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铁道工程毕业论文范文大全高中生物

发布时间:2024-07-08 15:29:29

铁道工程毕业论文范文大全高中生物

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗  众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1 铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。1 钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。2 钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2 机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。1 车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。2 车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。3 制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3 降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。1 采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。2 采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。3 采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】  资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。4 安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4 结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

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铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗  众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1 铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。1 钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。2 钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2 机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。1 车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。2 车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。3 制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3 降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。1 采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。2 采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。3 采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】  资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。4 安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4 结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

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一、宏观视角的总体史式审视 将近代中国铁路作为一个整体,从某一个侧面来加以研究、审视,这种总体式的史学研究成果不少,其中有论述铁路的作用、影响的,有关于铁路发展方面的,有涉及外债问题的,此乃学界着意的大要所在。铁路的影响:学界在谈及此问题时,强调了三个方面,即城市化、农业、民俗。探讨铁路的城市化作用的文章有两篇:李占才所著《铁路与近代中国城镇变迁》(《铁道师院学报》1996年第5期)、姜益和徐精鹏合著《铁路对近代中国城市化的作用探析》(《上海铁道大学学报》2000年第7期),两文指出,铁路促进了客货运输,人口流动,市场扩大,经济发展及城市的变迁:一些新兴城镇崛起,一些古城镇的功能发生变化,一些不通铁路的古城镇衰落。关于铁路对农业发展的影响,李占才著有两文:《铁路对近代中国农业经济的影响》(《同济大学学报》1997年第1期)、《铁路与近代中国农业生产的商品化、区域化趋向》(《铁道师院学报》1997年第5期)。两文阐述的主体意思是:铁路运输促进了商品流通的扩大,从而也就促进了农业生产商品化、区域化倾向的发展,加速了农村自然经济的解体。从民俗角度看铁路的影响,这是较为新颖的探索。这方面李占才之文《铁路与近代中国民俗的嬗变》(《铁道师院学报》1994年第3期)及《铁路与中国近代的民俗嬗变》(《史学月刊》1996年第1期)认为:铁路引发了民俗心理的更新,导致衣、食、住、行等生活习俗的变迁,促使相见礼、婚礼、丧礼等礼仪风尚演变,推动了国人娱乐、纪年、剪辫放足等习俗的进化,尽管民俗嬗变中也产生了一些消极现象,但总体而论,是朝着进步、健康的方向发展。 另外,王旭章还著文《走向市场的中国铁路向历史借鉴什么》(《铁道师院学报》1995年第2期),指出铁路当之无愧是市场经济的主动脉,其表现为:建立现代企业制度,推动沿线资源的规模经营,加快了我国农村剩余劳动力向城镇产业的转移,促使统一的全国市场逐步形成和国内外市场的接轨,经济区域化趋势发展。朱从兵著文《铁路与社会经济发展的关系》(《广西右江民族师范高等专科学校学报》1998年第4期)相对要冷静一些,该文认为:铁路与沿线社会经济之间的关系是一种双向需要的互动关系,铁路对沿线社会经济发展产生积极影响是以工业为中介的,并受到多方面因素的制约,铁路建成后还需有正确的政策导向,完善配套的规章制度以及社会经济各部门的密切配合。 铁路发展:包括商办铁路、修筑及管理特色、政府政策、不发展的原因等方面的内容。 商办铁路的研究是学界的弱项,对此问题宓汝成著文(《中国近代铁路发展史上民间创业活动》,《中国经济史研究》1994年第1期)通过对民间投资铁路史的梳理,得出如下结论:民间资本有投资铁路的意愿,其压抑力量主要来自列强资本,其次才是封建势力;资金匮乏、技术落后不是商办资本铁路不发达的主要原因,二者的因果关系恰恰应该颠倒;商办铁路资本在清政府国有化政策影响下零碎化是历史的倒退。 关于铁路管理问题,芮坤改之文《晚清对官办铁路的管理述论》(《保定师专学报》2002年第3期)厘清了晚清朝廷逐渐将最初由地方大臣管理的“官办”铁路收归朝廷统一管理的过程。对于我国近代铁路的修筑及管理特色,胡正民、李占才著文(《强人筑路以线设局——近代中国铁路发展特色》,《铁道师院学报》1995年第2期)将之归纳为:强人筑路,以线设局,铁路的修筑及管理权掌握在实力派官僚的手中,因而非常混乱和纷繁。 论及清政府的铁路政策,骆向韶著文(《清政府的铁路政策》,《湘潭师院学报》2002年第6期)将之划分为三个阶段:1863—1889年、1889—1900年、1900—1911年。孙自俭之文《晚清铁路政策的官办与商办之争》(《安庆师院学报》2002年第6期)则主要讨论了官办还是商办的问题。该文指出:经过多年实践,清政府对铁路的认识逐步深化,最终在1911年确立了官办铁路政策,这在当时的历史条件下,有其客观必然性和可行性。 关于铁路干线国有问题,马陵合著文(《论清末铁路干线国有政策的两个促动因素》,《社会科学研究》1996年第1期)认为,该政策出台的原因有二:一是盛宣怀建立官僚垄断资本集团的野心,二是立宪派社会舆论宣传的推动。 论述铁路权为外资侵夺的文章有谢撼澜之文《近代列强对中国铁路利权的疯狂掠夺》(《中学历史教学参考》2003年第6期)。探讨近代中国铁路发展缓慢的原因的文章较多,其中归咎于内因的有三篇:祝曙光所著文《近代中日两国铁路发展比较研究》(《贵州师大学报》2000年第1期),尹铁所著《近代中国铁路建设延误原因探析》(《浙江教育学院学报》2003年第1期),李文耀、王成林之文《近代中国农民对铁路态度的变化》(《苏州铁道师范学院学报》2000年第1期)。归咎于外因的有宓汝成所著文《中国产业近代化为什么徘徊不前——以中国铁路的建设和运营(1895—1927年)为中心作一试探》(《中国经济史研究》1996年第1期)。铁路外债: 丁永刚在《论近代清政府建设中的外债问题》(《陕西省行政学院,陕西省经济管理干部学院学报》1999年第3期)一文中,将清政府借用外债修铁路的历史划分为三个阶段:甲午战前、甲午到《辛丑条约》、《辛丑条约》到辛亥革命前。借债筑路符合历史趋向,功不可没,不应片面地认定是“卖国主义”行经。张九洲也著有《论甲午战后清政府的铁路借款》(《史学月刊》1998年第5期)一文,类之。孔永松、蔡佳伍之文《晚清铁路外债述评》(《中国社会经济史研究》1998年第1期)将清政府借外债修路划分为四个阶段:1881年唐胥铁路的修成到1894年甲午战争爆发,1895年到1903年颁布《铁路简明章程》,1903年到1911年5月10日颁布铁路干线国有政策,1911年5月10日到10月10日武昌起义;外债的类别有筑路、赎路、路政借款三种;借款抵押有一个从以路为抵向以地方厘金税捐抵押的转变。