【动车技术】一张图告诉你动车组牵引供电系统组成

导读

高速动车组的牵引供电系统主要由牵引变电所、接触网、数据采集与监视控制系统(SCADA)三大部分组成。

高速铁路牵引供电系统负责将电能从国家电网安全可靠的输送到动车组上,为动车组高速运行持续提供强大的电能。主要由牵引变电所、接触网、数据采集与监视控制系统(SCADA)三大部分组成。

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。  

我国电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,额定电压25kV,牵引动力为电能。牵引供电系统将国家电力系统输送的电能转变适合电力机车使用的形式。

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，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。

三、架空接触网及弓网系统是什么模样？

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，牵引系统从变电站一直到接触网都是静止的，而从受电弓部分开始，整个高速列车，都是运动的。

弓网系统在高速列车牵引供电系统中的位置

弓网系统近照

可以看到弓网系统的大致结构。列车车顶伸上去的折叠装置，就是受电弓；与受电弓直接接触的那条线，就是接触线，接触线是架空接触网的一部分。高速列车通过受电弓将架空接触线上的电能取回车内。

四、简单介绍一下弓网系统的结构。

弓网系统结构简图

火车通过车体顶部升起的受电弓（结构类似于消防车的云梯）与“轨道上面的电线”，即接触网相连，那根电线通常叫做接触线。关于接触部分是否为金属，即接触部分的材质问题，应该分开看：  

1.电线”，即接触线（contact wire），是金属材质的，目前最常见的是铜合金的，铝材质的已经很少见。

2.受电弓是列车从接触线获得电能的机构。受电弓本身是金属的，但受电弓（pantograph）与接触线直接接触的部分并不是金属，而是由受电弓顶部的受流滑板（collector strips）完成。  

这个过程可以假想成一根裸导线与另一根裸导线接触，但是金属与金属之间的摩擦切削会极大地加剧磨损，加润滑剂也无法改善两种金属高速摩擦磨损的性能，因此，其中一根裸导线是一根长条形的碳板以改善两者之间的接触性能，这个碳板就是受电弓滑板。

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