低磁化金具的使用，这是因为金具上产生的感应电动势与材料的相对导磁率成正比，在铁磁材料金具中，由于其相对导磁率高感应的电动势大，因此产生的涡流大。涡流在金具电阻上发热，从而将线路电能大量转化为热能消耗掉。因此，通过采用无(低)导磁率的材料，如铝或铜合金或低磁钢来制造线路金具是节能的一种有效手段。因此，借鉴电力系统的经验，同样可以在电气化铁道中采用无磁化或低磁化的金具。

3.3 电力机车节能

节能是全世界都在研究的课题，电力机车是一个耗能大的电机装置，但在铁路运输中能起到重要作用，在整个交通运输中起到积极作用，占有重要位置。现在电商行业发展良好，促进物流产业快速发展，加大了铁路运输的能力，促使牵引电机长时间处于工作状态，技术改革，使用节能型牵引电动机，对于改善结构，提高工作效率都有一定现实意义。同时节能型电机的普及使用，促进技术改革，对节约能源，保护生态环境都有一定现实意义。

总而言之，随着现代社会的不断发展，人们对能源的需求量越来越大，能源危机也越来越近，节能减排成为人们普遍关注的话题。我国电气化铁道正处于蓬勃发展时期，探讨其节能技术对于实现规划的节能减排目标具有重要意义。探讨了电气化铁道不同组成部分的节能技术，可以在一定程度上缓解其电能损失，然而真正要实现电气化铁道的节能减排还需要不断探寻。

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