基于解读近代国人外债观的努力,马陵合著文《经济民族主义的悖论——关于近代中国对铁路外债认识历程的思考》(《天津社会科学》2003年第3期),以经济民族主义为概念支撑,道出了外债观中的超经济性质,及其所具有的政治上的功利。否定经济民族主义,有利于理性阐释铁路外债问题。马陵合另著文《略论清季东北铁路外债的超经济特质——以均势外交为中心》(《历史教学》2003年第10期)、《晚清铁路外债观初探——以芦汉铁路为中心》(《史学月刊》2001年第6期),类此。 从外债角度重新审视芦汉铁路的收回,马陵合之文《论芦汉铁路的外债问题》(《历史教学》1996年第5期)认为其意义要打折扣。马陵合之另文《文明排外与赎路情结》(《安徽师大学报》2003年第3期)也指出:文明排外是20世纪初中国收回铁路利权的基本口号,它较集中地体现了近代国人的赎路情结,文明排外不能解决近代中国所面临的维持国权与引进外资的两难抉择。至于《潜流:清季对铁路外债的重新估价》(《江汉论坛》2003年第11期)一文,马陵合的主体意思是:晚清最后几年,收回利权运动趋于式微。而从经济学理角度就债论债,肯定借款筑路的积极作用,逐渐为人注意。只是它的声音是微弱的,难以得到社会更多的认同。清季对铁路外债的部分认同,应是近代中国在维护主权与利用外资之间难以取舍的真实体现。在借款模式方面的研究中,马陵合著文《“浦口条件”:近代中国铁路借款模式的变与不变》(《中国经济史研究》2003年第1期),以1908年中国与英、德签定的、以地方税捐为担保而非以路作抵的《津浦铁路借款合同》为研究对象,集中论述了学界忽视的有关条约的运用情况及其如何被弃用等问题。从政策角度研究外债,王致中之文《论晚清铁路外债国家政策的确立》(《上海铁道大学学报》2000年第7期)认为:晚清铁路外债国家政策的确立,时在甲午战败之后。决策背景为筹筑卢汉铁路,铁路发展定为国家“实政图强”要务,但国库“点金乏术”,商资筹招落空,铁路资金来源仅有外债外资一途。政策要点乃“洋债”由国家铁路总公司统筹,路借路还,以路作抵,拒招洋股,“路权仍属于我”。 二、铁路与地方的区域史式探析 铁路与地方的关系研究,属于个案式、区域式的史学研究。京汉铁路作为晚清时期修筑的第一大动脉,此前学界已予以较多注目,对此,田伯伏从直隶采煤业人手,著文《京汉铁路与直隶沿线近代采煤业的起步》(《河北大学学报》2000年第3期)分析了京汉铁路修建对直隶煤矿业如井陉、临城、磁州等的影响,指出铁路作用体现在运输速度的提高和运费的降低扩大了煤的销售市场,此外,铁路本身就是煤的固定消费者。我国近代的铁路网是以北京为中心的,苏生文著文《晚清以北京为中心的铁路网的形成》(《中国历史博物馆馆刊》2001年第1期),针对这一问题做了专题研究,该文认为,19世纪末20世纪初,修路风气已经大开,清政府在北方地区修筑了京奉铁路、京汉铁路、京张铁路和津浦铁路四条主干线和一些支线,构成了以北京为中心的铁路网。 西北铁路发展在近代属于落后地区,有关研究注意到了这一问题。赵志龙著文《近代西北铁路规划述论》(《兰州教育学院学报》2001年第4期)认为,从晚清到民国,西北铁路规划经历了一个内容由简到繁,地位由次要到主要的发展过程,西北铁路的重要性已成为共识。任军利著文《铁路与近代陕西的商品经济》(《宝鸡文理学院学报》1998年第2期),主要分析了铁路所导致的陕西经济变化。 正太铁路是山西近代第一条铁路,自如雪之文《正太铁路建筑始末》(《广西师大学报》1997年增刊),阐述了该路建设过程中的艰难历程,并指出其对山西经济的影响如下:运输量很大且逐年递增,收益可观屡有盈余,促进了工厂的建立。 滇越铁路对封闭的云南来说,高势能的影响之大可以相象。顾继国、杨金江合著《滇越铁路与云南近代进出口贸易》(《云南民族学院学报》2001年第5期),指出:滇越铁路开通后,云南形成了与世界资本主义相联系的、相对独立于国内市场的云南地方市场。王文成也著文《滇越铁路与近代云南对外贸易——兼谈云南与东南亚间的通道建设和经济技术合作》(《经济问题探索》1994年第1期)做了相似的分析。而张轶群之文《滇越铁路的历史记忆——滇越铁路沿线的近代铁路社区建筑初探》(《小城镇建设》2003年第4期),则以建筑为视点。 广西铁路的发展,绅商扮演着重要的角色,对此,陈志波著文《绅商与近代广西经济》(《广西教育学院学报》2003年第3期)指出其具体表现有二:首先,从领导力量上看,政府虽然是名义上的领导者,但直接操作各项具体事务的却是绅商;其次,从路款的认集的比例来看,绅商认集的路款占绝大部分。专论龙州铁路的有朱从兵之文《广西龙州铁路筹建始末》(《广西师大学报》1998年第4期)。 南浔路是近代江西第一条商办铁路,杨会清之文《略论南浔铁路兴衰的历史命运》(《抚州师专学报》2001年第1期),分析了筑路过程中在筹款、技术、时局等诸多方面的困难,运营中有关会计制度、股东大会制度等内部管理改革,及对汀西经济产业结构变化的促进作用。 沪宁铁路乃清末最为重要的铁路之一,对此,高志斌、王国平合著《晚清政府借外债修筑沪宁铁路述论》(《江海学刊》2000年第3期)阐释了借外债的原因、经过及民众抵制情形。除了上引文之外,还有其它一些文章,其中有粗涉上海铁路发展的(刘华明:《近代上海地区交通运输、邮电通讯工具的变迁(1840—1949)》,《史学月刊》1999年第3期),有谈论铁路与晋商兴衰关系的(谢元鲁:《明清北方边境对外贸易与晋商的兴衰》,《四川大学学报》1994年第2期),有探讨铁路对移民的助力的(周春英:《浅析近代华北移民大规模迁居东北的社会背景》,《荷泽师专学报》2000年第3期),有研究铁路促进城市发展的(王杉:《简析近代东北城市的兴起》,《辽宁大学学报》2001年第4期;段光达:《哈尔滨早期城市特点刍议》,《北方文物》1994年第2期;纪凤辉、张翠华:《哈尔滨近代城市的特点与作用》,《黑龙江社会科学》1994年第4期),有介绍铁路股票的(夏详烈:《清代川汉铁路股票》,《中国钱币》1998年第3期)。 三、关键人物与铁路发展 与铁路发展有关的近代人物主要有李鸿章、张之洞、孙中山、詹天佑、刘铭传、盛宣怀、容闳等。在研究李鸿章与近代铁路的文章中,余明侠所著《李鸿章在中国近代铁路史上的地位》(《徐州师院学报》1994年第3期)论述的较为全面。该文认为,李鸿章在修建铁路问题上的认识,从1863—1867年的短短四年间,经历了严词拒绝、朦胧认识、正确了解和坚决实践等四个阶段。李鸿章不顾谤议丛集,独开风气之先,主张利用西方技术但必须权自我操,初步规划了铁路干路蓝图,执着不渝兴修铁路,于此可知,李鸿章在中国近代铁路史上的贡献是不容抹杀的。此外,余明侠另著有《李鸿章和甲午战争前后的铁路建设——兼论洋务运动在甲午战后的新发展》(《江苏社会科学》1994年第6期)一文,类之。从铁路外债角度研究李鸿章的文章有马陵合之文《论甲午前借债筑路的开启及其困境——兼评李鸿章的铁路外债观》(《安徽史学》2002年第1期)。相形亦肯亦否李鸿章的文章也有一些,如周辉湘之文《李鸿章与中国铁路业的开创》(《湖南社会科学》2003年第5期),在肯定了李于凇沪铁路谈判中维护国家利益、首倡自建铁路的同时,指出:李鸿章在19世纪80年代中法谈判中及之后的思想开始向出让路权转变,其借债修路思想损害了国家利益。此外,筑路也有发展个人实力的意图。类似的文章有赵东喜之文《论李鸿章与近代中国铁路的兴办》(《河南职业技术师院学报》2000年第1期)、朱从兵之文《李鸿章与中东铁路》(《徐州师大学报》1998年第1期)、《试论李鸿章在中国铁路史上的地位》(《玉林师专学报》1997年第4期)。从总体上研究张之洞的文章有吴剑杰之文《张之洞与近代中国铁路》(《武汉大学学报》1999年第3期),该文认为,真正能从开发利源以振兴经济的高度认识铁路的近代化价值的,张之洞是第一人,铁路成为他一生最后20年的生命主题。此外,陈晓东也著文《张之洞与晚清铁路》(《铁道师院学报》1994年第3期)对张之洞发展铁路的贡献作了介绍。具体研究张之洞的文章有朱从兵之文《粤汉路权赎回后张之洞的自建主张与实践》(《广西师大学报》1999年第3期)、吴剑杰之文《论张之洞湖广任内的外才引进》(《武汉大学学报》2003年第2期)。将李鸿章与张之洞联系起来予以研究是有益的探索,这方面的文章有周辉湘所著《李鸿章和张之洞与近代中国铁路建设论略》(《长沙电力学院学报》2003年第3期)。研究孙中山与铁路的文章有数篇,之一是朱从兵所著《孙中山对近代世界铁路的认知述论》(《学术论坛》2003年第5期),该文认为:由于第二次现代化大浪潮时期美国的铁路建设速度最快,孙中山对近代世界铁路的认知以美国为主。他对近代世界铁路的发展大势、基本成就、正反两方面的影响、建设与管理体制或经验等方面均有一定的认识,其认知水平超出了他以前的中国近代的其他先进人物。之二是冯君之文《论孙中山铁路建设的战略构想》(《江西社会科学》2002年第1期)。此外,朱从兵另有文《铁路建设与民生主义——民元孙中山铁路建设思想新探》(《学术论坛》2002年第5期)以铁路与民生的关系为视点,来探悉民元孙中山的铁路思想。詹天佑在近代中国铁路史上,如同秋瑾在近代妇女史上一样,是不可或缺的人物,也很值得研究。以往人们多注目于京张铁路的独立筑造,而经盛鸿等则着意于其他方面的内容,其著文《詹天佑与清末民办川汉铁路》(《南京社会科学》2003年第4期)、《詹天佑与辛亥革命》(《江苏社会科学》2002年第6期)指出:爱国工程师詹天佑在中国近代铁路建设中,不仅开创了中国独立造路的奇迹,建成了震惊世界的京张铁路,而且率先支持在20世纪初兴起的民办铁路事业,并亲自主持艰险异常的民办川汉铁路。当清廷在1911年5月颁布铁路干线国有政策后,他勇敢地支持保路运动,进而支持辛亥革命。这是他对中国走向近代化的又—伟大贡献。关于刘铭传在台湾修筑铁路问题,陈九如著文《刘铭传与台湾铁路近代化》(《安徽师大学报》2002年第1期)指出:刘铭传从御侮图强的目的出发,力主修筑台湾铁路,妥善解决资金短缺和技术力量不足的难题。台湾铁路的兴筑,便利了台湾的交通,促进了台湾的开发,传播了近代化观念。刘铭传在台湾近代化过程中发挥了重要作用。 盛宣怀是近代中国铁路发展史上的关键人物,吕锡生著文《盛宣怀传略》(《无锡教育学院学报》1994年第1期)涉及到了这一问题。关于容闳的影响,陈汉才之文《容闳的留学教育推动了中国近代化进程》(《华南师大学报》1998年第6期)主要强调了他对铁路人才培养方面的贡献。

