電的運(yùn)行一定是有回路，這是基本原理，永遠(yuǎn)不會(huì)改變。秉承著這個(gè)原理，我們?cè)賮?lái)看高鐵的電力網(wǎng)絡(luò)。

高鐵上面的電線專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫：接觸網(wǎng)。也就是跟受電弓接觸的電線。

那么一根線的高鐵接觸網(wǎng)，是怎么跟高鐵機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)一個(gè)回路的呢？

我們先一步步地來(lái)聊接觸網(wǎng)，避免一上來(lái)就聊復(fù)雜的看不懂。

高鐵的接觸網(wǎng)

高鐵的接觸網(wǎng)與回流線

接下來(lái)聊聊幾種電氣化鐵路的供電方式。（有的不適合高速鐵路，但是也是電氣化鐵路發(fā)展的一種）

1、直接供電方式

直接供電方式（TR）

這種也叫TR供電方式，直接一根牽引網(wǎng)，鐵軌作為回流的線路，進(jìn)入到牽引變電所中。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，維護(hù)費(fèi)用低；一部分電流從大地回流，對(duì)鄰近通信線干擾大。

負(fù)荷電流較大的情況下，鋼軌電位高；對(duì)弱電系統(tǒng)的電磁干擾較大，需設(shè)火花間隙，以便可靠保護(hù)。要知道高鐵的峰值電流高達(dá)1000A-2000A，這個(gè)電流還是相當(dāng)大的。

這種高速鐵路不是很適合。可以用于低速的城際鐵路。 （另外說(shuō)一個(gè)題外話，雖然這種鋼軌電位也不是很高，但是在機(jī)車(chē)路過(guò)的時(shí)候，某一段距離內(nèi)，電位是比較高的，當(dāng)然機(jī)車(chē)路過(guò)的時(shí)候，也很危險(xiǎn)）

這種方式不適合250km/h以上的高鐵。

2、BT吸流變壓器供電方式，這種就是有回流線的供電方式

BT吸流變壓器供電方式

BT供電的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)：在接觸網(wǎng)和回流線中串接吸流變壓器，讓牽引電流通過(guò)電力機(jī)車(chē)后從回流線返回牽引變電所。電磁兼容性能好，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，鋼軌電位低。但牽引網(wǎng)阻抗大，存在半段效應(yīng)，受電弓通過(guò)時(shí)易產(chǎn)生電弧。

圖中的箭頭表示：火車(chē)路過(guò)的時(shí)候，電流流動(dòng)的方式，這種非常容易看清楚，電流回路的關(guān)系。

這種有回流線的供電方式，鐵軌會(huì)通過(guò)電線直接連接到回流線。

鐵軌的回流線是焊接連接的

并不是每一個(gè)立柱都有線路連接鐵軌，一般會(huì)隔一段距離才有一個(gè)鐵軌連接回流線的接線，一般車(chē)站居多。

3、中國(guó)高鐵常用的都是AT供電方式：也叫自耦式變壓器供電方式。

自耦式變壓器供電方式

這種自耦式變壓器的供電方式，還是將鋼軌作為一個(gè)回路，同時(shí)有一個(gè)專門(mén)的用于回流的線路，這里叫正饋線。
牽引電流通過(guò)電力機(jī)車(chē)后從正饋線返回。供電電壓提高，更能適應(yīng)大功率負(fù)荷的供電，功率輸送能力強(qiáng)，供電距離遠(yuǎn)，可減少牽引變電所數(shù)量，減少電分相數(shù)目，機(jī)車(chē)通過(guò)分相中性段短時(shí)失電產(chǎn)生的速度和功率損失得到降低； 有效降低對(duì)通訊線路的干擾。

AT供電方式比較適合，超遠(yuǎn)距離，超高速機(jī)車(chē)的接觸網(wǎng)。因此，包括日本新干線，法國(guó)TGV高速都是使用的AT供電方式。當(dāng)然這兩家也有一些區(qū)別。

法國(guó)與日本的AT供電方式

中國(guó)主要采用的是法國(guó)形式的AT供電方式。

4、27.5kv的單相工頻交流電火車(chē)是怎么利用的？
（1）先通過(guò)受電弓，連接上面的接觸網(wǎng)。

受電弓與接觸網(wǎng)接觸

（2）受電弓將電力傳送給逆變器

先進(jìn)行降壓，降壓到1350V。

然后進(jìn)入牽引變流器，牽引變流器會(huì)將單相50HZ的電，整流為直流電（DC 2650V），然后直流再逆變成三相交流電，三相AC 2066V， 0～220Hz（牽引變流器就是一個(gè)變頻器），這個(gè)時(shí)候就可以輸入給電機(jī)了。同時(shí)輸出一路用于照明使用的220v照明電。

牽引電機(jī)是有專門(mén)的牽引變流器，原理類似于常見(jiàn)的變頻器。

牽引變流器

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