牽引電力系統25 kV交流系統優於直流系統的優勢
直流鐵路供電系統
直流鐵路供電系統採用600 V直流到750 V直流電壓用於城市鐵路服務,而幹線服務則採用1500 V直流到3000 V直流電壓。在這個直流系統中,集電系統可以是第三軌式或架空線式。在這個系統中,變電站由變壓器和水銀弧整流器組成。
25 kV交流系統
這種鐵路供電系統使用從架空線收集的25 kV工頻交流電源,並由機車上的變壓器降壓。然後將此降壓電源轉換為直流電源,並用於牽引應用。
25 kV交流系統優於直流系統的優勢
25 kV交流鐵路供電系統優於直流系統的優勢如下:
25 kV交流鐵路供電系統比直流系統便宜得多。
25 kV交流變電站的裝置數量較少。
25 kV交流系統需要的架空接觸線(導線)比直流系統輕。在架空系統中使用高電壓(25 kV)可以減少線路中的電流,從而可以使用更小尺寸的導線。小尺寸的導線重量輕,很容易支撐。因此,25 kV交流系統所需的支撐結構比直流系統輕得多。
在25 kV交流系統中,所汲取的電流較小,因此主要由線路電抗引起的電壓降也較小。因此,變電站可以節省大量成本,即在25 kV交流系統中,可以延長兩個變電站之間的距離。
在25 kV交流系統中,架空裝置的架設和維護更容易。
25 kV交流變電站比直流變電站簡單且便宜。
25 kV交流變電站的容量高於直流變電站。
在25 kV交流系統中,變電站之間的距離較長,因此與直流系統相比,在設定變電站方面可以使用更大的靈活性。因此,將交流變電站的適當位置靠近國家高壓電網可以降低饋送至變電站的輸電線路的資本成本。
交流機車的啟動效率高於直流機車。
25 kV交流系統的粘著係數更高。
交流機車啟動時的千瓦需求低於直流機車。
25 kV交流系統的缺點
儘管25 kV交流系統在鐵路供電方面比直流系統具有諸多優勢,但它也存在以下主要缺點:
25 kV交流系統會對鄰近的通訊線路產生干擾。
25 kV交流系統是單相系統,因此會對供電系統造成不平衡影響。
25 kV交流系統和直流系統的比較
下表比較了單相25 kV交流系統和直流鐵路供電系統的各種特性:
| 比較引數 | 25 kV交流系統 | 直流系統 |
|---|---|---|
| 架空導線尺寸 | 25 kV交流系統需要小尺寸導線。 | 架空導線的尺寸大於交流系統。 |
| 基礎和支撐結構的成本 | 由於導線重量輕,支撐結構成本較低。 | 它需要更高的基礎和支撐結構成本。 |
| 電流 | 線路電流較小。 | 流過線路導線的電流值較大。 |
| 變電站數量 | 它需要的變電站數量較少。 | 直流鐵路供電系統需要更多數量的變電站。 |
| 變電站間距 | 變電站間距較大。 | 兩個變電站之間的間距較小。 |
| 變電站容量 | 25 kV交流變電站具有高容量。 | 直流變電站的容量較小。 |
| 效率 | 25 kV交流系統的效率更好。 | 該系統效率相對較低。 |
| 對通訊線路的干擾 | 它會對通訊線路造成干擾。 | 對通訊線路的干擾非常小。 |
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