==基本概念==

===简介===

电气化铁路（electric railway）

===组成===

牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。

直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。

和传统的[[蒸汽机车]]或[[柴油机车]]牵引列车运行的铁路不同，电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得[[电能]]，通过电力机车牵引列车运行的[[铁路]]。它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路[[通信]]、[[信号]]等设备。

===分类===

可以用以下方法来对电气化铁路进行分类：

==供电方式==

[[File:高架电缆.png|有框|右|<big>高架电缆</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20191218/373c71537bf04a3ebb3e846b97e00f8d.png 原图链接][https://www.sohu.com/a/361282562_120376146 来自 搜狐网 的图片]]]

===轨道供电===

采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的[[供电轨道]]，用来连接电网和机车，为[[机车]]提供电力供应，亦被称为第三轨供电，这条轨道被称为第三轨<ref>[http://www.sohu.com/a/215812235_355718 地铁科普 | 不可触碰的“第三轨”] ，搜狐</ref>。

===高架电缆===

高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上，分为柔性和刚性两类，电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网，从其中取电。

===直流===

早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上，通过并联或串联在电动机上的[[电阻]]和继电器来进行控制。

===低频交流电===

[[File:低频交流电.jpg|有框|右|<big>低频交流电</big>[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1575882622121&di=64cac51ddbed33d71bc30b5e29332cd5&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fwww.xreed.com.cn%2Fuploads%2Fallimg%2F140508%2F60_140508233610_1.jpg 原图链接][http://www.xreed.com.cn/a/xinwenzhongxin/xinwentongxun/20140508/3271.html 来自西安电器化网 的图片]]]

===工频交流电===

[[匈牙利]]曾经在二十世纪三十年代在电气化铁路上使用50赫兹的交流电。然而直到五十年代以后才被广泛使用。

===多种系统供电===

因为有这么多的供电方式，有时候甚至一个国家内采用不同的方式（如日本关东以南是60Hz，但东北及北陆以北是50Hz），所以列车经常必须从一种供电方式转向为另一种供电方式。其中一种方法是在换乘站更换机车，当然，这样很不方便。另一种方法是使用支持多种供电系统的机车。

==历史==

===直流供电时期===

[[File:直流供电时期.jpg|有框|右|<big>直流供电时期</big>[https://www.xianjichina.com/data/editer/20160726/image/79458ff9d38d0b8af56f169fba0c3a6a.jpg 原图链接][https://www.xianjichina.com/news/details_10738.html 来自贤集网 的图片]]]

===交流供电时期===

1903年，[[匈牙利]]出现了由架空的三根导线供电的三相交流电力机车，但很快就停止了，主要是维修太困难了。

==优点==

电气化铁路是一种现代化的铁路运输工具，和使用的内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比，具有技术经济上的优越性。

===能大幅度提高运输能力===

由于电力机车以外部电能作[[动力]]，它不需要自带动力装置，可降低机车自重，这样，在每根轴的荷重相同的条件下，其轴功率较大，目前国内的电力机车最大为900千瓦，[[内燃机车]]为500千瓦，在相同的牵引重量时，其速度较高。而在相同速度下，其牵引力较大。客运用的SS8型电力机车持续速度为100公里/时，而DFll型内燃机车只有65.5公里/时。从[[货运机车]]的功率来比较，SS4型电力机车为6400千瓦，DFl0型内燃机车为3245千瓦，而前进型蒸汽机车仅为2200千瓦。由上述数字可以看出，因为电力机车的功率大，所以它的牵引力大和持续速度较高，从而大大提高了运输能力。

===节约能源，降低运输成本===

[[File:节约能源，降低运输成本.jpg|有框|右|<big>节约能源，降低运输成本</big>[https://himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2015/0529/20150529013232659.jpg 原图链接][https://tech.huanqiu.com/article/9CaKrnJLtMn 来自环球网 的图片]]]

===有利于保护环境，并能增加安全可靠程度===

电力机车无废气、烟尘，对空气无污染，另外噪音较小，特别在通过长大隧道时，其优点更为显著，这不仅改善了司机的工作条件和[[旅客]]的舒适度，而且对铁路沿线城市、郊区的污染也减到最小程度。电力机车装有大功率的电气制动装置，可用于长大下坡的速度调整，从而可以大大提高[[列车运行]]的安全度。

==动力==

电气化铁路使用电力机车作为牵引动力，机车上不安装原动机，所需电能由电气化铁路电力牵引供电系统提供。中国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频（50赫）25千伏交流制，这一选择有利于今后电气化铁路的发展。

==模拟平台==

电气化铁路动态物理模拟（physics simulation of transient system of electric railway）反映供电系统和电力牵引全过程及相互关系的动态物理模拟系统，用以获取和优化电气化铁路运行的各主要技术参数。区分为直流和交流电气化铁路动态物理模拟两种类型。

===计算台各环节简介===

利用相似标准，按与实际相符的一定比例模拟变电所[[电压]]、内阻，接触网和钢轨的电阻、[[电流]]，机车的F1，I1，研制了包括5个变电所，125km长的接触网、钢轨和线路及电力机车组成的模拟台，其原理结构图见图2。①供电系统：牵引变电所由交流供电经桥式整流及内阻后向4条馈线供电；接触网和钢轨用10个步进选择器组成，其中每层有25条支路，共计250条，每条代表0.5km，其第一层每条支路的电阻模拟10mm2～738mm2的等值铜导线截面，第二层模拟P45和P60型钢轨。②线路纵断面：利用一系列的串、并联电阻形成—电位器，其上不同的正、[[负电压]]相似地模拟不同的上、下坡道阻力，使每个0.5km具有不同的坡道。③电力机车牵引列车：机车的主回路由图2中机车电阻和电流来模拟，取电压UkM，形成电流为（M代表模拟值）。

==中国发展==

从1958年第一条电气化铁路开始修建，到2012年12月1日哈大高铁正式开通，中国电气化铁路总里程在54年突破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]]。

===首次建成===

1961年8月15日建成我国第一条电气化铁路——宝成铁路宝（鸡）凤（州）段。这条电气化铁路的供电制式最初是按3000直流制设计的。后来了解到[[法国]]、前[[苏联]]、[[日本]]已成功采用了新的电流制——工频单牙交流制，经过专家教授们反复论证对比，于1975年4月决定改用25KV工频单相交流制，这种供电制式的确定，避免了我国电气化铁路发展中的弯路,为我国电气化铁路的发展打下了良好的技术基础。

===建设===

20世纪60年代中期，为了加速大西南的建设，沟通西南地区与全国的物资交流，宝成铁路凤州至成都段的电气化铁路上马。

==世界铁路电气化概况==

世界上68个国家和地区拥有电气化铁路。2012年12月1日哈大高铁正式开通，中国大陆电气化铁路总里程突破4.8万公里，超越了[[俄罗斯]]，跃升为世界第一位。俄罗斯43300公里、[[德国]]21013公里、[[印度]]18810公里、[[日本]]16965公里、[[法国]]15217公里。

==台湾==

===电气化路线===

台北捷运各路线

===意义===

电力机车动车本身不带原动机和燃料，比功率（单位重量功率）大，与内燃机车和内燃动车相比，在相同或相近的持续牵引力（以单轴计）下持续速度高一倍以上，牵引相同重量的列车可以实现更高的额定最高速度（或称最高运营速度），而且恒功速度范围宽，电制动功率也大，所以起、制动和加、减速性能也均较优越。

==视频==

==参考文献==

[[Category:440 工程學總論]]