高中物理变压器知识点,高铁为何要用27.5千伏电压？

我们以京沪高铁为例来说，京沪高铁全长1318公里，全天发车数量大概在33对左右，也就是说每天早上7点整会从北京南站和上海虹桥两个车站同时发出共计66组高铁车次，平均发车频率是间隔5分钟，算下来的话，前后每辆车之间的安全间距基本保持在34公里左右高中物理变压器知识点。那么为了保证每天不低于66个车组的高速行驶需求，京沪高铁就需要超强的供电系统来满足时速超过350公里的高铁车组巨大供电需求，毕竟京沪高铁运营的复兴号高铁单车电机功率高达8800千瓦，单辆列车跑完全程大概需要3.3万千瓦时电量，所以这个耗电量还是非常大。

但是我们知道电能传输距离远近主要和电压和电流高低又直接关系，理论上电流越大、电压越低传输的距离就越远，线损也就越大，要想降低线损就得增加导电接触网使用的铜缆直径，但是直径增加后除了大量铜缆所造成的高成本缺点外，直径更大的铜缆重量也不轻，就得需要承载能力更强的高压支架，所以在经济成本这一账本上单独增加电流的方式并不现实。

所以只能走高电压、低电流这条路，那么为什么整个高铁沿线的变电所输出的电压会定位27.5KV呢？因为高铁受电弓所承载的安全电压设计为25KV，为了降低整个传输电路上的电损耗等问题，故意将传输线路上的电压提高10%，也就是27.5KV的原因所在。

同理为什么高铁受电弓的安全电压设计为25KV吗？理论上不是电压越高损耗越低、传输密度更大吗？这里面又涉及到绝缘成本的问题上了，如果将整个传输电网中的电压提升到30KV甚至更高的话，理论上随着高铁传输电路中电压更高的优势，整个高铁列车的牵引功率可以设计得更高，高铁的最大运营时速将会更高，达到大家更为理想和憧憬的500公里以上。

但是随着传输线路中的电压更高以后，整个电路的绝缘成本也会迅速攀升好几倍，这里面又会出现两个问题，一个是更高等级的高电压传输过程中的绝缘安全等级是否会降低、提高绝缘等级后的每公里高铁建造成本、后期的运营过程中高铁票价的定价问题都会受到直接影响，另外一个则涉及到整个更高等级传输网中包括变电所密度和提升整个接触网中容量和如何继续保证安全绝缘等级的技术复杂性问题。

所以总结来说，高铁线路中变电所输出的电压之所以设计成27.5KV主要是故意提升10%来满足高铁列车的安全、稳定用电需求。同时高铁列车的安全用电之所以设计在25KV则是在建设成本中包括变电所成本、数量、接触网成本、安全绝缘成本和技术等多项因素综合考虑后，最终定下的25KV安全输电标准。