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揭秘時速350公里的“復興號”電從哪里來?

今天(9月21日)起,全國鐵路實行新的列車運行圖。京滬高鐵“復興號”從今日起正式提速,有7對動車組率先以時速350公里開跑。多家媒體進行了跟蹤直播。


公開資料顯示,“復興號”中國標準動車組最高試驗時速可達400公里以上。據介紹,這得益于其擁有一整套高端動力系統,靠的是包括牽引電機、牽引變壓器、牽引變流器技術在內的牽引傳動系統、高壓系統等核心技術的整體提升。目前,我國具備自主設計、自主制造動車組核心動力的能力,成為世界上少數全面掌握這一技術的國家之一。

現在,火車跑得快與電密不可分。牽引供電系統送電啟動是一項組織性、技術性強,涉及面廣的復雜操作。一般來說,火車的電是從哪里來的呢?
高鐵如何獲取電能
其實高鐵的電也是來自大電網。大家可能首先想到的就是線路兩旁一根根的電桿和列車頭頂密如蛛網的電線。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(接觸網)。從天上到地下,一套復雜完整的大系統為高鐵的運行提供了保證。

高鐵能夠跑起來,依靠的是牽引供電系統給高速列車提供電力。高鐵牽引供電系統包括牽引變電所、架空接觸網、回流回路。簡單來說就是:牽引變電所給架空接觸網提供電能,高速列車將架空接觸網的電能取回車內,驅動變頻電機使列車運轉。

那么,高鐵的動力來源是交流電還是直流電?各國高鐵基本采用交流電作為高鐵列車的牽引制式,牽引供電為電力系統的一級負荷。德國高鐵電網獨立于德國國家電網。我國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。
高鐵運行要消耗多少電能?

事實上,高鐵可謂是最為省電的交通工具之一。專家介紹,高鐵具有能耗低、無污染、載客量大、動力/重量比大等特點,是節能環保的交通工具。以京滬高鐵為例,列車時速300公里運行時,人均百公里能耗僅為3.64度電,相當于客運飛機的十二分之一,小轎車的八分之一、中型客車的三分之一。京滬高鐵全長1318公里,這樣算下來,京滬一次旅行人均能耗約為48度電。
高鐵牽引供電系統的組成


首先是高鐵的動脈——接觸網。接觸網由許多金屬導線組成,鐵路有多長,接觸網就有多長,它擔負著向機車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“大動脈”。

接觸網是在露天設置,不但受到各種氣象條件的影響,而且還受到電力機車行走時帶來的動作用力,加上接觸網又無法設置備用的條件,所以接觸網的工作環境非常惡劣。

高鐵列車車頂上那個像大辮子一樣,從列車車頂伸上去的折疊裝置,稱為受電弓,是列車從接觸線獲得電能的機構。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的一部分。高速列車通過受電弓將架空接觸線上的電能取回車內。受電弓/接觸網(簡稱弓網系統)良好的服役性能是保證高速列車可靠、安全運行的基本條件。

高鐵的“心臟”是牽引變電所。它的主要任務是為架空接觸網提供電能,將電網送來的三相高壓電變換成適合。電力機車使用的單相交流電。除此而外,它還起著供電保護、測量、控制電氣設備提高供電質量,降低電力牽引負荷對公共電網影響的作用。為確保牽引供電萬無一失,牽引供電系統都采用“雙備份”模式,兩套設備通過切換裝置可以互為備用并隨時處于“熱備”狀態,以備不時之需。

牽引變電站平均數十公里一座。每個變電站伸出兩個供電支,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”來進行劃分的。列車經過兩個變電站的“供電段”時,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)的結構或設計,因此各供電支之間不會短路。

 

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