电气化铁道电能质量综合控制研究 摘要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不 容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止 无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。 关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制 1 前言 中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里, 跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速 度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经 济发展中起着举足轻重的作用。 但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波 动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、 谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关 注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载 所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力 设备的安全经济运行具有重大意义。 2 电气化铁道牵引供电系统 2·1 概述 我国的动力供电电网电压一般为110kV或者 220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力 机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有 单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引 变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交 流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的 功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特 性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序 电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁 路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有 效措施加以治理[1]。 2·2 单相变压器牵引供电网 采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如 图1所示[2]。 单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式 又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵 引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边 一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。 牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相 牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能 实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容 量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由 地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要 按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变 压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电 所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压 器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。 而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回 的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不 对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。 2·3 三相Y-D11变压器牵引供电网 采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓 扑结构如图2所示[2]。 三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入 线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高 压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连 接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b 相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂 供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在 这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。 3 SVC静止型动态无功补偿装置 3·1 SVC的发展 静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高 压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数 来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电 压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以 来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容 器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形 式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC 可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电 子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可 以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有 较快的响应速度,它能够维持端电压恒定 3·2 SVC的工作原理及在电网中应用 TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由 1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际 系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。 TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接 的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效 电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中 两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改 变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以 电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通, 导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗 器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180° 之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提 供的补偿电流中含有谐波分量[3]。 TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化 通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里, 晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起 相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一 个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶 闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶 闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者 过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的 电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不 会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。 TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低 于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适 当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此 时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部 分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切 除所有电容器组,只留有TCR运行。 4 电网电能质量综合控制与治理 4·1 谐波抑止与无功补偿 利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的 谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补 偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。 SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负 荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大 有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无 功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按 照式(1)、(2)来计算。 QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1) 式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率 因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。 QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2) 式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装 设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。 要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC 滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到 预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电 臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由 于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大 的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤 波器构成。 当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后, 如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是 非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合 理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能 因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设 备安全运行造成影响。 一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]: 如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配 Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3) 式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih 为供电臂第h次谐波电流。 BBC电气公司按照式(4)分配无功功率 Qc(h)=QSVC∑Ih(4) AEG电气公司则按照式(5)分配无功 Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5) 式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、 13次滤波支路分配的补偿容量。 4·2 负序电流补偿 牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他 的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静 止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相 当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷 上都安装SVC[5]。 在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的 原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采 用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步: (1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每 相负荷都为电阻性。 (2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相 的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA 相的电感性负荷G/ 3互相对称。 电流环路图和相位图分别如图4、5所示: 从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称 且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到 类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补 偿而消除。 现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态 地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处 理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器 (TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于 DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感 参数可以被快速、精确计算得到。 5 结论与展望 本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的 电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与 方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是 一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新 的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的 无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电 网安全、经济运行。 参考文献 [1] 李群湛电气化铁道并联综合补偿及其应用[M]北京:中国铁道 出版社, [2] TB/10009-2005铁路电力牵引供电设计规范[S] [3] 王兆安谐波抑止和无功功率补偿[M]北京:机械工业出版社, [4] 铁道部电气化工程局电气化勘测设计院电气化铁道设计手册牵 引供电系统[M]北京:中国铁道出版社, [5] 安鹏,张雷,刘玉田电气化铁道对电力系统安全运行的影响及对 策[J]山东电力技术, 2005, (4): 16- [6] 马千里动态无功补偿装置在牵引变电所的应用[J]电气化铁 道, 2008(4)希望采纳

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铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗  众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1 铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。1 钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。2 钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2 机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。1 车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。2 车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。3 制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3 降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。1 采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。2 采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。3 采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】  资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。4 安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4 结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

