電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)探討

呂高奎

摘要：在電氣化鐵道的施工環(huán)節(jié)，一定要注意施工技術(shù)的科學(xué)性和先進性，只有這樣，才能夠保證電氣化鐵道的發(fā)展更加有效。本文主要思考了電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)，明確了如何采取節(jié)能技術(shù)，以及應(yīng)用節(jié)能技術(shù)需要關(guān)注的問題，供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道；節(jié)能技術(shù)

隨著我國電氣化鐵路建設(shè)的速度不斷加快，對于電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也在不斷加強，因此，我們有必要深入探討如何更好的應(yīng)用電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)，明確技術(shù)應(yīng)用的方法和對策。

一、電氣化鐵道節(jié)能的必要性

鐵路在交通行業(yè)中是重要的運輸部門，我國貨物，人的旅行多數(shù)都是通過鐵路運輸，火車是一個耗能大的工具，現(xiàn)在國家非常重視節(jié)能減排，保護生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建和諧的社會。電氣化鐵路，是指以電能作為牽引動力的一種軌道交通運輸形式，主要由牽引變電所、牽引網(wǎng)和電力機車三大元件組成。

能源危機與環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的兩大難題。我國早在“十一五”規(guī)劃綱要中就提出了“節(jié)能減排”。因此，為了構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，切實貫徹和落實國家關(guān)于節(jié)能減排的政策，全國各行各業(yè)都必須行動起來。鐵路在交通行業(yè)中占有舉足輕重的地位，但同時它也是消耗能源資源的重點行業(yè)，做好鐵路行業(yè)的節(jié)能減排工作，以最小的投入獲取最大的運輸效益，對于緩解我國當(dāng)前能源緊缺、環(huán)境惡化等問題具有重要的戰(zhàn)略意義。

二、變電所牽引節(jié)能技術(shù)

電力機車在運行過程中產(chǎn)生的電能損耗主要包括超負荷和載重損耗、空載載重。這兩種電能的消耗情況在全部的電氣化鐵路運行電能消耗中占據(jù)著大量的比例，所以我們必須從變壓器牽引方面進行有效的節(jié)約節(jié)能方案措施和手段，只有這樣才能實現(xiàn)電氣化鐵道節(jié)能減排的目的。

（一）采用節(jié)能型變壓器

現(xiàn)今我國大部分地區(qū)都采用著節(jié)能型變壓器，在選用變壓器之前要考慮當(dāng)前地區(qū)鐵道運行的實際能源損耗情況綜合判斷。以此依據(jù)來選擇參數(shù)適合的變壓器，選擇電能負荷和容量都合適的變壓器，這樣就基本可以滿足設(shè)施的高速正常運轉(zhuǎn)。

（二）采用換接相序的方式來減少負序電流帶來的電能損耗

把變電所相鄰的變壓器的原邊的各個端子與電力系統(tǒng)中不同的相相接，叫做換接相序。在機車運行中變電所牽引超負荷運行時會出現(xiàn)點能系統(tǒng)不對稱運轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生負序電流，一旦出現(xiàn)負序電流就會對機車的變壓器，電機等等設(shè)備形成能源的過量損耗。負序電流會造成變壓器容量使用率的降低，并且增加能源的損耗還會增加整個電力網(wǎng)的損耗。所以來通過換接相序的方法來減少負序電流對電氣化鐵路節(jié)能是必須的措施和手段。

（三）減少諧波和低功率因數(shù)帶來的損耗

變壓器牽引過程中的低功率因數(shù)會造成電機設(shè)備的工作能效的較少，增加了變輸電及發(fā)電的成本，與此同時還會增加整個電力網(wǎng)絡(luò)的能源損耗。還會出現(xiàn)電力諧波，其對變壓器，電動機，發(fā)電機，都會造成過量的能源消耗?，F(xiàn)今我們主要針對這兩種損耗情況基本采取在牽引變電所的牽引一側(cè)并聯(lián)安裝電容補償裝置。只是這種方法在實際運用當(dāng)中存在著無功效補償不高，投放不到位等一系列問題，諸如此類情況又可采取性能良好的動態(tài)型無功效補償設(shè)備。該裝置的特點是能夠及時高速的調(diào)整無功功率來實行快速的電壓調(diào)配及動態(tài)補償，應(yīng)該說這種裝置是基本可以滿足電氣化鐵道電力系統(tǒng)的無功補償?shù)囊蟆?/p>

三、接觸網(wǎng)節(jié)能技術(shù)

（一）適當(dāng)?shù)目刂乒╇姳鄣拈L度

如果采用了過長的供電臂會對牽引接觸網(wǎng)造成很大的電能源損耗，也會對末端的最低電壓產(chǎn)生影響，所以要控制供電臂的長度使其能滿足機車的運行需求即可。如果在經(jīng)濟情況允許的情況下還可以增加加強導(dǎo)線來降低牽引接觸電網(wǎng)損耗費用補償。當(dāng)?shù)毓?yīng)電單位有條件的話盡量采取雙邊供電的方式供電。

（二）減少接觸網(wǎng)的阻抗和選用適合的接觸線材

在選擇接觸線材時要選用單位阻抗小的接觸線材料。不論在任何線材的導(dǎo)線下都存在阻抗，這是不可抗因素，材料引起的能源損耗是不能歸避的，所以要選用阻抗比較小的線材來降低電氣化鐵道的能源消耗?；陔姎饣F道用電的特點我們要選擇長度長，耐磨耐熱等的性能優(yōu)良的接觸線材料，但是往往在實際情況中這些性能之間又有著差異，所以要全面的了解當(dāng)?shù)罔F路運輸情況考慮多面的原因來決定具體的線材的選擇。

（三）使用低磁化或者無磁化金具

在金具材料中，導(dǎo)磁相對率高，電動感應(yīng)勢能較高所以形成的渦流也大，渦流會在線路電阻中發(fā)熱，把線材中的能源大多部分的轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃繐p耗掉了?；诖朔N情況，我們來使用使用低磁化或者無磁化金具如銅合金或者鋁合金的金具就是一種有效的節(jié)約能源的措施。所以我們提倡要在鐵道電氣化建設(shè)當(dāng)中多多使用低磁化或者無磁化金具。

（四）變頻調(diào)速節(jié)約節(jié)能

還沒有出現(xiàn)變頻調(diào)速之時在電機超負荷負載時，通過變化電動機的通電時長所用的比重來調(diào)節(jié)，這樣會造成電動機不斷的重復(fù)啟動和制動損耗大量能源。現(xiàn)如今有了變頻調(diào)速來調(diào)整電力驅(qū)動的頻率和電壓，平穩(wěn)的調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速，并且隨時依據(jù)負載的狀況變化輸出的功率，這樣就會節(jié)省大量的能源，這項技術(shù)國外早已普遍大部分的應(yīng)用，希望我國也早日應(yīng)用及普及。

四、結(jié)束語

綜上所述，在應(yīng)用電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)的過程中，要從技術(shù)的應(yīng)用方法和技術(shù)的應(yīng)用對策出發(fā)，將電氣化鐵道節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來，進而有效提高電氣化鐵道的科技水平。

參考文獻：

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