随着交通方式的多样化,人们的出行变得更加方便了。绿皮火车似乎成为了遥远的回忆,现在人们更倾向于乘坐高铁。 但事实上中国并非第一个修建高铁的国家,甚至可以说发展也是比较晚的,所以能发展到这个地步实属不易,其中许多的关键技术都凝结了不少人的心血。 记忆中的绿皮火车 许多人对高铁最大的疑惑就是,这家伙是依靠电力来驱动的,那么耗电量肯定很大。 问题是,如何让运行中的高铁保持稳定的供电呢? 事实上,如果高铁以350公里/时的速度行驶,仅仅1个小时就要耗费9600度电。那么高铁到底是怎么供电的,和普通电相比有什么区别呢? 绿皮火车与高铁擦肩而过 中国高铁的发展我们先来简单地回顾一下中国高铁的发展历史,具体可以划分为初始化探索时期、国产化长大时期、自主化提升时期和智能化发展时期四个阶段,在这些时期分别获得了不同的成就。 起步阶段大约是在1994年到2003年期间,当时我国于1994年年底,在广深淮高速铁路开展了运行速度为170公里/时的综合实验,验证了线路和车辆的控制系统。 在后续的秦沈客运专线建设当中,采用了220KV的单相变压供电技术、带会溜得直接供电方式以及全补偿简单直链形悬挂,这些均是我国自主研制的电气化设备。 秦沈客运专线 积累长大期是在2004年到2007年,这期间对部分铁路进行了大提速,让高铁更加符合它的“名字”。在这个过程当中按照“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的政策,开展了高速动车组的联合设计,使得产业化结构初步形成。 高铁提速 全面提升期则相对较长,从2008年到2016年。不过,该阶段的提升应该还是很明显的,相信大家对此都深有感触。 在牵引供电方面,京沪高铁的系统建成标志着我国高铁电气化完全进入了国产化的阶段,已经建立成了完整成熟的300到350公里/时和200到250公里/时的牵引供电运营体系。 我国高铁发展突飞猛进 最后则是和当下接轨,高铁进入了智能化发展阶段。所谓的智能高铁就是采用云计算、大数据、北斗定位等先进技术,使得旅客出行更方便,铁路运营更安全环保,智能化高铁有利于我们保持竞争优势。 高铁智能化 总之中国高铁就在短短的几十年之间,实现了从无到有。 根据数据来看,截至2014年,我国已投运的高铁里程就达到了11132公里,占到了世界高铁运营里程的一半。在近几年的持续开发下,可能早就破了新的记录。 由于高铁均采用电气化,而电气化铁路相比其他牵引方式,其供电系统的设备更多、构造也更加复杂。 那么,高铁的牵引供电到底是怎么做到的? 牵引供电系统 高铁牵引供电系统不知道大家在乘坐高铁之前有没有细细端详过列车附近的设备,可能在我们眼中只看到了比较密集的电线。 高铁主要是由三相220kV的电网供电,当然部分地区可能不一样,比如某些西北地区采用的是330kV。
高铁如何供电 有些人可能会看漏单位,认为高铁的供电电压原来也不咋地。但我们的民用电压单位是伏,而高铁供电是千伏,这二者的差距还是非常大的。 不过高铁不仅供电电压很大,其耗电量也很惊人,咱们前文中就说了,如果让高铁以350公里/时的速度运行1小时,其耗电量就能达到9600度。 如果我们将其与小家的民用耗电量相比,那肯定就是蚊子和大象的区别。 当然,由于高铁的特殊性,它的用电还是和我们有些区别的。国家会刻意给高铁“开小灶”,让高铁不用担心“停电”的问题。 国家会给高铁“开小灶” 高铁会通过车顶的受电弓来传输电,让这些来自头顶电线的电能够传递到高铁身上。说到这儿,大家应该明白什么叫做“牵引供电”了。 除此之外,高铁在运行的过程中其实也不是时刻都需要用电的。 在变电所和供电臂之间的空白地带,是没有电的,当然这个距离大概只有100米左右,所以即使路过,也很难被人感受到。 受电弓 综上所述,高铁用的电从本质上来说和普通用电没啥区别。 主要的区别就在于它的供电走的是特殊线路,并且整个供电系统和大家所想的也有一些差异。 不过由于我国使用的是交流电,所以高铁用电的浪费现象还在可以接受的范围内。 而高铁的供电方式虽然显得更加先进,却也有着缺点。那就是高铁牵引供电设备的服役状态会随着时间发生变化,因此其中一些性能不正常的表现就会威胁到高铁运行。 要知道就高铁的行驶速度来说,这可不是小事,所以工作人员不仅会定时检查,还建立了高铁供电安全监测系统,为高铁的安全保驾护航。 工人定期检查维修 高铁供电安全监测系统在高铁快速发展的背景之下,确保牵引供电系统设备的安全运行就成为了最基本的事情。 为此6C系统出现,这之中包括了多个装置,比如高速弓网综合检测装置、车载接触网运行状态监测装置、受电弓滑板监测装置等等,通过对高铁的供电系统实施全方位检测,确保其能安全运行。 高铁的6C系统 需要注意的是,每一个监测装置的功能都不一样,比如受电弓滑板监测装置,就是实时监测接触网和受电弓状态的。 再怎么说受电弓也是重要的牵引设备,所以它肯定是不能出纰漏的。 工人检查受电弓 其实不论是安全监测系统的建立,还是无数人对高铁关键技术的摸索和创造,都说明了我们确实在步入国产化阶段之后,想凭借着自己的实力,一步一个脚印将中国的高铁建设的越来越好。 并且单以目前高铁的牵引供电系统来说,依旧存在许多不足,不少关键技术都需要进一步的发展。 高铁仍需继续发展 牵引供电技术仍有进步余地首先就是咱们在前文中提到的中国高铁需要步入智能化阶段,而这就代表着牵引供电系统也要实现同步智能化。 简单来说,高铁未来应该具备自我状态感知、主动预警和修复等功能。 其次就是牵引供电新型节能技术的发展,虽然电气化轨道交通当中有能耗是在所难免的,但是我们还是想尽可能地“省电”。 目前大量新技术的出现,都为实现这一情况带来了机会。 开发牵引供电节能技术 最后就是牵引网及供电设备的安全性和可靠性提升,由于设备和结构的复杂性,高铁的供电安全仍需协调提升,并且此前的那种安全评估体系可能已经落伍了。 总的来说,中国高铁作为新时代经济社会发展的重要引擎,在这些年间经历了华丽的蜕变。 它不仅给我们的日常生活带来了极大的方便,也推动了经济的发展。 从前需要坐着绿皮火车摇晃好久才能抵达的远方,现在只需要几个小时就能到了。 高铁方便了旅游,带动了经济 并且中国高铁的发展目标不止局限于国内,我们希望能够成为世界高铁的领跑者,走出国门,向世界“安利”中国高铁,积极参与各地的铁路建设,最终实现共赢。 中国高铁的飞速发展,确实是一件值得骄傲的事情,期待中国高铁可以拥有更好的明天! |
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