幸会啊,这个专业的人还挺少的, 电气化铁道谐波过程分析与推荐限值制定思路研究,我的题目。开始也是费劲了心,搞不出来,还是同事给的莫文网,专家就是不一样啊,很快就搞定了   思路:将IEC61000-3-6与GB/T14549进行了比较,提出了制定或修订谐波国标时应该注意的几个问题:主要是谐波发送限值的确定。用户谐波发射限值的分配方法(涉及用户协议容量和供电容量的确定、多谐波源叠加指数的确定、多谐波源同时系数的确定)、限值评估的方法。   参考下吧

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铁道工程毕业论文范文高中生物科学

我喜欢生物学科 世间有许许多多的生物体,世界因生命而精彩。生物形态各异,很有趣,比如,翩翩起舞的蝴蝶,讨厌的苍蝇,可爱而会唱歌的小鸟,还有6500万年前灭绝的恐龙,它们的种种生命迹象都吸引了我的视线,让我对生物有了好奇心。 以前,我对“生物”的理解只是单纯的“动物”,上中学学习了生物后,我知道生物的范围很广,不止动物,植物、微生物都在其之内。地球上的植物大约有30多万种,动物约有150多万种。从生物书上,我知道了桫椤、蕨、苏铁等不常见的植物,还解决了小时候一些弄不懂的问题。有一次,我在比较干的泥土里挖蚯蚓,却怎么也挖不着,现在才知道蚯蚓生活在阴暗潮湿的地方,干地里当然挖不着了。为什么仙人掌的叶子会退化成刺呢?因为它需要适应环境,为了减少水分的丧失,储存更多的水分,仙人掌的茎部也变得肥厚而多汁。生物这门学科帮助我 了解了疑难的问题,这是我喜欢生物的原因之一。 走进第二单元,我认识了显微镜。在我心目中,显微镜是那样地奇妙,一直都想用它观察东西,小学时从来也没碰过它。记得第一次进生物实验室,看见桌上的显微镜,有一种难以抑制的喜悦。于是我迫不及待地凑到目镜前看了看,可看到的只是一片黑暗。上课时,老师说,用显微镜观察东西并不是想象得那么简单,要经过对光、选择物镜、制作临时玻片标本、调整清晰度等几个环节。我仔细地听着,努力熟记其结构的每一个名称。在老师的帮助下,我终于通过显微镜看到了细胞。当时就有一种巨大的成就感,仿佛自己也成了一个科学家,会用显微镜观察微生物了!还有一个奇怪的现象,在显微镜下呈的是倒像。现在,使用显微镜已成了家常便饭,几乎每节课都要做实验。用显微镜观察肉眼看不到的东西能使我快乐,这也激发我学习生物的兴趣。 此外,我还对生物体有了新的认识。除病毒外,生物都是由细胞构成的。在显微镜下看到的细胞是一个个排列在一起的。植物细胞由细胞壁、细胞膜、液泡、细胞核、线粒体、细胞质、叶绿体构成,动物细胞由细胞膜、细胞质细胞核、线粒体构成,它们的作用也各不相同。细胞核由染色体构成,染色体由DNA构成……别小看一个小生命,它的结构复杂得很呢!以前,我不知道水果中的水分是从哪儿来的,原来是来自液泡中的细液泡。我总是生病,学习了生物后我知道是病毒在我身体里捣鬼!连病毒都是生物体,真是不可思议啊!我对生物越来越有好奇心了。 生物学把我带进了一个奇妙的世界,解决了疑难的问题使我豁达,使用显微镜让我感到快乐,微生物使我有了好奇心,因此,我对生物这门学科产生了浓厚的兴趣。 (这篇文章是我写的,初一水平)

电气化铁道电能质量综合控制研究 摘要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不 容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止 无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。 关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制 1 前言 中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里, 跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速 度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经 济发展中起着举足轻重的作用。 但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波 动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、 谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关 注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载 所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力 设备的安全经济运行具有重大意义。 2 电气化铁道牵引供电系统 2·1 概述 我国的动力供电电网电压一般为110kV或者 220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力 机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有 单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引 变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交 流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的 功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特 性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序 电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁 路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有 效措施加以治理[1]。 2·2 单相变压器牵引供电网 采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如 图1所示[2]。 单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式 又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵 引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边 一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。 牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相 牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能 实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容 量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由 地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要 按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变 压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电 所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压 器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。 而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回 的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不 对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。 2·3 三相Y-D11变压器牵引供电网 采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓 扑结构如图2所示[2]。 三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入 线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高 压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连 接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b 相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂 供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在 这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。 