高铁为什么用27.5KV的电压供电？普通的交流电不行吗？

我们常用的工业与民用普通交流电电压为380V/220V，输电距离最多不超过1000米，一般都在500米内。

这是因为电功率是电压与电流的乘积，在电压恒定下，功率越大电流也越大，电流越大所用导线就要越粗大。如果升高电压在输送同样功率下，电压越高电流越小，电流越小线路损耗越小，电压损失也越小，输送距离就越远，采用的导线截面积也越小。

这又是因为输电用的导线材料铜或铝都有一定电阻，电流通过电阻会发热而造成功率损耗，电流通过电阻还会产生电压降，使最终的电压达不到要求。

因此大功率输电与远距离输电，一般就不能采用常规的380V电压，例如工厂中200千瓦以上的电动机，就要考虑采用10kV电压。

一列高铁动车总功率达9000kW左右，如果采用380V供电，根本就行不通。下面我们来分析一下当高铁分别采用380V与27.5kV供电的情况。

根据功率=电压×电流，电流=功率÷电压，用380V（0.38kV）时，功率9000kW的电流。

电流=9000kW÷0.38kV=23648A

这么大电流要用10000m㎡以上的铜导线输送，这根铜线差不多直径有0.12米，每10米重约1吨，请问这么粗这么重的铜线如何使用？即使能用价格也承受不了，以每吨铜5万元人民币计，每1公里材料费就要500万元了，很明显高铁不可能采用普通的交流电。

再来看下当采用27.5kV时又是什么情况，高铁的额定电压其实是25kV，考虑到线路的电压降问题，把供电电压提高10%，因此变成了27.5kV，当列车通过时产生的电压降使电压降低10%，刚好25kV。以额定电压25kV来计算，功率9000kW时的电流。

电流=9000kW÷25kV=360A。

360A电流只需150m㎡铜线就可输送，现在高铁上的架空滑触线就是150m㎡的。这种截面积的铜线每米重约1.4公斤，每公里1.4吨，材料费7万元左右。

虽然采用了27.5kV供电，电流降到了360A，但供电距离也只有25公里，如再增加供电距离，电压降将超过10%。由于沿铁路线分布的牵引变电所向两边同时供电，每个牵引变电所总的供电距离达50公里，也就是每间隔50公里就要修建一座牵引变电所。

那么为什么不把电压再升高，使电流进一步减小，不就可以采用更小截面积的滑触线，供电距离也可进一步增加，从而减少牵引变电所数量，达到进一步降低高铁建造成本之目的。

但是若要进一步升压，高铁车顶上面的滑触线势必要架得更高，这就又受到桥梁、隧道高度的限制，综合考虑采用25kV已能满足需要，因此最终的供电电压是27.5kV。

高铁为什么用27.5KV的电压供电？普通的交流电不行吗？

高铁为什么用27.5kv的电压供电?普通的交流电不行吗?

答：我国的高铁技术这些年来一直处于世界领先地位，这也是国人的骄傲。

高铁使用的也是交流50Hz频率的电源，仅仅只是将交流电压升高了27.5KV。假如使用普通交流电（线电压380V，相电压220V），那么高铁沿途500m距离就需要建设一个牵引变电站，因为整个电力输送距离输出额定功率，线路导体是有很大损耗的。这里不得不提及我国的西电东送为什么要采用特高压送电，因为距离产生美，不是特高压送电，大部分电能会平白无故被线路损耗掉它。

高铁使用的强大电力，都是国家电网和南方电网的大系统电力，它们是组成电网的各种发电厂发电后，通过输配电系统的线路送到高铁的牵引变电站（这里是铁路资产，由铁路相关部门运行的），再通过接触网将电供给铁路。

这些技术性指标都是参照IEC标准国际电工委员会和EN欧洲标准，结合我国GB标准制定的。

考虑到高铁和线路最大载流量，牵引变电站母线电压至高铁受电弓接触的最低为20KV，额定电压为27.5，最高允许电压为29KV（5min）。

高铁供电为单相交流，它的电压波动范围比较大，为了获得稳定的驱动电力，所以通过受电弓引入高铁动车组内，由机车内部安装的变压器将部分交流电整流成直流电源，再通过大功率逆变器技术，将它的电压进行降压，稳定为交流牵引电机额定电压来运转。

高铁速度值达到350km/h，高铁在运行期间的加减速所需距离是35km，这就要求敷设合理的两个站场间距离，正常情况下牵引变电站的距离在60km~70km，在确保列车安全稳定的运行同时，不至于线路电压过低而造成线路损耗太大，白白浪费电能。

高铁跑得快全靠车头带，以和谐号CRH380B型高铁为例，8节短编组列车牵引电机总功率为9376千瓦，16节长编组列车牵引电机总功率为18752千瓦。

例如，国内高铁列车从杭州东站开到上海虹桥站一趟，8节短编组列车大致需要5000-7000KWh，而16节长编组列车大致需要10000-13000KWh度电。

高铁大功率电机的工作原理:

电力机车靠其顶部升起的受电弓，直接接触导线获取电能。每台电力机车前后各有一受电弓，由司机控制其升降。变电弓升起工作时，以68.6土9.8 n的接触压力紧贴接触线摩擦滑行，将电能引入机车，机车主断路器将电压加至变压器，经变压器降压，硅半导体整流器组整流供直流牵引电动机，通过齿轮传动使列车运行。