高铁供电线路探秘：电压、频率及多种供电方式

高速铁路供电线路，通常被称为接触网，是专门为电力机车提供电力支持的输电线路。这些线路沿着铁路线的上方架设，确保高铁列车能够顺畅地接收所需电流。一旦接触网发生停电或列车电弓与接触网接触不良，列车的供电就会受到影响，甚至可能导致列车晚点等不可预料的情况。
例如，今年北京某高铁就遭遇了一起因农户地膜引发的事故。大风将地膜吹起并挂在了接触网上，导致接触网无法正常供电，进而引发了高铁的临时性供电故障。

此外，高铁供电系统还涉及到电压等级的问题。工频单相交流制是其中一种常见的制度，其电压等级为25kV，频率为50Hz或60Hz。在实际运行中，由于电阻和输送因素的影响，实际电压会略高于标称值，达到27.5kV。
50Hz代表动作或速度的频率，意味着每秒发生50次运动。在我国，家用电220V采用的是50赫兹，即正负极性在0.02秒内变化一次，每秒变化50次，因此被称为50赫兹。然而，在电力从电厂输送的过程中，会由于距离和多种因素而造成一定的电力损耗。从发电厂到高铁接触网的整个电力传输路径中，损耗主要包含以下几个环节：发电厂自用的电力、发电厂至变电站输电线路的损耗、变电站本身的损耗（如母线和变压器）；再加上变电站线路出口至配电变压器、以及配电变压器至接触网的损耗（涵盖配电线路、低压配电线路和计量表等）。

总体而言，电力从发电厂传输至高铁接触网的过程中，会经历线路、变压器以及表计等多个环节的损耗。这些损耗与线路的长度、截面面积、电压等级、输送功率以及环境温度紧密相关。此外，变压器本身的损耗可分为铜损和铁损，它们与变压器的型号、容量以及输送功率密切相关。而表计的损耗，虽然相对较低，但同样不容忽视，它与表计的型号及内部结构有关，可统称为消耗用电。

在供电方面，高铁接触网采用单边、双边及越区三种供电方式，其中单边和双边供电为常规方式。单边供电意味着供电臂仅从一端变电所获取电流，即电能仅来源于单一的电厂。一旦该电厂出现故障导致电能无法传送，高铁将面临无法运行的风险。
2021年4月2日17时43分，由于阴雨天气导致设备故障，G6968次列车在运行过程中紧急制动。为了将列车安全牵引至大明湖站，济局调用了DF11—0393内燃机进行助力。在此期间，列车内氧气瓶供氧，车厢照明受限，显然是电路出现了短时间内难以修复的故障。若采用双边供电方式，或许能更好地应对此类情况。

双边供电，即供电臂从两端相邻的变电所获取电流，这种方式在高铁供电中具有显著优势。特别是在极端天气或设备故障情况下，双边供电能提供更稳定的电力保障。与之相比，单边供电则可能面临停电风险，尤其是在阴雨等恶劣天气下，其供电稳定性显得尤为不足。

此外，越区供电作为一种非正常供电方式，在某一牵引变电所无法正常供电时，能通过开关设备将故障供电臂与相邻供电臂连接，实现临时供电。这种灵活的供电方式，在一定程度上弥补了单边供电的不足，提高了供电系统的可靠性。

然而，双边供电虽然具有诸多优势，但也需要更多的接触网作为备用。这也是为了确保在正常供电线路出现故障时，能够迅速切换到备用事故供电方式，保障高铁的稳定运行。特别是在冬夏季温度极端的情况下，列车内断电可能带来严重后果。因此，若能全面采用双边供电方式，无疑将大大提升高铁供电系统的安全性和可靠性。