電氣化鐵路牽引供電系統是指供給電力機車牽引用電的供電系統,是電氣化鐵路穩定高效運行的關鍵支撐技術。該系統主要由牽引變電所和接觸網組成。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年全球與中國電氣化鐵路牽引供電系統市場分析及趨勢預測報告》分析
牽引變電所的主要功能是將發電廠經高壓輸電線送來的三相交流電(如110kV或220kV)變換成適合電力機車的電流與電壓。這些電流和電壓隨后被送至接觸網,再由接觸網向機車供電。按向機車供電的電流制式,牽引供電系統可以分為直流與交流兩種。直流制接觸網電壓較低,一般為1500V或3000V,沿線每隔一定距離(如10~30km)需設置一個牽引變電所。而交流制則分為工頻單相交流制及低頻單相交流制,中國采用50Hz 25kV工頻單相交流制,隨著交流網壓提高及接觸網構造簡化,牽引變電所設置的間距已擴大至30~70km。
電力機車則通過其頂部升起的受電弓與接觸網接觸,獲取電能。受電弓由司機控制升降,當受電弓升起時,它緊貼接觸網線摩擦滑行,將電能引入機車。電能隨后經過機車主斷路器、主變壓器等部件,供給牽引電動機,牽引電動機通過傳動機構使電力機車運行。
電氣化鐵路的牽引供電技術還包括架空線路供電技術、第三軌供電技術、動態無級變電技術、智能牽引能力控制技術等。這些技術的應用不僅提高了系統的運行效率和安全性,還降低了電能消耗和運營成本。
電氣化鐵路牽引供電系統相比傳統的燃油動力系統,具有節能環保、經濟效益高、運行穩定、適應性強等特點。它使用電能作為動力源,不需要燃燒化石燃料,因此具有零排放的優點。此外,盡管鐵路電氣化的初期投資較大,但由于其使用壽命長、維護成本低等因素,最終可以帶來很大的經濟效益。同時,牽引供電系統采用了先進的控制技術和安全保護裝置,可以確保列車在各種復雜條件下的穩定運行。此外,它還可以根據不同地形、氣候等環境條件進行靈活的設計和調整,具有很強的適應性。
中國是全球電氣化鐵路發展最迅速的國家之一。中國電氣化鐵路牽引供電系統變壓器行業的市場規模也在不斷擴大。據數據顯示,從2019年到2023年,中國電氣化鐵路牽引供電系統變壓器行業的市場規模逐年攀升,從29.98億元增至41.18億元。此外,中國電氣化鐵路牽引供電系統變壓器行業的市場規模預計在未來還將繼續增長,主要得益于中國鐵路投資依然保持高水平,以及新能源汽車技術的發展等因素的推動。
同時,我國電氣化鐵路牽引供電系統變壓器設備的需求主要來源于高速鐵路、普通鐵路及城市軌道。其中,高速鐵路的電氣化鐵路牽引供電系統變壓器設備需求占比達到52.19%,顯示出高速鐵路在推動電氣化鐵路牽引供電系統發展中的重要作用。
電氣化鐵路牽引供電系統行業的發展趨勢
電氣化鐵路牽引供電系統行業將持續受到技術創新的推動。例如,高效的牽引變流器技術、智能化的供電網監控技術、以及高效的能量回饋技術等新技術的應用,將進一步提高系統的效率和可靠性,降低能耗和成本。這些技術創新不僅能夠提升電氣化鐵路牽引供電系統的性能,還能推動整個行業的產業升級。
綠色化和低碳化已經成為電氣化鐵路牽引供電系統行業發展的重要趨勢。行業將致力于研發更加環保、節能的供電系統,采用可再生能源和清潔能源作為動力源,減少碳排放和環境污染。
智能化和自動化。隨著人工智能、物聯網等技術的不斷發展,電氣化鐵路牽引供電系統行業將實現更高程度的智能化和自動化。通過引入先進的監控、控制和調度系統,實現對牽引供電系統的實時監控、故障預警和自動修復,提高系統的安全性和可靠性。同時,智能化和自動化的應用還將提高運營效率,降低人力成本。
標準化和模塊化。為了提高電氣化鐵路牽引供電系統的兼容性和互換性,行業將加強標準化和模塊化的建設。通過制定和完善相關的技術標準、產品標準和測試標準,確保不同廠家生產的設備能夠無縫對接和協同工作。同時,模塊化設計將使得系統更加靈活、易于擴展和維護。
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