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高铁每小时消耗9600度电,行驶途中怎么充电?半路断电怎么办?

  
知道吗?高铁一小时要消耗9600度电,够家用空调开30年!
如此巨大电量从哪来的?高铁又是怎么充电的?难道像电动车一样,每天用完了都要专门找充电桩充电吗?
高铁每小时消耗9600度电,行驶途中怎么充电?半路断电怎么办?(图1)
据相关数据显示,一辆时速250km的高铁,一小时耗电量大约4800度,一辆时速达到350km的高铁,一小时耗电量更是达到了9600度,这些电量可以供某些节能空调持续运转30年。
这么大的耗电量,究竟是从哪来的?与普通家用电又有什么不同?
实际上,高铁用电和普通居民用电都是公共电网提供的,只不过不同的是,普通居民的用电是由当地区域的供电公司进行配置和输送的。
高铁每小时消耗9600度电,行驶途中怎么充电?半路断电怎么办?(图2)
而高铁属于供电公司的特殊客户,用电标准自然与普通居民不同。高铁的用电是通过铁路部门控制下的牵引变电站进行转化,然后再通过接触网进行供给。
一般情况下,高铁动车组牵引供电系统主要包括牵引变电站、接触网和回流回路等输电环节。
高铁每小时消耗9600度电,行驶途中怎么充电?半路断电怎么办?(图3)
高铁用电与普通居民用电有着较大的差距,一方面体现在电压上,家用电压通常是220V,但是高铁的电压是特定的,在电网供电序列中不会展现。
另一方面,家用电网中的交流电是三相的,而在我国的高速铁路中,一般都使用50赫兹,25或27.5kV的单相交流电。
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高铁自身是没有发电装置的,所有的用电只能通过铁路沿线的电力牵引供电系统提供,通过变电和配电的流程才能够完成供电工作。
变电环节就是指通过变压器,将电厂传送来的220kV电压转化成27.5kV,只有这样才能供给动车使用。
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配电环节在电力系统中能够与用户进行直接对接,分配电能。
一般情况下,高铁动车的轨道上空都会布置有接触网,高铁在高速行驶的过程中,通过车顶的受电弓来接收电力。
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值得注意的是,在这个过程中,动车的受电弓与接触网必须采用“Z”字形接触的方式实现供电,才能够减少摩擦带来的损耗,延长电力设备的使用寿命。
电流通过接触网进入动车之后,还需要在动车内的高压设备箱和牵引变压器等设备中进行中转,形成五种特定的恒定电流,供给列车上的不同设备使用。
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其中有两种电源关乎着乘客的出行舒适度,一种就是单相AC400V电流,电车中的换气装置,温度调节和热水都需要靠它来完成。
另一种,便是常见的AC220V电流,主要支持动车车座上的插座电源,可供给乘客充电使用。
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除此之外,大家都会发现,列车在行驶过程中,灯光自始至终没有发生过任何变化,这就需要DC100V的电流支持。
以复兴号动车组为例,当前应用了多元化的照明控制模式,车厢和走廊内的灯光都会随着外界环境的变化而自动进行调节。
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为什么动车组的电力供应要搞得如此复杂呢?实际这与它的供电方式和供电难度密切相关。
高铁应用交流电,可以实现电能的远距离输送,电能损耗就小。
由于列车的速度极快,导致受电弓与接触网在每一接触点的停留时间十分短暂,就需要较高的电压等级才能实现高铁电力的正常供应。
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国家对高铁供电电压做了明确的规定,时速为160km的低速铁路的额定输送电压为27.5kV,考虑到环境和各种特殊因素的影响,动车组受电弓承受的电压负荷在20kV~29kV之间。
时速为350km的高速铁路也遵从这一原则,只不过在时间上做了限制,允许长时间持续的最高电压就为27.5kV,29kV电流最长只能持续五分钟。
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除此之外,高铁线路沿途建设的牵引变电站距离合理的设计范围一般在60km~70km左右,既能够保证车辆的平稳运行,又能够减少电能的消耗。
实际上,高铁在运行过程中不会一直持续供电,有时经常会通过一段无电区间,这段距离大概有100m左右。在这个时候,列车是没有电的,但是可以凭借惯性直接划过,乘客几乎没有感觉。
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人们关注的高铁在运行过程中突然停电问题是有概率发生的,但是不要慌,高铁设计师们早已未雨绸缪,给出了很好的解决方案。
首先,在高铁动车的顶部都会装有大容量的蓄电池,通过直流逆变器,可以维持高铁运行一段时间。
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其次,如果蓄电池电量耗尽,那么高铁上的指挥系统会向最近的沿途牵引变电站进行求救。随后便会通过内燃机动力车头,将高铁动车组拖拽到需要到达的车站,当然这种可能性是很小的。
近年来,由于恶劣的天气等外部环境因素影响,出现了高铁接触网故障的停电事故,给人最显著的感觉,就是车内的温度不断上升。
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当遇到这种情况时,作为普通旅客的我们,一定不要慌。
首先,应当平复心情,保持冷静,不要造成没有必要的骚乱,也不要试图打破车窗,安静等待救援。
其次,要及时补充水分,停电后,动车的车厢内部会形成闷热的环境,会造成人体脱水的情况出现。
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最后,就需要乘客安静地坐在自己的座位上,等待恢复供电或救援。
现如今,中国高铁技术已经实现独立自主设计,已经走在了世界前列。当前中国高铁就需要做到切实保障用电输送,减少故障的发生,保障乘客的出行安全,为中国经济发展继续发挥重要作用。
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