高铁供电系统为何要27.5千伏电压？

我们平时接触到的电器设备大多是380/220V电压的，电动机功率也就几千瓦几十千瓦至上百千瓦，我国有关标准规定1000V以上为高电压，采用高电压的目的是减小负荷电流。

这是因为功率是电流与电压的乘积，当功率一定电压越高电流就越小，电流的大小决定了所用导线的粗细，以及供电距离的远近，还关系到电动机体积的大小。

三相380V的电动机，每千瓦电流约2A，一般200kW以上的电动机，就要采用高压供电了。我国常用的高电压等级有6kV、10kV、20kV、35kV等。

高铁列车的单列功率已近9000kW，采用高压供电是肯定的。但高铁供电却用了一个不常用的电压等级27.5kV（千伏）。实际上高铁列车的额定电压是25kV，考虑到电压降等问题，允许上下浮动10%，也就是实际电压在27.5－22.5kV之间，所以接触网的供电电压为27.5kV。那为什么不用现成的20kV或35kV呢？而用了个介于这两者之间的25kV也就是27.5kV。

对此，一种观点认为国家标准及国际标准规定了高铁采用27.5kV电压，所以采用27.5kV，这似乎无可辩驳。但若再问下为何标准要规定采用27.5kV电压呢？建造世界上第一条采用27.5kV电压的高铁时，有标准规定吗？

另一种观点认为高铁列车的受电弓耐压是25kV的，因为受绝缘强度限制，只能用这个电压。如果再升高电压，势必要增加绝缘强度提高耐压等级，这样会造成成本成倍增加。

这似乎是一个靠谱的答案。25kV以上刚好有35kV这个电压等级，如果高铁用35kV电压，真的会成倍增加成本吗？

我们用数据来说话，目前复兴号高铁列车单列功率达8800kW，考虑到线路损耗等因素，暂以9000kW来计算。电压25kV，那么电流是I=P/U=9000÷25=360A。根据允许电压降10%，也就是电压降△U=2500V据此来计算需要多大截面积的接触网滑触线？

目前高铁上的牵引变电所间隔约50000米，单边供电距离25000米，也就是单边线路长度。因为接触网是单相供电，计算电压降时来回线路长度就是50000米。

计算得在电压25kV、电压降2500V、供电距离25000米情况下，需采用144m㎡的接触网滑触线，这与目前高铁实际采用的150m㎡滑触线非常接近。

如果双列重联运行，接触网供电电压也在22.5kV以上，完全在允许值以内。

那么如果把电压升高到35kV，会是什么情况呢？电压降依然允许10%，就是△U=3500V，其它条件不变。

可见在35kV供电情况下，其它条件不变，所用滑触线截面积只需73.4m㎡，比在25kV供电时减小了一半。如果依然采用150m㎡的滑触线，供电距离将增长一倍，也就意味着牵引变电所可减少一半。

这是什么概念？这将大幅度降低高铁供电的初投资成本及运行成本。而35kV又是常用电压，这个电压等级的变压器、开关设备、绝缘部件等都是成熟产品，拿来就可用，对接触网只需把支架绝缘子增加1－2片（如图）就可把25kV升压为35kV，这方面所增成本很少。

可见，如果把25kV升压到35kV，绝不会增加成本，相反可以大幅降低成本。那么这等好事，为何高铁不干呢？而弃用35kV采用25kV也就是27.5kV。

综上所述，高铁采用27.5kV电压是综合考虑了多种因素，在更高电压与安全距离之间作出的无奈选择，实际上也是在目前情况下的最佳选择。