3 SVC静止型动态无功补偿装置 3·1 SVC的发展 静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高 压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数 来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电 压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以 来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容 器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形 式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC 可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电 子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可 以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有 较快的响应速度,它能够维持端电压恒定 3·2 SVC的工作原理及在电网中应用 TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由 1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际 系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。 TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接 的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效 电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中 两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改 变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以 电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通, 导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗 器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180° 之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提 供的补偿电流中含有谐波分量[3]。 TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化 通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里, 晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起 相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一 个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶 闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶 闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者 过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的 电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不 会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。 TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低 于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适 当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此 时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部 分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切 除所有电容器组,只留有TCR运行。 4 电网电能质量综合控制与治理 4·1 谐波抑止与无功补偿 利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的 谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补 偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。 SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负 荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大 有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无 功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按 照式(1)、(2)来计算。 QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1) 式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率 因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。 QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2) 式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装 设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。 要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC 滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到 预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电 臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由 于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大 的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤 波器构成。 当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后, 如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是 非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合 理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能 因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设 备安全运行造成影响。 一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]: 如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配 Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3) 式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih 为供电臂第h次谐波电流。 BBC电气公司按照式(4)分配无功功率 Qc(h)=QSVC∑Ih(4) AEG电气公司则按照式(5)分配无功 Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5) 式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、 13次滤波支路分配的补偿容量。 4·2 负序电流补偿 牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他 的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静 止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相 当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷 上都安装SVC[5]。 在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的 原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采 用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步: (1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每 相负荷都为电阻性。 (2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相 的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA 相的电感性负荷G/ 3互相对称。 电流环路图和相位图分别如图4、5所示: 从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称 且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到 类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补 偿而消除。 现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态 地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处 理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器 (TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于 DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感 参数可以被快速、精确计算得到。 5 结论与展望 本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的 电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与 方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是 一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新 的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的 无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电 网安全、经济运行。 参考文献 [1] 李群湛电气化铁道并联综合补偿及其应用[M]北京:中国铁道 出版社, [2] TB/10009-2005铁路电力牵引供电设计规范[S] [3] 王兆安谐波抑止和无功功率补偿[M]北京:机械工业出版社, [4] 铁道部电气化工程局电气化勘测设计院电气化铁道设计手册牵 引供电系统[M]北京:中国铁道出版社, [5] 安鹏,张雷,刘玉田电气化铁道对电力系统安全运行的影响及对 策[J]山东电力技术, 2005, (4): 16- [6] 马千里动态无功补偿装置在牵引变电所的应用[J]电气化铁 道, 2008(4)希望采纳

写作思路:首先可以开篇点题,直接给出文章的主旨,接着表达自己的想法以及观点,用举例子的方式来进行阐述论证自己的看法,中心要明确等等。一、高中生物实验教学中存在的问题1、学校、老师对实验课的重视度不高大多数生物教师在传统教学理念的影响下,认为生物实验教学只是生物教学的一种辅助工具而存在,没有理论课来的重要.这就导致许多学校的实验课基本上是讲解、背诵实验目的,实验原理,实验器材,实验步骤,实验结果。考试时也仅仅是粗略地考查实验,片面强调实验操作的熟练化,注重实验的结果,轻视在实验中发现问题,分析看到的实验现象,实验课沦为一种简单的实验技能训练,而研究方法的探寻不被重视,它的重要科学价值被抹杀.常此以往学生不仅失去了独立思考的机会,更会变成只会机械背诵。应付考试的机器,创新精神的缺失将更加严重.生物学的教学形式迫切需要变革,生物实验教学急需改进,一定要将生物实验教学落到实处才能培养出具有创新精神的新时代学生。另一方面,实验室利用率很低,大都闲置着.大部分学校都有单独的生物实验室,但平均利用率很低.学校在进行课程安排时将大部分的时间安排在理论课教学上,学生的实验课时间被大大压缩,理论与实践存在脱节的现象。2、学校的硬件设施没有跟上学校硬件设施的配备与学校对生物实验的重视程度,学校所在地的经济文化的发展程度有着极其密切的关联.总体而言,当前大多数地区的经济发展程度都可以满足基本的硬件设施配备需要,只要学校更加重视这方面的教育。加大一定的投入,基本的实验器材还是可以满足的.但生物学实验受外界客观因素的影响较大.客观条件的限制是实验课开设度不高的重要影响因素。有一些生物学实验需要用到较为先进的观察仪器,但这些仪器的价格高昂,大多数学校很难拿出足够的经费引进。另一些实验需要用到活体,像家兔,小白鼠,蟾蜍等,这些实验材料的储存需要找专人看管,投入的人力物力较大。其次,在一些偏远地区或者比较偏远的农村,想达到和大城市学校一样的实验配备在现有的经济条件下是不允许的,许多农村中学缺乏实验课程必备实验器材,开设实验课困难重重.3、缺乏实验研究意识当前学校开设的一些生物学实验,仅仅是从书本中选取一些操作相对简便,耗费的人力物力相对较少,没有危险性的最基本的实验,这已经远远不能满足新课程的需要.理想与现实总是存在一定的差距,当前的生物学教学中存在一些薄弱环节需要加强。二、提高高中生物实验教学水平的举措1、增强学校和老师对于高中生物实验教学的重视生物教师和学生都应当充分地认识到,上实验课不是一种上课的新形式,重要的是通过实验能使学生更愿意动手操作、与他人展开合作和积极探索科学。在实验过程中,学生为着相同的实验目的进行相互分工合作,在合作中认识到人与人之间合作的重要性;亲身参与实验的每一个步骤,学生实事求是的科学态度得到培养。实验的失败与成功存在很大的不确定性,失败的痛苦,成功的喜悦教会学生要有一个健康良好的心理素质,不畏失败,坚持不懈,克服艰难、勇于探索,积极进取。这些实验可以教给学生知识的同时,助力学生的健康成长.学校和老师要从根本上真正认识到实验课的重要性,协调好实验课与理论课的比重,培养学生学习生物的兴趣,引导学生参与到生物实验教学中来。

市场经济的直接影响是物价的时涨时落,近两年来,我们又面临着新的一轮物价上涨,特别是钢材、水泥、燃油料、当地料、火工品等主要材料的价格上涨对基建行业产生巨大的冲击,许多施工企业面临生死存亡的挑战,定量分析物价上涨等因素对工程造价带来的影响,随时掌握市场经济的变化,作为建设单位可以随时掌握和控制物价因素对建设投资和概算的影响,设计单位可以预测物价上涨对未来几年工程造价影响的大小,施工企业可以做到心中有数,立于不败之地,把物价不稳带来的损失减小到最小,对于项目的成败和企业的发展具有重大意义。  关键词:材料涨价;铁路工程;公路工程;造价影响  0 引言  市场经济的直接影响是物价的时涨时落,近两年来,我们又面临着新的一轮物价上涨,特别是钢材、水泥、燃油料、当地料、火工品等主要材料的价格上涨对基建行业产生巨大的冲击,许多企业面临生死存亡的挑战,定量分析物价上涨等因素对工程造价带来的影响是我们必须面临的新的课题,对企业的发展也显的尤为突出和现实。  1 工程概况  我们以新建铁路某段工程作为例,该工程路线全长395km,管段工程类型多,结构复杂,综合性强,包含了隧道工程、桥涵工程、路基工程、轨道工程等铁路项目的站前工程。  下面以某新建铁路线某段工程为例进行分析。该段线路全长395km,管段工程类型多,结构复杂,包含了路基工程、桥涵工程、隧道工程、轨道工程等站前工程。  本管段内主要工程量有:路基2381延米;八股道站场1座;桥梁18延米/10座,其中双线特大桥2座、大桥5座(其中包含4线大桥65延米/2座),中桥3座;涵洞13座;双线隧道共8264延米/5座。  该项目投标时内部分劈总造价为11万元,其中隧道工程占99%,桥梁工程占26%,路基工程占73%,轨道工程占02%,由于轨道工程所占比重很小,本次分析不考虑。  太中银铁路项目编制办法采用的是《铁路基本建设工程设计概算编制办法》(铁建管[1998]115号文,以下简称“115号文”)及《关于对铁路工程定额和费用进行调整的通知》(铁建设[2003]42号文,以下简称“42号文”),基期价格是《铁路工程建设材料预算价格》(2000年水平)(铁建设[2001]28号文以下简称“28号文基价”),设计概算(投标文件)材料价差已调到铁建设函[2006]2号文关于发布铁路工程建设2005年度材料价差系数水平;目前太中银铁路项目材料调价方式主要是采用相对于铁路“115号文”“42号文”编制办法的基期价,每年由铁道部发布材料价差系数进行价差调整,太中银站前工程施工合同中合同价款调整条款中明确铁道部批准调整的有关费用(如材料价差系数调整等);允许按铁道部发布的材料价差系数进行价差调整。  针对太中银铁路项目的特点,由于其材料供应方式为主要材料采用的是甲控料,因此分析时重点考虑了水泥、钢材、当地料、火工品、燃油料五大材料及辅助材料价格上涨对工程造价的影响。  两个测算小组分别对该段工程进行定量分析的方法,以太中银铁路工程项目概算编制原则为基础,同时采用公路新定额进行施工图预算编制,采用同一时期材料价格,把两个小组的数据用归纳统计的方法分析各种涨价因子对该工程造价的影响。  2 材料涨价对铁路工程造价的影响  1 材料价格上涨分年度对造价的影响 按照该段工程到目前为止完成的工程量,我们重点分析测算了段工程每半年主要材料价格(含运杂费)上涨对所完成工程量造价的影响,其中:  2007年上半年段工程完成总价值占合同额34%(其中路基工程0%,桥涵工程28%,隧道工程09%)主要材料上涨到2007年上半年价格水平对总造价影响33%,其中对路基工程影响0%,桥涵工程影响69%,隧道工程影响29%。  2007年下半年段工程完成总价值占合同额43%(其中路基工程26%,桥涵工程32%,隧道工程78%)主要材料上涨到07年下半年价格水平对总造价影响41%,其中对路基工程影响22%,桥涵工程影响08%,隧道工程影响56%。  2008年上半年段工程完成总价值占合同额1%(其中路基工程05%,桥涵工程57%,隧道工程01%)主要材料上涨到2008年上半年价格水平对总造价影响21%,其中对路基工程影响81%,桥涵工程影响59%,隧道工程影响04%。  