電力供應

Power Supply

Updated 22,August 2000

Voltage of railways in HK

東鐵: 25000V AC 50Hz in single phrase

西鐵: 25000V AC 50 Hz in single phrase

地鐵: 1500V DC

機鐵: 1500V DC

輕鐵: 750V DC

使用交流輸電和直流輸電的分別:

交流電的波形呈sin curve , 而直流電的波形是直線 , 因此和同電壓

的直流電比較 , 交流電的所能輸送的電能(electrical energy)相對較

少 , 根據 Power=Voltage*current 公式 , 欲提高輸電效率(Efficiency) ,

當使用交流輸電時必須採用較高電壓。同樣 , 當採用高電壓輸電時

(原因請參照下文) , 必須採用交流電以避免有過大的能量通過電纜。

如果各位有仔細觀察地鐵架空電纜的話 , 會發覺接觸線是由兩條導

線所組成的 , 為什麼 ? 因為地鐵是採用直流輸電 , 正如上文所述 ,

直流電所產生的能量比交流電大得多 , 加上地鐵班次繁忙 , 一條導

線不足負荷這樣大的電能 , 所以接觸線便需要兩條導線了。

地鐵架空電纜的雙接觸線

 

     

     交流電的波形                   直流電的波形

倘若採用高電壓輸電,因為可減少輸送電力時電流的損耗,能夠

增加電力傳送的距離,使變電站距離增加,所以交流電氣化鐵路

的變電站數目較少。因交流電會產生電磁感應,會對通信線路造

成干擾,所以需裝設防護設施。倘若列車上裝設電力再生制動系

統,將電力送回使用交流電的電車線時需對準波形。

The power network of MTR

地鐵供電網絡簡圖

電力公司以 132000V 的電力傳送給地鐵的輸電網絡後再降壓變成

33000V, 在地鐵的變壓支站(Traction Substation) , 電壓降至1500V

後再送上電車線供給列車使用。雖然電力公司己有為地鐵而設的

輸電網絡 , 但地鐵也有自己的33000V輸電網絡 , 貫通整個地鐵系

統。原因有二 : 當其中一個電力公司的輸電系統發生故障時 , 電力

可透過這個網絡 , 繼續供電給電車線 (即所謂的雙電源供電) , 使列

車服務不至中斷* ; 另外 , 電力公司在計算電費時 , 會以每日的最高

耗電量計算當日的電費 , 地鐵為減少最高耗電量 , 控制中心的電力

配置員會分別從兩間電力公司的供電網絡把電力平均分配到地鐵

各系統 , 當中便要靠這個「私家」網絡輸電了 !

* 在這種情況下 , 電力不會供給一些與鐵路系統運作無多大影響的

設施使用 , 如廣告燈箱。

The power network of Light Rail

輕鐵供電網絡簡圖

輕鐵的電力由電力公司先供應 132000V 的交流電到兩個分別位於

河田和水邊圍的變壓站降壓成 11000V , 再輸送到十三個變壓分站

降壓成 750V 的直流電 (供給架空電纜使用) 和 380V / 220V的三相

交流電 (供給車站使用)。

這種設計的好處是電力能夠平均地輸往各電力區間 , 防止電力輸

送過度集中 , 並使各區間的電壓平均 , 倘若發生故障 , 也能減少受

影響的區段。

        

東鐵的132kV>25kV變壓器              地鐵的33kV>1.5kV變壓器

電壓轉變

因東鐵的電纜把電流固定在200A , 根據公式V=I*R , 所以電壓會隨

行駛列車數量而改變。若列車數量少的話 , 電壓可升至27kV ; 若列

車數量增加 , 電壓會降至19kV。另外 , 因電纜也有一定電阻的關係

, 電壓會隨電纜長度而有輕微下降。

輔助電源

UPS

UPS (Uniterruptible Power Supplies) 其實是一個安裝在車站附近的蓄

電池 , 當正常的電力供應出現故障或不穩定時 , 它便會負責提供所

需的後備電力給訊號、通訊、照明等設施使用 , 而它在香港各條鐵

路上的主要作用包括 :

地鐵 : 保安系統、售票機、車站電腦系統 ;

輕鐵 : 訊號、通訊、控制系統、緊急照明、月台八達通裝置。

裝置在輕鐵車站附近的UPS

 


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