牵引电力系统25 kV交流系统优于直流系统的优势
直流铁路供电系统
直流铁路供电系统采用600 V直流到750 V直流电压用于城市铁路服务,而干线服务则采用1500 V直流到3000 V直流电压。在这个直流系统中,集电系统可以是第三轨式或架空线式。在这个系统中,变电站由变压器和水银弧整流器组成。
25 kV交流系统
这种铁路供电系统使用从架空线收集的25 kV工频交流电源,并由机车上的变压器降压。然后将此降压电源转换为直流电源,并用于牵引应用。
25 kV交流系统优于直流系统的优势
25 kV交流铁路供电系统优于直流系统的优势如下:
25 kV交流铁路供电系统比直流系统便宜得多。
25 kV交流变电站的设备数量较少。
25 kV交流系统需要的架空接触线(导线)比直流系统轻。在架空系统中使用高电压(25 kV)可以减少线路中的电流,从而可以使用更小尺寸的导线。小尺寸的导线重量轻,很容易支撑。因此,25 kV交流系统所需的支撑结构比直流系统轻得多。
在25 kV交流系统中,所汲取的电流较小,因此主要由线路电抗引起的电压降也较小。因此,变电站可以节省大量成本,即在25 kV交流系统中,可以延长两个变电站之间的距离。
在25 kV交流系统中,架空设备的架设和维护更容易。
25 kV交流变电站比直流变电站简单且便宜。
25 kV交流变电站的容量高于直流变电站。
在25 kV交流系统中,变电站之间的距离较长,因此与直流系统相比,在设置变电站方面可以使用更大的灵活性。因此,将交流变电站的适当位置靠近国家高压电网可以降低馈送至变电站的输电线路的资本成本。
交流机车的启动效率高于直流机车。
25 kV交流系统的粘着系数更高。
交流机车启动时的千瓦需求低于直流机车。
25 kV交流系统的缺点
尽管25 kV交流系统在铁路供电方面比直流系统具有诸多优势,但它也存在以下主要缺点:
25 kV交流系统会对邻近的通信线路产生干扰。
25 kV交流系统是单相系统,因此会对供电系统造成不平衡影响。
25 kV交流系统和直流系统的比较
下表比较了单相25 kV交流系统和直流铁路供电系统的各种特性:
比较参数 | 25 kV交流系统 | 直流系统 |
---|---|---|
架空导线尺寸 | 25 kV交流系统需要小尺寸导线。 | 架空导线的尺寸大于交流系统。 |
基础和支撑结构的成本 | 由于导线重量轻,支撑结构成本较低。 | 它需要更高的基础和支撑结构成本。 |
电流 | 线路电流较小。 | 流过线路导线的电流值较大。 |
变电站数量 | 它需要的变电站数量较少。 | 直流铁路供电系统需要更多数量的变电站。 |
变电站间距 | 变电站间距较大。 | 两个变电站之间的间距较小。 |
变电站容量 | 25 kV交流变电站具有高容量。 | 直流变电站的容量较小。 |
效率 | 25 kV交流系统的效率更好。 | 该系统效率相对较低。 |
对通信线路的干扰 | 它会对通信线路造成干扰。 | 对通信线路的干扰非常小。 |