高速铁路概论课程作业

《高速铁路概论》课程作业中国高铁动力系统的发展班级 XX班 姓 名 学 号 任课教师完成日期

高速铁路技术经济特征 当我们旅游外出时，当我们寻亲访友时，当我们有事出差时，我们从心底感谢现在高铁的便利。在我们体验高铁给我们无穷的快感的背后，我们的高铁经历了很多年的风风雨雨，在不断的自主创新和艰苦奋斗之后终于有了现在的“高铁”。 高速铁路技术是当代世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、运行控制、运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业水平；同时，高速铁路在经济发达、人口密集的地区具有突出的经济效益和社会效益。 与公路、航空相比高速铁路主要技术经济优势表现在：1旅行时间短;2列车密度高;3高速列车乘坐舒适性好;4土地占用面积小;5能耗低;6环境污染小;7外部运输成本低;8列车运行准点;9安全可靠;10受气候影响不大,全天候运行;11社会经济效益好,等这几个优点. 2我国高铁动力系统 1.电力牵引供电系统概述1.1电力牵引供电系统概述电力牵引是一种新型有轨运输牵引动力形式。在干线铁路，城市铁路交通运输和工矿运输中有着广泛的作用。电力牵引是利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通车辆等有轨运输工具运行的一种运输形式。电力牵引按其牵引供电电流制式不同，分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。1.2电力牵引特点：(1)电力牵引机车本身不带燃料可使用二次能源,为非自给式牵引动力，并由大容量电力系统供电，连接全国电网，能源有保证。(2)机车或动车组总功率大，具有启动和加速快、过载能力强，运输能力大等特点，能满足各种现代交通输队快速、大运输能力的需要。(3)不造成空气和环境（噪声）污染，改善劳动条件。(4)电力牵引的总效率高，节约能源。我过的铁路机车牵引经历了蒸汽机车、内燃机和电力机车的发展阶段。(5)安全性高。随着信息技术、微电子技术的广泛应用，电力机车可实现实时检测故障、自动驾驶、遥测及遥控，电力牵引系统易于实现全面自动化和信息化，从而大力提高劳动生产效率和经济效益。(6)有利于铁路沿线实现电气化，促进工农业发展。1.3牵引供电变电系统的组成电力牵引供电电力牵引供变电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或者换流（将工频交流变换为低频交流货直电流电压）后，向电力机车负荷提供所需电流式（交流或直流）的电能，并完成牵引电能传输配电等全部功能的完整系统。工频交流单相电力牵引供电系统主要有牵引变电所和牵引网组成，牵引网实行单相供电，由馈电线、接触网、轨道电路及回流线等组成。为了使电能有效、可靠地供给电力机车、开闭所等。我国规定牵引网额定电25kv，额定平率为50Hz。引供电构成的回路是：牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨和大地——回流线——牵引变电所。2.接触网供电概述2.1接触网供电概述接触网是在电器化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网主要包含以下几项内容：1.基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；2.基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；3.接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；4.其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。2.2接触网的电压等级接触网的电压等级：工频但相交流制度:25KV2.3接触网方式1.单边供电：每个供电分区只从一段牵引变电所获得电能。优点：相邻供电臂电气上独立，运行灵活，接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小，牵引变电所馈线保护装置较简单。应用范围：是我国主要的接触供电方式。-4-2.双边供电：每个供电区同时从两个牵引变电所获得电能。优缺点：可提高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区亭的保护及开关设备都较复杂。应用范围：我过很少地方采用。3.越区供电：当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所单位的供电臂，经分区亭开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电措施。应用范围：越区供电曾大了该变电所主变压器的负荷，对电器设备安全和供电质量影响较大，因此，只能在较短的时间内实行越区供电，是避免中断运输的临时性措施。4.并联供电：复线区段同一侧供电臂上、下行线通过开关设备（或者电连接线）实行并联供电。优缺点：并联供电可提高供电臂末端电压，但是接触网发生事故时，影响范围大，运行不够灵活。应用范围：我国在哈大线，太焦等线路使用了并联供电，繁忙干线应优先采用上下行分开的供电方式。2.4接触网的特点及要求接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给店里机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态讲直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：（2）在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车的正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。（2）接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。（3）要求接触网对地绝缘好，安全可靠。（4）设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故的情况下，便于抢修和迅速恢复送电。（5）尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。3.接触网支柱及基础3.1接触网支柱分类支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。1.中间支柱：中间支柱在区间和站场都广泛的应用，布置于两相邻的锚段关节之间，支撑一支工作支接触悬挂。它承受一支工作支接触悬挂及其支持装置的重力、接触悬挂的风负荷和导线因改变方向而产生的水平分力。