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1、平顶山矿区铁路电力牵引与内燃牵引的比较分析平顶山矿区铁路电力牵引与内燃牵引的比较分析中中平平能能化化集集团团铁铁路路运运输输处处一、什么是电气化铁路一、什么是电气化铁路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、牵引供电系统以及相应的机务设施、铁路通信、信号等设备。牵引供电系统由牵引变电所和接触网构成。牵引变电所从国家电网引入 220 千伏或 l10 千伏三相交流电源将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流 27.5 千伏电源并送上接触网。电气机车通过滑线弓受电，电力机车采用 25kV 单相工频交流电压，在架空接触导线和钢轨之间行驶，牵引变电
2、所中的 110kV/27.5 kV 变压器也采用 Y/接线方式。二次侧 27.5 kV 系统则把一相直接接地，其余两相(A、B 相)为供电臂(由相互平行的承力索和接触网构成)向牵引变电所两侧的铁路供电，供电方式如图 1 所示：由图 1 可看出，电力机车运行的动力由牵引变电所的供电臂供电，电流从供电臂的接触网经机车的接触装置(受电弓)进入机车头，做功后经车轮、钢轨(钢轨与大地相连)返回牵引变电所。二、电气化铁路的主要特点二、电气化铁路的主要特点电气化铁路具有牵引功率大，运行速度高，运营成本低，消耗能源少，环境污染小等特点；对运量大的干线铁路和具有陡坡、长大隧道的山区干线铁路实现电气化，在技术上、
3、经济上均有明显的优越性。适合长距离，重载编组，高速运输。同时，电气化铁路建设投资巨大，建设周期长。三三、平平顶顶山山矿矿区区 铁铁路路的的主主要要特特征征1、线线路路特特征征平顶山矿区为低山丘陵向平原过渡地带，东半部基本上是一开阔的冲击、洪积平原。山脊较陡，山坡平缓，全区地势西北较高，东南较低。矿区铁路线路等级为专用线一级， 正线长 120 公里，线路总延长 280 多公里，线路限速为 50km/h。矿区铁路自西向东为重车方向，除九矿五矿有 11.53 3的上坡外，其他大多为下坡。各支线矿站向干线重车方向为下坡。一矿、四矿重车下坡坡度达2226。各矿站到发线 有效长较短，除申西、田庄、八矿集配
4、站 有三股到发线有效长为 1050m 外，其他各站 到发线长在 350m800m 之间不等。2 2、运运输输特特征征（1 1）重重车车流流组组织织集团公司外运量的车流以申楼西、田庄、八矿为集配站组织5300 吨始发直达或直通列车交国铁平东站。宝丰以西各矿站原煤从平西口 2300 吨编组交国铁。田庄、八矿洗煤厂所需的原煤按卸车线容车数由 东部各矿站组织整列到达， 七矿洗煤厂所需 原煤由西部各矿站组织整列到达。（2 2）空空车车流流组组织织：外运煤的空车来源由平东站供 给东部各矿站，空车调配，按照出入平衡的原则进行组织，空车数量 每天保持在 9001200 辆之间。矿区西口空车由国铁 平西站供给西
5、部各矿站， 数量在 100 辆以内。集团公司自备车运输按固定车底循环进行组织。3、牵牵引引机机车车及及闭闭塞塞类类型型（1）电电力力传传动动内内燃燃机机车车东风 4DD 装车功率 2940kw东风 10DD 装车功率 2200kw东风 7G 装车功率 1840kwGKD3B, 装车功率 2000kw（2）液液力力传传动动内内燃燃机机车车太行型，装车功率 884 kw（3） 闭闭塞塞类类型型：继继电电半半自自动动闭闭塞塞。四四、电电力力牵牵引引与与内内燃燃牵牵引引的的比比较较各种机车牵引都有自己的优缺点，应该发展那一种牵引动力，应该从中平能化集 团和平顶山地方经济发展对铁路运输提出的要求出发 ；
6、根据机车的性能 ，铁路建设的投资和运营成本， 国家的产业政策 以及机车工作对环境的污染程度，进行综合考虑。下面仅从运输的角度做出简要分析。1 1、电气化铁路投资巨大、电气化铁路投资巨大据报道，漯阜铁路按国家原级线路标准修建，为准轨地方铁路 ，设计时速 50km/h。2009 年实行电气化改造， 按照改造方案，漯阜铁路将全线建设成为国 家级复线电气化铁路 。线路全长 20674公里，设计列车运行时速 120 公里/小时，货物发送量可达 16 亿吨。该工程投资估算总额约 60 亿元，折合每公里造价 2902 万元。设想一下，地理位置和基础条件与 漯阜铁路相似的平顶山 矿区铁路，如果 120 公里正
7、线电气化改造；采用 标准低一些， 按单线，列车时速 80 km/h，每公里造价按 700 万元估算。工程总投资为700 万元/公里120 公里=8.4 亿元。按十年银行贷款，年利息率 8%计算，每年利息为 8.4 亿元8%=6720 万元；可见工程投资和利息负担是巨大的。当然，电气化改造的 投资概算，要经过 设计院充分的现场调查，进行可行性 研究才能确定。2、未未来来矿矿区区总总资资源源量量、总总运运输输量量增增长长 不不大大任何一项投资工程都要考虑需求，电气化铁路改造同样是这样。2009 年矿区运输总量为 4600 万吨，在未来可预见时间内 ，矿区煤炭产量增加有限。增长点主要有鲁阳电厂用煤2
8、50 万吨，首山一矿达到设计产量后增加 100 万吨，以及未来的首山二矿 200 万吨，合计 550 万吨。以现有的 24 台内燃机车运输能力， 科学地进行运输组织，基本能够满足需要。3、调调车车、小小运运转转运运输输方方式式更更适适合合用用内内燃燃机机车车担担任任根据现场统计，矿区铁路运输 调车作业要占机车全周转时间的47.75%，区间运行时间占 34.82%，待机时间占 17.43%。由作业性质可以看出，调小运输更适合由内燃机车担任， 而由电力机车担任，运力浪费大，不经济。20092009 年年 1212 月铁运处机车运用情况统计表月铁运处机车运用情况统计表序号序号车号车号运用运用台次台次
