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探秘建设中的徐盐铁路——电气化铁路,如何改变百姓出行

信息来源:iooeoo.com  时间:2019-03-11  浏览次数:73

探秘建设中的徐盐铁路——电气化铁路,如何改变百姓出行

说到古代出行,很容易让人想到几个轿夫扛着一顶轿子、数匹白马拉着一辆大车,或者一叶扁舟划过水面的场景。自1909年,中国开通了第一条自主设计并建造的铁路,我国开始从传统的燃煤火车到动车再到高铁的不断升级,不仅由燃煤转为电的供能方式,而且速度上也实现了巨大跨越。目前,高铁已知最高的试验时速为605公里,极大的便利了人们的出行与货物的流通。

电气化为铁路提供电能,作为现代铁路的“翅膀”,承担着保障铁路安全高速运行的重要使命和职责。记者日前探访建设中的徐盐铁路,接触网、电力、变电等各专业都在有条不紊的推进建设当中,在苏北大地上正上演着一幅幅热火朝天的施工景象,正在逐步拉近徐州、宿迁、淮安、盐城等诸多重要城市的距离。

探秘建设中的徐盐铁路——电气化铁路,如何改变百姓出行

电气化工程如何让高铁“跑”起来

电气化铁路,亦称电化铁路,是用电力机车作为牵引动力的铁路。电气化铁路的牵引动力是电力机车,但其实机车本身并不带能源,所需要的能源由电力牵引供电系统提供。

铁路用电和我们平日里的生活用电肯定不同,那么如何将电能转化为列车运行的动能,从而确保徐盐铁路的高速稳定运行的呢?中铁电气化局集团徐盐项目部总工程师王先铎介绍说,简单来说,铁路用电是发电厂发出电流经升压变压器提高电压后,由高压输电线送到铁路沿线的牵引变电所,再由牵引变电所把电变换成铁路实际要求的电流或电压后,转送到邻近的接触网上供电力机车使用。因此,牵引变电所和接触网担任着两个重要的角色。

牵引变电所通常设在铁道附近,其任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏(或220千伏)的三相交流电,变压为27.5千伏的单相交流电,向其邻近区间和所在站场线路的接触网送电,起到了可靠而又不间断地向铁路接触网供电的作用。

接触网架则设在电气化铁路上空,是沿铁路架设的特殊电力线路。是指火车通过车体顶部升起的受电弓所连接的轨道上方的电线。“其结构类似于消防车的云梯,我们可以看到,沿着铁路线的两旁,架设着一排支柱,上面悬挂着金属线,这些金属线就是接触网。”王先铎说,当电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而取得电能,而电能的多少、质量及工作状态都会直接影响到电气化铁路的运输速度和能力。

“牵引供电制式按接触网的电流制分为直流制和交流制2种。” 徐盐项目部工程部部长魏尧说,直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后,再向接触网供直流电,这是发展最早的一种电流制,到了20世纪50年代以后就很少再使用了。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后,再向接触网供交流电。交流制供电电压较高,发展很快。“我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就是采用的单相工频(50赫)25千伏交流制,这一选择非常有利于今后电气化铁路的发展。”

所以说如果把电气化铁路比作人的身体,供电系统则相当于供血系统,变电所就是这个身体的心脏,而接触网则是贯穿身体的血管。魏尧说,中铁电气化局集团承建了徐盐铁路全线共计变电所共6座,接触网853条公里,它们这些一同保障着徐盐铁路快速稳定的运行,将为构建苏北地区融入长三角经济圈快速通道发挥着至关重要的作用。

铁轨上的中国,彻底改变百姓生活

正如美国被称为是车轮上的国家一样,中国实则可以被称为铁轨上的国家。以2018年1-8月份为例,全国铁路旅客发送量为22.5亿人,货运总发送量累计达20.8亿吨,完成投资4612亿元,开通新线960公里,持续跨越式发展。

与传统运输方式相比,电气化铁路具有诸多优势:占地少,运送相等数量的旅客,高速铁路所需的基础设施占地面积仅是公路所需面积的1/4;新能源利用率高,如采用热电冷三联供和污水源热泵技术等,实现了能源的梯级利用,有效节约能源;能耗低,高速铁路以电力牵引为主,不消耗石油、煤等传统燃料,减少了对不可再生能源的依赖,优化了铁路的能耗结构;排放少,据调查显示,人均百公里能耗仅相当于客运飞机的1/12,小轿车的1/8,大型客气的1/3。

