第二次研讨课研究报告
电气一班 王杨
上周进行了我们电气系第二次研讨课，这次研讨课与第一次不同，由我们自由结合成小组，查阅相关资料，对讲座留下来的问题进行探讨研究后，合作作出PPT，并在研讨课上进行演示。这次研讨经历无疑提高了我们查阅和利用资料的能力，培养了我们团队合作的意识，激发了我们独立自主思考的兴趣，我想这才是我们研讨课开设的最大目的吧！下面我对我们上节课的研讨课进行报告。
上节课我们主要探讨和展示了两个问题：?电力机车与蒸汽机车以及内燃机车比较在经济上，技术上有什么优势及不足？?发电和输电为什么要使用三相交流电？
?众所周知，我们的机车从蒸汽机车，内燃机车一步步发展成现在的电力机车，我们的技术肯定在不断地进步，但新技术出现的同时肯定会带来新的问题。与蒸汽和内燃机车相比，电力机车作为新一代铁路运输技术，其能耗更小，速度更高，安全性更高；但其也有自身的局限性。
就三种机车的单位能耗来说，蒸汽机车、内燃机车和电力机 车的平均单位能耗分别为378.1kg 原煤/万t*km、25.1kg 柴油/万t*km、 111.6kWh 电力/万t*km，折算为标准煤后分别为270.1kgce/万t*km、 36.5kgce/万t*km 和13.7kgce/万t*km，由此可见，内燃机机车的单位 能耗只有蒸汽机车的 1/7，而电力机车的单位能耗不到内燃机车的 40％，这表明电力机车具有最高的能源利用效率。因此，在我
国铁路 运输量不断增长的情形下，加快铁路电气化建设和提高电力机车的牵 引比重是降低我国铁路行业能源消耗的重要途径。 而且采用电力牵引，不仅可以节省燃料，更重要的是还可以提 高行车速度。从工作效率角度而言，采用电力牵引无疑为人们节约了 许多时间，从而在时间效益上提高了经济收益。另外，电力牵引相比 于蒸汽牵引与内燃机牵引，在污染物的排放上也优秀许多。所以从可 持续发展的环境效益考虑，可以为日后的废物处理节约一大笔费用， 这种无形上的经济效应也是我们不能忽视的。
新技术的发展也将带来新的问题，也有它自身的局限性。在技术的先进性和其经济的合理性之间的矛盾同样也存在于这里。我们都知道，采用电力牵引的前提条件是需要建设庞大的电力网和许多发电站，这为电力牵引增加了一大笔前期成本。因此，在决定采取哪种牵引方式之前，我们要综合考虑牵引地形，牵引长度以及该路段的使用期限等多方面因素，然后采取最合理的牵引方案。正因为如此，在目前阶段，世界上很多山区和偏僻地区仍然以蒸汽牵引或内燃牵引作为主要的牵引动力。如我国青藏线就用的是HXN3高原型内燃机车。 ?三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。目前，我国生产、配送的都是三相交流电。
三相交流电相位互差120°，任意两相之间的线压相同，使其较之单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换为机械能方面都有明显的优越性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造单
相发电机、变压器省材料，而且构造简单、性能优良。又如，用同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%，三相旋转电机的瞬时功率是恒定的，其瞬时转矩也是恒定的，运转就比较平稳；在输送同样功率的情况下，三相输电线较单相输电线，可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。
使用更多相时会使发电、输配电及用电环节变得复杂，输电线路根数要增加，发电机、变压器、电动机等设备也趋于复杂化，增加制造成本；当然大容量设备假定使用四相交流电单从设备制造上也许会更合理，但电网就不同了。并且三相不平衡已经引起很多问题了，相数多了会更加复杂。
当然，还有一种说法是三相交流电发明后，迅速占领了市场。而不能因为四相或其他相比三相更优而拆除整个世界的输电网去重新铺设。由此可以得知，在满足人们需要下，综合比较，三相交流电效率最高。
参考资料：上海交通大学Shanghai Jiao Tong University 学年论
文：【论述铁路机车牵引动力的经济合理性——郑皓晖】 《工程经济学》（第四版） 2009 同济大学出版社。
《1990~2005 年中国铁路机车的耗能分析》何吉成黄茵徐雨晴 （中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京１０００８ｌ； 中国气象局国家气候中心，北京１ ０００８ １）
知乎，电气工程师：Patrick Zhang 关于【为什么交流电是三相的？很有趣的一个问题】的回答
电力机车与蒸汽机车以及内燃机车比较, 三相交流电？
