高铁跑那么快,怎么快的？——高铁技术详解.docx

高铁跑那么快,怎么快的? ——高铁技术详解大家耳熟的高铁,不一定能详。先来科普下。高铁是用电力驱动的,与传统内燃机驱动方式相比,电力驱动具有无污染、载客量大、动力/ 重量比大等优点。因此, 世界上大多数高速列车都采用电力驱动方式, 即通过铁路沿线的架空高压线电网( 我国都采用工频单相 千伏电压) 对列车供电方式。而安装在列车车顶沿着高压线滑动获取电能的装置叫受电弓。中国南车四方公司副总工梁建英介绍说, CRH380A 采用动力分散的电力驱动方式,全列车顶安装了 4 架受电弓,车下安装了 7台变压器, 14 台变流器, 56 台电机分别安装在 2~15 号车厢的 28 个转向架上。 CRH380A 能量传递有两种方式:牵引方式和再生制动方式。牵引方式时,列车从架空电网获取电能,再经过多个车厢下安装的变压器、变流器等部件变换后给转向架上安装的电动机。变压器能将从受电弓获取的高电压电能转换成将近 2 千伏的中电压电能,变流器能将工频单相中压电转换成频率、电压可变的三相电源给三相电动机驱动列车前进。顺便说下,列车时速 300 公里运行时,人均百公里耗电仅为 千瓦时,相当于客运飞机的 1/12 ,小轿车的 1/8 ,大型客车的 1/3 。京沪高铁全长 1318 公里,这样算下来,全程人均耗电约 48 千瓦时。下面是详解部分: 一、高铁列车的动力来源是交流电还是直流电? 各国高铁基本采用交流电作为高铁列车的牵引网络的电流制式。但是,萌萌的意呆立除外。在高铁电流制式这个问题上,全世界都摸着意呆立过河。二、高速列车如何获取电能作为动力? 从电路角度来看,高铁采取 AT (自耦变压器)供电方式。高铁能够跑起来,依靠的是牵引供电系统给高速列车提供电力。牵引供电为电力系统的一级负荷,但德国是例外,德国高铁电网有独立于德国国家电网。因此,高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路。如图所示: 电力系统与牵引供电系统电力系统与牵引供电系统,一句话简述就是:牵引变电所给架空接触线提供电能,高速列车将架空接触线的电能取回车内,驱动变频电机使列车运转。下面分三点详细解释这三个分句。 牵引变电所牵引变电所为架空接触网提供电能。典型的架空接触网如图 2 所示。典型的架空接触网架空接触网的末端是牵引变电站, 平均数十千米/座。每个变电站伸出两个供电支, 提供不同相的交流电,这就是“供电段”。据此可认为,铁路供电是按照“供电段”来进行划分的。供电段运行模式列车经过两个变电站的“供电段”时,先后通过 A1-B1-A2-B2 四个供电支。为保证供电安全, 各供电支之间并非直接连结,而是存在确保电气绝缘(隔离)的结构或设计,因此各供电支之间不会短路。列车从一相运行到另一相这个过程, 叫做列车的过分相。电分相是线路上极短的一个区域, 列车运行过程中,过分相瞬时完成。因此,牵引变电所给架空接触网供能的过程可以简述为: 牵引变电所给各供电支提供电能,列车接受供电支的电能以维持运动,不断完成过分相-受流的循环(供电段)的同时向前运行。 架空接触网及弓网系统受电弓与架空接触网合称受电弓- 接触网系统, 简称弓网系统。上文多次提到的架空接触网, 是弓网系统的一部分。弓网系统是牵引供电系统中的固定/ 移动设备结合点。换个通俗的说法,列车运行过程中, 牵引系统从变电站