火车是如何供电的？
火车要能跑起来，离不开“电”，但这电是怎么来的，从哪儿来，又怎么送到火车上去，说起来倒挺有意思的。这不像咱们家里用插座那么简单，得考虑的因素多着呢。
首先，得搞清楚火车自己是怎么“发”电或者“拿”电的。
最常见的那种，“第三轨”或“架空接触网”供电。
你见过那些在铁轨边上多一根铁轨，或者头顶着一堆电线，上面有个“胳膊”伸出来蹭着走的火车吗？那种就是用外部电源供电的。
架空接触网（就是头顶上的电线）： 这就像是给火车搭了一个巨大的“移动充电宝”。这些高压电线（通常是直流25kV或者交流25kV，电压数字很大，所以它们需要绝缘处理，而且电线上会有醒目的警示标志）被架设在电线杆上，形成一个连续的网络。火车的车顶上伸出一个叫做“受电弓”的装置，它像一个灵活的手臂，一端压着电线，另一端连接着火车内部的电力系统。通过受电弓和电线的接触，电流就被导进了火车。
第三轨（靠近铁轨的另一根轨）： 这种相对少见，多在地铁或一些早期铁路系统中。在铁轨旁边，紧挨着运行的车轮，还有一根独立的供电轨。火车的底部会有一个叫做“集电靴”的装置，它会滑过这根第三轨，把电吸上来。这种方式因为电压通常较低（比如750V直流），接触点更多，安全性是个大问题，所以在大功率、高速度的国铁上很少见到。
能量的来源： 这些架空接触网或第三轨里的电，最终得有个“发电厂”。发电厂里的煤、水、风、核能等等，最终都转化成电能，然后通过变电站升压，再沿着专用的输电线路送到铁路沿线，再由铁路沿线的变电站降压，供给接触网或第三轨。整个链条就像一个巨大的输电网，把发电厂的能量安全高效地输送到火车上。
还有一种，就是火车自己“携带”电源——内燃机车。
这些火车看起来就没那么“触电”了，它们不像电力机车那样头顶着“触角”。它们自己就是一个移动的“发电厂”。
核心就是一台大功率的发动机（通常是柴油发动机）： 就像汽车发动机的放大版，但要强劲得多。这台发动机主要不是直接驱动车轮，而是驱动一个“发电机”。
发电机产生电力： 发动机转动，带动发电机里面的转子，切割磁力线，从而产生电流。
电力驱动牵引电机： 产生的电流，先经过一套复杂的电力控制系统，然后被输送到安装在车轴上的“牵引电机”。这些牵引电机就像电动机一样，把电能转化为机械能，直接驱动车轮旋转，火车也就跑起来了。
优点和缺点： 这种方式的好处是，只要有柴油，它就能去任何有铁轨的地方，不受接触网的限制，灵活性很高。但缺点也很明显，柴油燃烧会产生排放，而且噪音和震动都比电力机车大。
现在越来越流行的“混合动力”或“新能源”火车。
混合动力： 很多新型的内燃机车，不再是纯粹的柴油驱动，而是引入了“电传动”的理念。它们仍然有柴油发动机，但发动机带动的是“发电机”而不是直接传动。发动机的功率可以根据需要进行优化，比如在低速爬坡时，柴油机会全力运转带动发电机，产生的电力一部分供给牵引电机，一部分储存到“超级电容器”或“蓄电池组”里。当火车需要加速或者爬坡后，可以把储存的电能再释放出来，辅助牵引电机，这样可以更有效地利用燃油，降低油耗和排放。
氢燃料电池火车： 这是比较前沿的技术。它不像柴油机那样燃烧，而是通过氢气和氧气在燃料电池里发生化学反应，直接产生电能，然后驱动牵引电机。副产品只有水，是真正的零排放。不过，氢气的制备、储存和加注，以及燃料电池的成本和寿命，是目前推广的主要挑战。
蓄电池火车： 就像大型电动汽车一样，蓄电池火车一次充电可以跑一段距离。它们可能用于一些短途运输、支线铁路，或者作为电力机车的辅助。
总结一下，火车供电的原理，就好比一个人要活动，能源可以是他自己吃进去的饭（内燃机车），也可以是外面给他提供的电（电力机车）。
电力机车 就像是被“外挂”了能量供给系统的，从外部的高压线吸取能量。
内燃机车 则是自己带着“能量包”（柴油箱）和一个“转换器”（发动机+发电机），把携带的燃料变成驱动力。
混合动力和新能源火车 则是各种能量形式的“融合体”，力求在效率、环保和续航之间找到更好的平衡。
整个过程，从发电厂到变电站，再到接触网，最后到火车上的受电弓或集电靴，每一环都需要精密的计算和严格的控制，才能保证火车安全、稳定地运行。这可不是随便拿根线就能接上的简单事。
首先，得搞清楚火车自己是怎么“发”电或者“拿”电的。
最常见的那种，“第三轨”或“架空接触网”供电。
你见过那些在铁轨边上多一根铁轨，或者头顶着一堆电线，上面有个“胳膊”伸出来蹭着走的火车吗？那种就是用外部电源供电的。
架空接触网（就是头顶上的电线）： 这就像是给火车搭了一个巨大的“移动充电宝”。这些高压电线（通常是直流25kV或者交流25kV，电压数字很大，所以它们需要绝缘处理，而且电线上会有醒目的警示标志）被架设在电线杆上，形成一个连续的网络。火车的车顶上伸出一个叫做“受电弓”的装置，它像一个灵活的手臂，一端压着电线，另一端连接着火车内部的电力系统。通过受电弓和电线的接触，电流就被导进了火车。
