高速铁路列车,给现代人的出行,带来诸多便利,千里之遥朝发夕至,随着高铁运行提速,甚至每小时200公里起步的高铁,跑出千里只需要5个小时左右。这是从前交通不便的时期,做梦都想不到的情景。那么高铁如此高速奔跑,使用的电能如何供给?高铁列车运行速度非常快,高铁头顶上的高压电线,为何却磨不断?
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高铁列车一般一节车厢自重达到60吨,满载之后更是百吨起步,一半连接8节或者16节车厢,形成干线快跑,安全高效的运行模式。高铁列车依靠高压电网送电,保障线路的电力充足,同时还有备用线路,确保高铁在运行中不会因为突然停电出现安全隐患,从而保障了公共交通的安全运行。
高铁的车顶上,有一个受电弓,也叫做取电弓,高速行驶的车辆,摩擦力非常强大,但是头等的电线通过悬吊,保持平行,和轨道之间始终保持一个设计的夹角,留有幅度空间,接触网的电线和铁轨的角度并非平行,这个夹角保证了受电弓在横向来回移动,因此不会高频次只摩擦一个点位,就不会出现磨断电线的情况,
高铁运行耗电惊人是真的吗?
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高铁每运行一小时,就要耗电一万度左右,达到这个电量是够惊人的,而且运行成本仅电费一项累计下来,都是很可观的数字了。
高铁的运行速度在不同路段,会做出不同的调整,比如隧道和普通路段,就会有减速的区别,而不同的速度决定不同的动力支持,因此高铁耗电量的大小,有所不同。
高速列车每小时运行速度都是200公里起步,在250公里作为平均速度运行条件下,一小耗电达到4800多度,也就是5000度以内。
而按照每小时350公里速度高速行驶,一小时的耗电量将会达到9700度左右,也就是一万度以内,因此高铁运行一小时,耗电一万度的说法,是有迹可循的。
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作为动辄几百吨的高铁列车,行驶过程中还要有不同路段,地形的影响,风阻等外在因素影响,因此对于耗电的产生,都是正常数值以内。而高速行驶之所以更为耗电,是因为速度加快的同时,车辆行驶中承受的风阻就越大,消耗的燃料动力系统的功率就更大。
高铁的整体材料,都是经过科技研发之后,经过科学配置合金消磁材料,打造出来,我国从最初整体都需要从国外进口,到逐渐攻克研发难题,实现了国产高铁的整套部件,形成了一整套的高铁设计,铺设,运行,管理和维修的技术体系,不仅为我国打造出世界第一总里程的高铁网络,还能携带技术走出国门,帮扶其他国家修建高铁。
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高铁运行所使用的高压电,属于交流电,用的是交流电。目前我国高铁采用的供电方式,为国电气化铁路工频供电所,使用带负馈线的供电方式,和AT供电方式,这两种供电方式主要是从高压网络取电,经过技术处理,不会对附近的通信基站等信号造成额外的干扰和影响,从而保障不同线路之间的各自平稳运转。
以前较早投入使用的高铁,都是负馈线供电方式,后期建造的运行速度超过每小时250公里的高铁,供电方式都是AT供电,在整体技术层面,都有升级的体现。
高铁的供电臂长度为30公里到40公里左右,涵盖在这个区域有2--3个AT区段,跨越区域的不同的两个变电所之间,会有一段长达百米的无电滑行区域,从而避免了跨区供电的衔接问题。而高铁每次经过这样的无电滑行区域时,因为速度很快,依靠高速行驶的惯力牵引而过,人们几乎根本无从察觉。
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为什么会有变电所?这是因为高铁所用的高压电,需要通过变电器,把110kv或220kv功率的三相高压电源,通过交-直-交的变电方式,变为适合高铁平稳运行的1到2个单相27.5kv工频变流电,从而保障整个用电系统的安全。
此外为了节能,高铁也有变频系统,随着受电弓从接触电网的已经完成降压的电流,能快速切换2组到3组相对独立的牵引系统,一旦出现系统故障时,备用的电力系统就会瞬间启动,不会搞成电力原因导致的危险故障。
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也有消息称,高铁研发技术在不断改进,未来还会推出每小时运行只需要消耗集几百度甚至几十度电的高铁,让我们拭目以待,期待科技创造的下一个奇迹!