1月25日,由国产HXD2B型大功率电力机车牵引64节货车车厢的55001次试验列车驶过杭州城北行宫塘火车站,这是宣杭铁路电气化改造竣工后开行的首趟货物列车,至此宣杭铁路跨入电气化时代。原先的宣杭铁路是内燃线路,就是用柴油内燃机车拉着客车跑,排放废气不说,噪音也大。电化工程实施后,将消除线路运营大气污染物的排放,对改善沿线环境空气质量也具有非常重要的意义。“今后使用的电力机车比柴油机车噪音要小很多,启动速度快,而且牵引力更大,同样一节火车头,目前的和谐型电力机车功率达到7200千瓦甚至9600千瓦,是内燃机车的两三倍。”中铁电气化局集团徐盐项目部工程部长魏尧说。

电气化铁路虽然一次投资较大,但是电气化后完成的运量大,运输收入多,运输成本低,所需投资能在短期内得到偿还清。魏尧说,运输成本的降低,主要是电力机车动车直接利用外部电源、构造简单、摩擦件少、购置费低、使用寿命长,因而包括能源费、维修费、折旧费的机务成本低。机车车辆周转快,设备利用率高,客运电力机车动轴少、轴重轻,由提速而增加的工务成本也较少。

如今电气化铁路,正在无形中影响着人们的生活。用汽车几千里的路尚且需要一两天,而高铁的出现彻底打破了这一局面,让遥远的路途在几个小时内就可以达到,如今,‘还家应信宿,看子速如飞’已经成为现实。“徐盐铁路建成后不仅将大大缩短苏北地区到南京、上海等地的用时,进一步优化了我们江苏省交通网络的同时,也让我们的出行有了更多选择。”看着江苏铁路日新月异的变化,魏尧欣喜地感慨道。

电气化技术标准,开始输出国门

高速电气化铁路行车速度在200km/h至350 km/h的电气化铁路。目前,国际上一般将铁路行车速度在100km/h及以下者称为常速,在200 km/h以下称为快速或准高速,在200 km/h以上者称为高速。

电气化铁路为什么能跑这么快?徐盐项目部党工委书记石建伟说,铁路机车是个庞大的家族,从开始有火车到现在的发展来说。以前老式火车的汽缸大约有16个,每个都跟水筒差不多,一起运动的话就能产生大量的能量,带动火车运动;传统的列车是由火车头带动的,位于列车最前方的一台或者两台机车,牵引后面的几辆到二十辆不等的车厢前进;目前,国内的高铁和动车组都是采用的动力分散式电动车组,国内的高铁和动车组都是采用的动力分散式电动车组。也就是没有专门的火车头来进行牵引,而是在大部分的车厢下面自带电机,因此,在电能的强大作用下,火车的所有车厢共同发力,有效确保了目前的300公里甚至更多的时速。

石建伟举了个例子,16节长编组列车,全列装有56台牵引电机,牵引功率达到2万千瓦以上。在如此强大的动力之下,列车加速到300公里/小时只需4分钟,加速距离为12公里。加速到350公里/小时只需6分钟,加速距离为22公里。

电气化铁路建设,在某种程度上也代表了一个国家的科技实力。“世界上第一条电气化铁路是1879年在德国柏林建成的。我国在1961年建成了第一条电气化铁路,也就是宝成铁路的宝鸡—凤州段。” 徐盐项目部经理李拓说,电气化铁路自问世以后发展非常迅速,法国、日本、德国等都已形成以电气化铁路为主的铁路运输业,大部分货运量都是由电气铁路完成的。2009年,中国电气化铁路运营里程突破3万公里,居世界第二位,距第二个万公里用时不到4年;3年后的2012年底,我国电气化铁路总里程已突破4.8万公里,超越了原电气化铁路世界第一的俄罗斯,跃升为世界第一位。”

2016年,连接埃塞俄比亚和吉布提两国首都的非洲第一条现代电气化铁路亚的斯亚贝巴-吉布提铁路正式通车。“亚吉铁路全长751.7公里,设计时速120公里,共设置45个车站,总投资约40亿美元,从投融资、技术标准到运营管理维护,全部采用中国标准,这条铁路通车,标志着中国铁路首次实现全产业链‘走出去’。”李拓说,建成以后,吉布提至亚的斯亚贝巴的运输时间从公路运输的7天降至10个小时,成为非洲人民的“致富路”。

到去年底,中国高铁营业里程达到2.9万公里以上,以“四纵四横”为骨架的高速铁路网络基本成型,超过世界高铁总里程的三分之二,是世界上高铁里程最长、运输密度最高、成网运营场景最复杂的国家,中国速度也正在让世界“刮目相看”。

交汇点记者 王拓

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