高鐵供電全過(guò)程

我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的高鐵列車(chē)都是電氣機(jī)車(chē)，靠接受接觸網(wǎng)送來(lái)的電流作為能源，由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)的車(chē)輪。此外，高鐵車(chē)廂照明、我們飲用需要的熱水、剎車(chē)制動(dòng)乃至充電插座等都需要電。

對(duì)于高鐵列車(chē)來(lái)說(shuō)，每節(jié)車(chē)廂里分配的功率基本是平均的，因此每個(gè)插座的額定電流、相應(yīng)導(dǎo)線的粗細(xì)都是受到限定的。他們就像我們?nèi)松眢w里的毛細(xì)血管一樣，電流從其中通過(guò)，如果某一處的功率過(guò)大(即使是迷你電飯煲的額定功率也會(huì)有300瓦左右)，就會(huì)造成毛細(xì)血管爆裂，嚴(yán)重的后果就像腦溢血，這就非常容易引起電氣火災(zāi)。

1. 高鐵如何獲取電能?

其實(shí)高鐵的電也是來(lái)自大電網(wǎng)。大家可能首先想到的就是線路兩旁一根根的電桿和列車(chē)頭頂密如蛛網(wǎng)的電線。高鐵與普通鐵路最明顯的不同在于，它除了地上一條線(軌道)、還有天上一張網(wǎng)(接觸網(wǎng))。從天上到地下，一套復(fù)雜完整的大系統(tǒng)為高鐵的運(yùn)行提供了保證。

高鐵能夠跑起來(lái)，依靠的是牽引供電系統(tǒng)給高速列車(chē)提供電力。高鐵牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所、架空接觸網(wǎng)、回流回路。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：牽引變電所給架空接觸網(wǎng)提供電能，高速列車(chē)將架空接觸網(wǎng)的電能取回車(chē)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)使列車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)。

那么，高鐵的動(dòng)力來(lái)源是交流電還是直流電?各國(guó)高鐵基本采用交流電作為高鐵列車(chē)的牽引制式，牽引供電為電力系統(tǒng)的一級(jí)負(fù)荷。德國(guó)高鐵電網(wǎng)獨(dú)立于德國(guó)國(guó)家電網(wǎng)。我國(guó)的電氣化鐵路選擇了25千伏單相工頻(50赫茲)交流供電制式。

2. 高鐵運(yùn)行要消耗多少電能?

事實(shí)上，高鐵可謂是最為省電的交通工具之一。專(zhuān)家介紹，高鐵具有能耗低、無(wú)污染、載客量大、動(dòng)力/重量比大等特點(diǎn)，是節(jié)能環(huán)保的交通工具。以京滬高鐵為例，列車(chē)時(shí)速300公里運(yùn)行時(shí)，人均百公里能耗僅為3.64度電，相當(dāng)于客運(yùn)飛機(jī)的十二分之一，小轎車(chē)的八分之一、中型客車(chē)的三分之一。京滬高鐵全長(zhǎng)1318公里，這樣算下來(lái)，京滬一次旅行人均能耗約為48度電。

3. 高鐵牽引供電系統(tǒng)由哪幾部分組成?

首先是高鐵的動(dòng)脈——接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)由許多金屬導(dǎo)線組成，鐵路有多長(zhǎng)，接觸網(wǎng)就有多長(zhǎng)，它擔(dān)負(fù)著向機(jī)車(chē)組直接輸送電能的使命，所以也被人們比喻為電氣化鐵路的“大動(dòng)脈”。

接觸網(wǎng)是在露天設(shè)置，不但受到各種氣象條件的影響，而且還受到電力機(jī)車(chē)行走時(shí)帶來(lái)的動(dòng)作用力，加上接觸網(wǎng)又無(wú)法設(shè)置備用的條件，所以接觸網(wǎng)的工作環(huán)境非常惡劣。

高鐵列車(chē)車(chē)頂上那個(gè)像大辮子一樣，從列車(chē)車(chē)頂伸上去的折疊裝置，稱(chēng)為受電弓，是列車(chē)從接觸線獲得電能的機(jī)構(gòu)。與受電弓直接接觸的那條線，就是接觸線，接觸線是架空接觸網(wǎng)的一部分。高速列車(chē)通過(guò)受電弓將架空接觸線上的電能取回車(chē)內(nèi)。受電弓/接觸網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)弓網(wǎng)系統(tǒng))良好的服役性能是保證高速列車(chē)可靠、安全運(yùn)行的基本條件。

高鐵的“心臟”是牽引變電所。它的主要任務(wù)是為架空接觸網(wǎng)提供電能，將電網(wǎng)送來(lái)的三相高壓電變換成適合。電力機(jī)車(chē)使用的單相交流電。除此而外，它還起著供電保護(hù)、測(cè)量、控制電氣設(shè)備提高供電質(zhì)量，降低電力牽引負(fù)荷對(duì)公共電網(wǎng)影響的作用。為確保牽引供電萬(wàn)無(wú)一失，牽引供電系統(tǒng)都采用“雙備份”模式，兩套設(shè)備通過(guò)切換裝置可以互為備用并隨時(shí)處于“熱備”狀態(tài)，以備不時(shí)之需。

牽引變電站平均數(shù)十公里一座。每個(gè)變電站伸出兩個(gè)供電支，提供不同相的交流電，這就是“供電段”。鐵路供電是按照“供電段”來(lái)進(jìn)行劃分的。列車(chē)經(jīng)過(guò)兩個(gè)變電站的“供電段”時(shí)，為保證供電安全，各供電支之間并非直接連接，而是存在確保電氣絕緣(隔離)的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)，因此各供電支之間不會(huì)短路。