第三轨（靠近铁轨的另一根轨）： 这种相对少见，多在地铁或一些早期铁路系统中。在铁轨旁边，紧挨着运行的车轮，还有一根独立的供电轨。火车的底部会有一个叫做“集电靴”的装置，它会滑过这根第三轨，把电吸上来。这种方式因为电压通常较低（比如750V直流），接触点更多，安全性是个大问题，所以在大功率、高速度的国铁上很少见到。
能量的来源： 这些架空接触网或第三轨里的电，最终得有个“发电厂”。发电厂里的煤、水、风、核能等等，最终都转化成电能，然后通过变电站升压，再沿着专用的输电线路送到铁路沿线，再由铁路沿线的变电站降压，供给接触网或第三轨。整个链条就像一个巨大的输电网，把发电厂的能量安全高效地输送到火车上。
还有一种，就是火车自己“携带”电源——内燃机车。
这些火车看起来就没那么“触电”了，它们不像电力机车那样头顶着“触角”。它们自己就是一个移动的“发电厂”。
核心就是一台大功率的发动机（通常是柴油发动机）： 就像汽车发动机的放大版，但要强劲得多。这台发动机主要不是直接驱动车轮，而是驱动一个“发电机”。
发电机产生电力： 发动机转动，带动发电机里面的转子，切割磁力线，从而产生电流。
电力驱动牵引电机： 产生的电流，先经过一套复杂的电力控制系统，然后被输送到安装在车轴上的“牵引电机”。这些牵引电机就像电动机一样，把电能转化为机械能，直接驱动车轮旋转，火车也就跑起来了。
优点和缺点： 这种方式的好处是，只要有柴油，它就能去任何有铁轨的地方，不受接触网的限制，灵活性很高。但缺点也很明显，柴油燃烧会产生排放，而且噪音和震动都比电力机车大。
现在越来越流行的“混合动力”或“新能源”火车。
混合动力： 很多新型的内燃机车，不再是纯粹的柴油驱动，而是引入了“电传动”的理念。它们仍然有柴油发动机，但发动机带动的是“发电机”而不是直接传动。发动机的功率可以根据需要进行优化，比如在低速爬坡时，柴油机会全力运转带动发电机，产生的电力一部分供给牵引电机，一部分储存到“超级电容器”或“蓄电池组”里。当火车需要加速或者爬坡后，可以把储存的电能再释放出来，辅助牵引电机，这样可以更有效地利用燃油，降低油耗和排放。
氢燃料电池火车： 这是比较前沿的技术。它不像柴油机那样燃烧，而是通过氢气和氧气在燃料电池里发生化学反应，直接产生电能，然后驱动牵引电机。副产品只有水，是真正的零排放。不过，氢气的制备、储存和加注，以及燃料电池的成本和寿命，是目前推广的主要挑战。
蓄电池火车： 就像大型电动汽车一样，蓄电池火车一次充电可以跑一段距离。它们可能用于一些短途运输、支线铁路，或者作为电力机车的辅助。
总结一下，火车供电的原理，就好比一个人要活动，能源可以是他自己吃进去的饭（内燃机车），也可以是外面给他提供的电（电力机车）。
电力机车 就像是被“外挂”了能量供给系统的，从外部的高压线吸取能量。
内燃机车 则是自己带着“能量包”（柴油箱）和一个“转换器”（发动机+发电机），把携带的燃料变成驱动力。
混合动力和新能源火车 则是各种能量形式的“融合体”，力求在效率、环保和续航之间找到更好的平衡。
整个过程，从发电厂到变电站，再到接触网，最后到火车上的受电弓或集电靴，每一环都需要精密的计算和严格的控制，才能保证火车安全、稳定地运行。这可不是随便拿根线就能接上的简单事。
网友意见
普通5号和7号电池电压为1.5伏，人体安全电压为36伏，普通民用电电压为220伏，高铁供电电压为27.5千伏。
电厂发电（330、220或110千伏）后通过输电线路送到铁路牵引变电所，调为适合高铁使用的电压，然后通过接触网馈线送到接触网导线上，再通过接触网将电供给列车。
接触网上的高压电是怎样“跑”到列车上的？
钢轨有多长，接触网就有多长，在地面奔跑的动车组与接触网总是遥遥相望，为了实现它们两个的亲密接触，受电弓便成为了车与网之间的“红娘”。
受电弓长得有点像游乐场碰碰车的天线，通过与接触网导线之间的接触，将电流引导到动车组上，从而牵引列车前行。升起时，可与接触网导线接触，降下时平卧在车顶上，而受电弓是否升降是根据列车运行需要和配置要求来确定的。
这个小家伙看似柔弱，但却能承受住27.5千伏的高压电，并通过自身为动车组带来源源不断的前进动力，这样动车组就能将我们带到想去的地方啦！
高铁车厢内的电是怎么来的？
接触网供给的电都是高压电，而现在高铁车厢内都设有充电插座，是正常的220伏电压，这里面的电是怎么来的呢？
原来，高压电输送到辅助变流器后输出440伏电压，各设备再通过变压器将电压调整到所需要的理想电压。
比如说，动车的空调使用的是440伏电压，充电插座通过变压调整为220伏，这样可以最大限度地保证用电设备的正常使用。
遇到无电区怎么办？
高铁供电任务由分布在线路两侧的牵引变电所、AT所、分区所和钢轨上架设的接触网共同完成，通过受电弓完成动车组取电任务。
牵引变电所一般50公里一座，两座牵引变电所之间存在无电区。那么高铁怎么通过无电区呢？答案是——借助惯性滑过这段。由于这段区间非常短，所以坐高铁时基本没什么感觉，“咻”一下就过去了。
来源：“中国铁路”微信公众号
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