2.锚柱：在接触网锚段关节处或其他接触悬挂下锚地方采用锚柱。它能承受两个方向的负荷，在垂直线路方向起中间支柱的作用，在顺线路方向，承受接触悬挂下锚的全部拉力。3.转换支柱：转换支柱用于接触网锚段关节的两锚柱之间，它同时支撑两支接触悬挂，其中一支为工作支，另一支为下锚支（也称非工作支），电力机车受电弓在此两柱之间进行锚段转换。根据锚段关节是否起电分段的作用，转换柱分为绝缘转换柱和非绝缘转换柱。4.中心支柱：位于四跨绝缘锚段关节内两转换柱之间，它同时支撑两个工作支接触悬挂，并使两工作支接触线在此柱定位处等高，且使两支接触悬挂间保持规定的绝缘距离。5.定位支柱：指当接触线和承力索由于某种原因对线路中心偏移过大时，为了保证电力机车受电弓正常接触取流而专门设立的支柱。它不承受接触悬挂的垂直负荷，仅承受水平力其定位作用。一般设在车站靠近软横跨处及场曲线处。道岔支柱6.道岔支柱：位于道岔处，为保证接触悬挂在道岔区域内能满足受电弓工作要求而设。它同时承受两支接触悬挂及两支接触悬挂的风负荷和水平力。一般以中间柱代用。软横跨支柱、硬横跨柱.3.2接触网定位装置定位装置包括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位器、弯管定位器。提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器，改善了受电弓的取流特性。承力索3.3接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。钢承力索需采取防腐措施。3.4吊弦在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。在链形悬挂中安设吊弦，使每个跨距中在不增加支柱的情况下，增加了对接触线的悬挂点，这样使接触线的弛度和弹性均得到改善，提高了接触线工作质量。另外，通过调节吊弦的长度来调整，保证接触线对轨面的高度，使其符合技术要求。吊弦有普通吊弦和整体吊弦，普通环节吊弦以直径4mm（一般称为8号铁线）的镀锌铁线制成。整体吊弦种类也比较多，老的整体吊弦采用不锈钢直吊弦，一般由两段构成，中间增加调节螺扣，方便长度调节，现在普遍采用软铜铰线载流整体吊弦，有可调节和一次压死两种形式，吊弦两端均有载流环。高速普遍采用压死不可调整体吊弦，这样可增加系统的稳定性。3.5导接触网导线也称为电车线，是接触网中重要的组成部分之一。电力机车运行中其受电弓滑板直接与接触摩擦，并从接触线上获得电能。性能、接触线截面积的选择应满足牵引供电计算的要求。接触线一般制成两侧带沟槽的柱状，其沟槽为便于安装线夹并按技术要求悬吊固定接触线位置而又不影响受电弓滑板的滑行取流。接触线下面与受电弓滑板接触的部分呈圆弧状，称为接触线的工作面。中国采用的铜接触线多为TCG-110和TCG-85两种型号，其字母T表示铜材，C表示电车线，G表示带沟槽形式，后面的数字表示该型铜接触线的截面积。近年来中国也引进使用日本的铜接触线。中国研制和使用了钢铝接触线。钢铝接触线以铝和钢两种金属压接制成。以铝面作为导电部分，与受电弓滑板接触磨擦的是钢面，既保证导电性能又提高了工作面的耐磨性，中国采用的钢铝接触线有GLCA100/215和GLCB80/173两种型号。字母GLC表示钢铝电车线，A、B表示线型，后面分式中，分母表示该型钢铝接触线的截面积，分子表示该型钢铝接触线的载流量当量于铜接触线的截面积。现在中国主要采用铜银接触线，代表型号有CTHA-85,CTHA-110，CTHA-120等，新建高速也开始采用铜镁合金接触线。4牵引供电系统可能对临近线路的影响：1.静电感应电压影响：处于电厂内的架空通讯线路将产生静电感应电位。2.电磁感应影响：观音坝实验：接触网与架空网与架空线相聚100m,平行长度18.3m,接触网短路电流1K=1140A，实测纵电动势787-824V。3.杂音干扰：谐波成分在通信中产生感应电压，形成通信中的杂音。4.1牵引供电系统的供电方式1.直接供电方式：牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。优缺点：馈电回路结构接单，造价低，但对通信线路干扰较大。2.B供电方式：当牵引电流流经吸流变压器原边时，将强迫流经轨道的大部分电流通过吸上线流到回流线中返回牵引变电所，由于回流线电流抵消了绝大部分因接触网电流产生的电磁感应影响，因而对通信线的影响大为减轻3.AT供电方式：牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。优缺点：馈电回路结构简单，造价低，但对通信线路干扰较大4.直供加回流线：在线路的天也侧，架设回流线，和钢轨并联。优缺点：经济性好，可靠性高、故障率低，维修工作量小。馈电回路简单，回路阻抗较小，一次投资及运营费较低9-5牵引供电系统主要电气设备5.1电气设备的概述：（1）一次设备分：开关电器、变换电气、保护电器、补偿电气、成套装置和组合电气。5.2牵引变压器电力变压器是变电所中最重要的一次设备，其主要功能是变换电压和传输电能，将一次侧的电能通过电磁能量转换的方式传输到第二侧，同时根据应用的需要将电压升高或降低，完成电能的输送和分配。5.3变压器分类（1）按相数分：单相变压器和三相变压器。（2）按用途分：普通用途分升压变压器和降压变压器：其他用途分电炉变压器、电焊变压器、整流变压器、掉压变压器和实验变压器等。（3）按铁芯结构分：心式变压器和壳式变压器。（4）按绕组数目分：自耦变压器、双绕租变压器、三绕组变压器和多绕变压器。（5）按绕组材质分：铝绕组变压器和铜绕组变压器。（6）按冷却介质和冷却方式分：油浸式变压器和干式变压器。

3我国高铁发展前景 我国高速铁路规划和实施情况我国铁路系统瞄准世界铁路先进水平，运用后发优势，博采众家之长，坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，用短短几年时间，推动我国高速铁路技术走在世界最前列。2010年底，我国铁路营业里程达到9.1万公里，居世界第二位；投入运营的高速铁路营业里程达到8,358公里，居世界第一位。2011年高铁预计将建成通车

4,715公里，合计13,000公里以上。新线合计7,901公里，共计98,901公里。现在我国已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家，引领着世界高铁发展的新潮流。高速铁路是优先发展的战略性新兴产业2010年12月7日，国务院副总理张德江在第七届世界高速铁路大会上表示，政府已将高速铁路作为优先发展的战略性新兴产业，今后将在财政投入、建设用地、技术创新、经营环境等方面加大支持力度。《中长期路网规划》提出，到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客铁货分线，建设客运专线1.2万公里以上。2008年，对《规划》进行了调整，确定到2020年，全国铁路营业里