2 五大材料同时上涨对铁路工程造价的影响 我们测算了五大主材上涨对太中银铁路项目该项目部所承担工程造价的影响,分析了主要材料(五大材)同时上涨从1%至50%对工程造价的影响,可以发现假如五大主材同时上涨10%,路基工程造价上涨88%,桥涵工程造价上涨99%,隧道工程造价上涨99%,对整体造价影响达58%。  3 单项主要材料对铁路工程造价的影响  1 水泥上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中水泥从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响,可以得出结论,水泥上涨10%,工程造价上涨19%,其中对路基工程影响21%,对桥涵工程影响25%,对隧道工程影响3%。从分析可以看出的水泥涨价对隧道工程影响最大,桥涵工程次之,路基工程影响较小。  2 钢材上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中钢材从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响,可以得出结论,钢材上涨10%,工程造价上涨27%,其中对路基工程影响09%,对桥涵工程影响18%,对隧道工程影响07%。可以看出:钢材涨价对影响桥涵工程最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  3 当地料上涨对工程造价的影响。我们还分析了该段工程中当地料从上涨1%至50%对各类工程和造价的影响,可以得出结论,当地料上涨10%,工程造价上涨14%,其中对路基工程影响81%,对桥涵工程影响15%,对隧道工程影响2%。分析看出的当地料涨价对影响桥涵工程最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  4 火工品上涨对工程造价的影响。  火工品上涨对隧道工程影响较大,我们分析了该段工程中火工品从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,可以得出结论,火工品上涨10%,工程造价上涨25%,其中对路基工程影响05%,对桥涵工程影响0%,对隧道工程影响47%。分析看出的火工品涨价对隧道工程影响最大,路基工程次之,桥涵工程影响较小。  5 燃油料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中燃油料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,可以得出结论:燃油料上涨10%,工程造价上涨25%,其中对路基工程影响56%,对桥涵工程影响09%,对隧道工程影响15%。分析看出的燃油料涨价对路基工程影响最大,隧道工程次之,桥涵工程影响较小。  4 辅助材料涨价对铁路工程造价的影响 随着主要材料的上涨,辅助材料也同期上涨,我们对辅助材料上涨对工程造价影响做了测算,辅助材料每上涨10%,工程造价上涨99%,其中对路基工程影响93%,对桥涵工程影响16%,对隧道工程影响88%,分析看出的辅助材料涨价对桥涵工程影响最大,路基工程次之,隧道工程影响较小。  从上述分析可以看出,由于铁路工程中材料费用占的比重较大,本工程材料费用占44%,各项材料因子价格上涨对工程造价产生了巨大影响,其中,主要材料的涨价对桥涵工程影响最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  3 材料上涨对公路工程造价的影响  1 五大材料同时上涨对公路工程造价的影响 我们根据太中银铁路该段工程施工图数量按照公路新定额进行了预算编制,材料单价采用公路新定额基价(2006年水平),编制出各类章节费用组成,其中隧道工程占6%,桥梁工程占97%,路基工程占43。同样我们主要测算了五大主材上涨对工程造价的影响,分析了主要材料(五大材)同时上涨从1%至50%对工程造价的影响,发现假如五大主材同时上涨10%,路基工程造价上涨52%,桥涵工程造价上涨33%,隧道工程造价上涨08%,对整体造价影响达12% 2 单项主要材料对公路工程造价的影响  1 水泥上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中水泥从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,得出结论:水泥上涨10%,工程造价上涨02%,其中对路基工程影响19%,对桥涵工程影响15%,对隧道工程影响08%。水泥涨价对桥涵工程影响最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  2 钢材上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中钢材从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,可以看出,钢材上涨10%,工程造价上涨85%,其中对路基工程影响26%,对桥涵工程影响37%,对隧道工程影响74%。分析看出的钢材涨价对影响桥涵工程最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  3 当地料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中当地料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,可以看出,当地料上涨10%,工程造价上涨36%,其中对路基工程影响46%,对桥涵工程影响36%,对隧道工程影响35%。当地料涨价对影响桥涵工程和隧道工程基本一样,路基工程影响较大。  4 火工品上涨对工程造价的影响。火工品上涨对隧道工程影响较大,我们分析了该段工程中火工品从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,分析看出,火工品上涨10%,工程造价上涨20%,其中对路基工程影响11%,对桥涵工程影响0%,对隧道工程影响38%。火工品涨价对隧道工程影响最大,路基工程次之,桥涵工程影响较小。  5 燃油料上涨对工程造价的影响。我们分析了该段工程中燃油料从1%至50%上涨对各类工程和造价的影响,可以看出,燃油料上涨10%,工程造价上涨95%,其中对路基工程影响58%,对桥涵工程影响26%,对隧道工程影响78%。燃油料涨价对路基工程影响最大,隧道工程次之,桥涵工程影响较小。  3 辅助材料涨价对公路工程造价的影响 随着主要材料的上涨,辅助材料也同期上涨,我们对辅助材料上涨对工程造价影响做了测算,辅助材料每上涨10%,工程造价上涨87%,其中对路基工程影响49%,对桥涵工程影响76%,对隧道工程影响05%,辅助材料涨价对隧道工程影响最大,桥涵工程次之,路基工程影响较小。  4 各种材料涨价对公路工程成本的影响 从材料涨价对公路工程分析可以看出,由于在公路工程中材料费用占的比重较大,本工程材料费用占46%,各项材料因子价格上涨对工程造价产生了巨大影响,和铁路工程一样,主要材料的涨价对桥涵工程影响最大,隧道工程次之,路基工程影响较小。  4 综合对比分析  通过对材料涨价对铁路、公路工程的定量分析可以看出:各种材料价格上涨对工程造价的影响程度是不一样的,且同一种材料价格上涨对铁路、公路影响的影响程度也各不相同,我们把同一类材料价格上涨对铁路、公路影响的影响程度进行量化,对比如下:  ①五大材料同时上涨对铁路、公路工程造价的影响分析对比,同时上涨10%时路基工程铁路比公路低64%,桥梁工程铁路比公路低34%,隧道工程铁路比公路低09%,整体造价影响铁路比公路低54%。②单项材料中水泥价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,水泥上涨10%时路基工程铁路比公路高02%,桥梁工程铁路比公路高1%,隧道工程铁路比公路高22%,整体造价影响铁路比公路高17%。③单项材料中钢材价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,上涨10%时路基工程铁路比公路低07%,桥梁工程铁路比公路低19%,隧道工程铁路比公路低67%,整体造价影响铁路比公路低58%。④单项材料中当地料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,上涨10%时路基工程铁路比公路低31%,桥梁工程铁路比公路低16%,隧道工程铁路比公路低21%,整体造价影响铁路比公路低55%。⑤单项材料中火工品价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,上涨10%时路基工程铁路比公路低06%,桥梁工程铁路和公路一样,隧道工程铁路比公路高09%,整体造价影响铁路比公路高05%。⑥单项材料中燃油料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,上涨10%时路基工程铁路比公路低02%,桥梁工程铁路比公路高83%,隧道工程铁路比公路高37%,整体造价影响铁路比公路高3%。⑦单项材料中辅助材料价格上涨对铁路、公路工程造价的影响对比,上涨10%时路基工程铁路比公路高44%,桥梁工程铁路比公路高4%,隧道工程铁路比公路低17%,整体造价影响铁路比公路高12%。  综上所述,材料涨价因素对工程造价影响较大,定量分析和研究物价因素上涨对铁路、公路工程的影响,随时掌握市场各种材料的价格变化,作为建设单位可以随时掌握和控制物价因素对建设投资和概算的影响,设计单位可以预测物价上涨对未来几年工程造价影响的大小,施工企业可以做到心中有数,立于不败之地,把物价不稳带来的损失减小到最小,对于项目的成败和企业的发展具有重大的现实意义。  参考文献:  [1]铁建管[1998]115号关于发布《铁路基本建设工程设计概算编制办法》的通知[S]  [2]铁建管[2006]113号关于发布《铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法》的通知[S]  [3]JTG B06-2007 关于公布《公路工程基本建设项目概算预算编制办法

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