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封面报道 COVER REPORT 铁路电网连接 文/Gerhard Linhofer Philippe Maibach Niklaus Umbricht 电气铁路需要大量电力，实际 型变流器。这样的技术具有众多优 历史回顾与现状 上许多铁路部门都运营着自有的高 点，包括反应时间较快和能够提供 现今，电气铁路干线主要存在 压电网，甚至还自备发电厂，然 较强的无功功率控制的能力。 以下三种不同的电力系统。 而，很少有铁路部门完全自己掌握 将基于电力电子技术的变流器 在一些国家和地区，铁路电气 电网，因为电力必须连接全国电网 应用于连接非同步电网或者不同频 化建设相对较晚(指可以控制牵引 进行交换。这一点初看上去似乎不 率运行的电网进行，这样做已经有 电动机转速的电力电子装置出现 那么简单。由于历史原因，许多铁 许多年了。这些变流器大多以线路 之后) ，其电力架空接触线，一般 路电气化系统的频率与其国内电 整流晶闸管为基础。最近为此目的 都由公共电网供给电力，频率为 网的频率不尽相同，甚至常常不 而使用的变流器具有可关断功能， 50 Hz(或60 Hz) ，大多数线路电压都 同步。 其形式为带有DC链线的电压源变流 为25 kV 。 过去惯常使用旋转机械转变电 器。单相的铁路电网供电本身就是 在电力电子装置采用之前，使 源频率，并在需要时使用辅助设备 一项特殊的挑战。只有在电压源变 用的都是其他供电系统。在一些很 在一定限度内补偿频率差值。现在 流器出现以后，电力电子系统才能 早实现铁路电气化的国家，选用 的解决方法与之不同，新设施都使 在这一领域建立起自身的地位，替 了直流电(D C) (典型的线路电压为 用完全以电力电子技术为基础的大 代过去广泛使用的旋转式变流器。 1.5 k V和3 k V) 。这种系统的优势在 于可以轻易调节DC 电动机的转速。 另一些国家选用了交流电并使 15 ～20 MW等级的变流器 用整流式电动机。尽管很容易控 站，用于50 Hz 国家电网 制这些电动机的转速，但50 H z或 与单向17 Hz铁路电网之 60 H z 的频率对于转换器而言太高 间的电力交换。左边的是 了，采用较低的供电频率较合适。 50 Hz变压器，其配备的 采用低频单相交流电力的铁路 三相A C滤波器安装在龙 有：美国东海岸25 Hz ，挪威和瑞典 门框架上，中间是换流器 16.7 (16 2 )H z ，德国、奥地利和瑞 3 机箱，右侧边的是单相低 士16.7(16 2 )Hz 。 频变压器 3