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1小時損耗9600度電,高鐵是如何供電的?高鐵虧損是因為電費嗎?
- 由 叫獸科普 發表于 垂釣
- 2023-01-06
電線燒了還能用嗎
你知道嗎?據統計顯示,高鐵執行一小時的耗電量,相當於一個普通家庭
4到5年
的用電量,那麼高鐵是怎樣維持電力的?高鐵所用的電和普通電又有何不同?
高鐵如何提供動力
高鐵已經成為現在人們出遠門的不二之選,因為高鐵不僅舒適又幹淨,而且速度非常的快。那麼,你們知道高鐵使用什麼提供動力的嗎?內燃機?不不不,高鐵不燒油,也不燃氣,高鐵用的是
純電力驅動
。
那麼高鐵為什麼不用內燃機呢?還是因為快,因為想要到達非常快的速度,內燃機是滿足不了需求的。先了解一下內燃機,通俗地說,
內燃機就是將內部燃料燃燒,燃燒放出的熱量,轉化為發動機的動力的機器
。這個過程叫做
能量轉換
,是將
熱能轉化為機械能
。
內燃機的工作,主要由
進氣、壓縮、燃燒、膨脹
四部分組成。由於工作環節比較多,每一個環節都存在能量的損失,這種情況我們稱為,
能量轉換中的能量損耗
。這就使得,內燃盡的
最佳熱效率只有40%
,能量利用率連一半都不到。
反觀不同型別的電機,由於工作環節少,
最佳熱效率能達到80%以上
。這就代表電機的工作效率,是內燃的兩倍還多。此外,由於工作原理不同,在工作過程中,不存在像燃油機一樣的磨損問題,使得電機擁有
轉速快和工作壽命長的特點
。綜合來看,對於速度要求極高的高鐵來說,電機一定是最佳的選擇。
高鐵的最高時速是
350km/h
,這樣的速度,一定需要龐大的用電量,這樣大的供電量是從哪提供的呢?
高鐵如何供電
高鐵的時速分為兩類,分別是
250km/h
和
350km/h
,其中,時速250千米的高鐵,耗電量為每小時
4800度電
,而時速350的高鐵,耗電量更是達到恐怖的
9600度電
。9600度電是什麼概念呢?咱們用用電量最大的夏季來舉例,在正常使用、空調、冰箱、熱水器的情況下,普通家庭的用電量在
250度左右
,而9600度電,相當於一般家庭3至5年的用電量,這還僅僅只是一個小時。
如此高的耗電量,電力究竟是哪來的呢?答案是:
公共電網
,不管是普通家用電,還是高鐵用電,都是由公共電網提供的。但是高鐵是快速移動的,總不能直接給你接一根幾百公里的電線吧,所以高鐵用的是一套別的裝置。
不知道大家坐高鐵的時候有沒有細細觀察過,高鐵的頂部是有一些弓形類似天線的裝置,那其實就是給高鐵輸送電流的裝置——
受電弓
和
接觸網
。鐵路牽引變電站會把電能轉換成高鐵所使用的電壓,然後電流會被輸送到高鐵上方的接觸網上,最後再透過受電弓,將電力傳送到高鐵上,供高鐵使用。
那受電弓又是如何傳送電力的呢?受電弓主含有
升弓
和
降弓
裝置,透過
摩擦接觸
網產生電流。
高鐵那麼快,受電弓不怕摩擦壞嗎?這就不得不佩服我們高鐵供電裝置設計者的智慧了。接觸網並不是全程都有電能的,而是分成一段一段的,配合受電弓的降弓裝置,使得高鐵行駛到無電區域時,受電弓會暫時與接觸網分離,而高鐵會因為慣性快速行使到下一個供電區域,這樣的過程一直重複,就減少了受電弓的損耗。不過,受電弓還是需要定時的維修的,不然就會出現重大事故。
高鐵對經濟發展的影響
要說高鐵用電與家用電有何不同,最簡單地說,就是使用的電工頻相同而電壓不同,電工頻都為
50赫茲
,家庭用電的電壓我們也都知道,是
220V
,而高鐵電路供電的電壓高達
27.5千伏
。
除此之外,公用電網使用的都為
三相電
,而高鐵在接收到電流會,會透過變壓器將電流轉化為
單相電
,也就是說高鐵使用的是
直流電
。那麼,高鐵既然是用電的,會不會和家用電一樣存在停電的情況呢?確實會,曾經我國就出現了一次,高鐵停電的事故,由於
供電系統故障
,使得乘客被困在車廂裡
兩個小時
。不過,這種情況發生的機率非常小,因為每天工作人員都會進行供電系統的檢修。
面對鉅額的耗電量,高鐵會給我國的經濟帶來負擔嗎?咱們以京滬高鐵為例,鐵路全程為
1318公里
,高鐵速度為
350km/h
,單程路程大概在4個小時左右。工業用電的價錢為一度一元,那麼經過粗略的計算,一次執行的耗電量就接近
4萬塊錢
。這還沒有算上執行成本和維護費用,所以高鐵的耗費是巨大的。
從目前來看,國內的高鐵線大部分都是虧損的,剩下的以下部分也是剛剛回本,也就是說,高鐵一直是虧損狀態的。根據中國國家鐵路集團披露的資料,光是
2021年
上半年,國鐵集團就出現淨利潤虧損高達
507億元人民幣
。這其中,因為中西部的高鐵客流量少,每次執行還需要維護,所以營業一直處於虧損狀態,反之東部則好一些,因為擁有很大的客流量,不僅不虧損還能賺錢。
但是高鐵的價值,並不是短期是否盈利能概括的,高鐵是國家發展的重要戰略之一,我相信隨著時間的流逝,高鐵的價值會被越來越多的人所認知。