9、区间运行区间运行时间时间( (分）分）调车作业调车作业时间（分）时间（分）待机时间待机时间（分）（分）机车周转机车周转时间（分）时间（分）调车作业调车作业钩数钩数运行总运行总公里公里单机公单机公里里1 100300355551200712007167521675245254525332843328426462646580158016196192 2019019393980038003104831048335053505219912199116611661187118714284283 3020020494987508750122631226356955695267082670817161716
10、404440444484485 506006052521302513025133801338055105510319153191519371937685968598678677 708808858581386113861141321413259295929339223392222612261692769278598598 813113153531162111621144421444258855885319483194820942094555855586716719 91581585353576957697169716925742574155121551210761076265526552202
11、201010182182626211258112581966719667430543053523035230281428146036603667367311111831835454102501025014638146385515551530403304032275227550635063592592121209109150509515951514632146324324432428471284711757175748204820458458131309209255551231912319133291332962756275319233192321802180589058905475471414
12、093093535310642106421831418314543654363439234392220922095181518162962915150950954242106501065011122111223591359125363253631700170044524452457457161609609655559834983418967189675967596734768347681971197147254725435435171709709745458619861911749117495073507325441254411754175440584058417417181851215121
13、606010910109101370113701848284823309333093246024605699569949449419195172517237377006700610114101142692269219812198121431143135143514398398202051785178505011151111511345313453650665063111031110183318334869486941941921215181518154549912991219196191964751475133859338592176217648114811455455222251825182
14、333361166116844884484224422418788187881213121336213621243243合计合计2020 台台10091009201218201218275951275951100764100764577933577933391643916496454964541032910329平均平均50.550.510060.910060.913797.613797.65038.25038.228896.6528896.651958.21958.24822.74822.7516.45516.45平均平均百分百分比比34.82%34.82%47.75%47.75%17.44
15、%17.44%100%100% 4、区区间间运运行行电电力力牵牵引引 与与内内燃燃牵牵引引的的比比较较(1)、各各矿矿站站分分支支线线各矿站分支线线路段，坡道陡，到发线、装车线较短。 下行入矿空车的数量主要受 煤矿产量、装车 线装车能力的限制，受牵引力大小的影响不大，单纯提高牵引力并不能提高牵引重量 。而上行重车方向多为长 下坡道，牵引重量多少主要受列车制动能力的限制，基本不受牵引大小影响。以一矿申西站为例，限制坡道为24，由东风 4DD 牵引，按牵引力计算下行牵引 1 10 05 50 0 吨，折合 C64货车 4 48 8 辆空。由于受装车线一次最多只能装 17 个车限制（3 道 16车，
16、4 道 17 车，5 道 15 车、现封锁），分两钩装车 ，故下行只能牵引 3 33 3 个空车。上行牵引重车 3 30 00 00 0 吨（按制动能力核算）， C64 货车 36 辆重。在现有的站场、区间线路条件 下，电力牵引重量并不能增加 ；但是上行下坡道时，电力机车能够施行电阻制动，向电网回馈电能 ，节约能源。（2 2）、干干线线起起伏伏坡坡道道上上以平煤矿区铁路五矿九矿区间牵引为例，限制坡道为11.53。a a、由由 S SS S4 4 型型电电力力机机车车牵牵引引， 机机车车最最低低计计算算速速度度 5 51 1. .5 5 km/hkm/h, ,经经计计算算，牵牵引引重重量量为为 2 28 87 75 5 吨吨。计算如下：G=102Fjy-P(W0+ix)/(W0“+ix)=102431.60.9-150(4.08+11.53)/(1.50+11.53)=2 28 87 75 5t t式中： j机车计算牵
