高铁耗电量巨大,速度那么快!行驶过程中,怎么做到正常供电?
高铁每天在铁轨上高速运行 , 耗电量非常巨大 , 为何却很少听说它们断电?它们是在动车进站以后开始充电 , 还是在高速运行中充电的?如果是以350km/h的速度行驶 , 该如何保证高速行驶中的高铁能够充上电?
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首先 , 高铁运行时速高达350km/h , 每小时耗电量为9600度 , 当高铁时速降为250KM时 , 耗电量仅为4800度 , 即速度越快 , 牵引功率越大 , 耗电量也越大 。 按照电价成本计算 , 电费大致占了高铁票百分之三十的费用 。
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这么大的用电量 , 肯定是需要高载荷电网提供 , 与家庭供电从供电公司输、配电不同 , 高铁用电是直接由电厂发电 , 通过线路输送到牵变电站 , 再通过触网将电传输到高速列车上 。
为高铁供电首先需要电力从电厂出发 , 通过输电线抵达变电所(由高压输电线直接输送过去的电力是不可供高铁使用的 , 它需要通过牵引变电所来调整电压至适用与高铁的数值) 。
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之后电力才能由牵引变电所输送到架空接触网上 , 也就是我们平时所说的高铁头上的电线 , 这里就是高铁直接获取电力的地方 。 架空接触网会与高铁车顶上的受电弓接触 , 以此为媒介获得它运行所需的电力 。
高铁的供电原理和电车类似 , 简单来说 , 就是在铁路上搭一根电线(电网) , 在动车上安一个可以导电的滑轨(受电弓) , 每隔数十千米处就有一个供电单元 , 以此为高铁提供电力 。
具体模式为:电厂——高压输电线——变电所——架空接触网——回流回路
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即从地方电网引入(220kV或330kV)电压到沿线的牵引变电所(50公里左右一座牵引变电所) , 经过所内变压等一系列控制系统后 , 向接触网提供27.5kV的电压 , 中间设有分区所(两个牵引所之间设一座分区所)、AT所(牵引所与分区所之间设一座AT所 , 主要解决末端电压补偿) 。
通俗来讲就是 , 从电厂开始出发 , 通过城市上空的输电线传达到高铁上 , 经过牵引变电后 , 高铁可以从这些电线上直接获取电站牵引出来的电力 , 然后在这些接触网上的电线就会和车顶上的受电器进行接触产生电流 , 接触网相当于火线 , 钢轨是零线 , 它们和高铁构成了一个电回路 , 从而获取到电力催动高铁运行 。
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从这个模式可以看出 , 在供电前端 , 整个系统其实和普通供电一样 , 都是需要发电到电网 , 然后到用户 , 但是高铁有一个明显的区别就是:弓网系统 。
“弓网系统”顾名思义 , 是指由受电弓和接触网组成的电力系统 , 可以用来控制列车的行进与停止 。
电力传输在前半段一直是静态输电 , 但是高铁是运动的 , 因此弓网系统需要一边运动 , 一边为高铁输电 。
高铁的运行并不是一直供电的 , 那么 , 没有持续供电 , 高铁还能高速运行吗?
经常坐高铁的乘客或许曾注意到过 , 在途中偶尔会有“顿挫感” , 这是由于高铁有一段长度为100米左右的“无电区间” , 在电力区段沿线 , 每隔60千米会设立一座变电所 , 通过接触网向高铁供电 , 铁路电力区段会利用列车运行的间隙 , 停止某一区段变电所与变电所向接触网的供电 , 一般叫做开天窗 。
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