地铁消耗什么?

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地铁耗电,主要指的是地铁车辆(即列车)的牵引系统用电。 地铁线路中,电力系统包括供电系统和控制系统。其中,供电系统又包括接触网与变电所;控制装置有控制中心、监控系统和车载设备等构成。

目前地铁使用的动力形式包括直流1500V和36DC;交流25kV两种形式,但无论哪种形式,车辆是地铁电能消耗的大户。 以直流1500V为例,每个牵引模块约需要4个充电回路,每个回路功率约为1800W。考虑每列车四个牵引模块,六节车厢共需要7200个充电回路。一个充电回路对应一台变压器,按照变压器的效率90%估算,则变压器损耗为65.2 kW。另外,为了降低损耗,地铁采用多电机驱动方式,因此每辆地铁车辆大约只需要3-4台发电机,如此算来,一辆地铁车辆每天运行200km计算,那么一天下来车辆能耗大概为20kWh。

当然,由于车底空间有限,有些新造的车辆会将辅助电源模块集成在一起,这样会减少设备数量,降低车辆损耗。 随着地铁线网的不断延伸,地下铁道工程在土建方面的投资比例也在不断下降,而机电设备的投资比例在不断上升。例如,一条地铁线一般设10个左右的主变电站,一个主变电站一般会配备两个左右的泵房(通风机房与给水排污水机房合并建设),以及配套的通风机、冷冻机和电梯等设备,这些设备的运转都会产生大量的能耗。

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地铁消耗电流,电流通过电动机转化为电动机的旋转功,再通过传动装置把旋转功转化为作用于车轮的扭矩,车轮通过与钢轨之间的相互作用力,使得列车沿着轨道运行。

理论上讲,只有车辆牵引(非制动)状态才消耗电能。但是实际上,车辆在任何状态下都有一定的电负载(照明、通风、牵引电子设备待机功率消耗、牵引电机空载功率消耗、各种电气设备接触损耗等),所以车辆在运行过程中的电能消耗总是要大于理论消耗。

供电系统考虑冗余,在设计时为线路配备的最高电压总是要高于实际需要的。所以,对于一个正在运行的地铁线路而言,它的实际电能消耗是与供电电压、线路配置、线路实际负载率、车辆性能、牵引控制策略、行车组织方案等因素有关。工程中一般按照各种设备的产品说明或类似线路的实际运营数据,以行车组织方案为基础进行计算。

地铁的单位客运周转量(每运送一万人千米)电耗在30-50度之间,比公共汽车节约70%左右的能源。

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