铁路牵引供电系统的供电可靠性研究

郝君

（包头铁道职业技术学院机械工程系 014060）

铁路牵引供电系统的供电可靠性研究

郝君

（包头铁道职业技术学院机械工程系 014060）

近年，我国铁路的大规模兴建使得铁路牵引供电系统的供电可靠性倍受关注，本文对牵引供电系统的供电可靠性进行简单的介绍，阐述了铁路牵引供电系统的可靠性指标和铁路牵引供电系统可靠性评估的五个层次，进而提出提高牵引供电系统供电可靠性的措施。

牵引供电系统的供电可靠性；评估的五个层次；措施

1 前言

牵引供电系统指从电力系统或者一次供电系统接受电能，通过变相、变压或换流把工频交流变换至低频交流或直流电压之后，给电力机车负荷供给所需电流制式交流或者是直流的电能，并且要完成牵引电能的传输和配电等全部运作功能的完整系统。因此，所谓的牵引供电系统的供电可靠性，即可靠性工程中的一般原理和办法与牵引供电系统工程存在的问题进行结合的应用科学，它的实质是用科学和经济的方法，彻底发挥供电设备的作用和功能，并确保向电力机车不断地提供质量合格的电力。

2 铁路牵引供电系统的可靠性指标

因为铁路牵引供电系统的可靠性指标是综合的考虑了牵引供电系统可靠性历史性和未来性的分析的基础上发点，因此牵引供电系统可靠性指标具有以下的特点：①必须能反映出牵引供电系统和其设备的特性、运行状况、结构以及对正常运行的电力机车产生的影响，还要能成为衡量各种有关因素的尺度。②该可靠性指标应该能从牵引供电系统的运行历史数据当中计算出来。③铁路牵引供电系统可靠性指标应该能引用牵引供电系统可靠性的计算技术，并可以从元件数据当中计算出来。铁路牵引供电系统的可靠性指标主要包括供电可用度、列车延误时间、故障停电时间、预安排停电时间、部响电外影停率、设备故障率等。

3 铁路牵引供电系统可靠性评估的五个层次

图1

3.1 层次一

如图1所示，层次1（HLⅠ）。外部电力系统对铁路牵引供电系统的可靠性进行评估。把牵引变电站看作电力系统中的综合牵引负荷，当发电厂与输电网所组成的外部电力系统给一条高速铁路的全部牵引变电站供电的时候，对各牵引变电站的失负荷频率、失负荷概率进行考察后，并考虑越区供电前提基础之下，外部的电力系统对于整条高速铁路的通过能力产生的影响，进而实现可靠性的评估。通过对灵敏度分析找出系统较弱的环节及最低的供电可靠性的变电站，进而提出改进的措施，以达到提高整个铁路通过能力的目的。铁路的牵引变电站负荷与一般的电力负荷不要同，在设计的时候要考虑相当的越区供电能力，也就是当某个变电站因为退出运行时造成两个相邻的变电站进行越区供电并且承担故障变电站的供电范围，所以考察外部电力系统对铁路牵引供电系统的供电可靠性时，必须要考虑越区供电这一因素。不考虑接触网可靠性、牵引变电站主接线等因素的影响，HLⅠ的评估的结果可直接成为HLⅣ的依据。

3.2 层次二

层次2（HLⅡ）。铁路牵引变电站的可靠性评估评估铁路牵引变电站主接线力一式的可靠性时，应考察不同的及主变压器继电保护装置、备用力一式和主接线力一式对变电站可靠性的定量产生的影响。

3.3 层次三

层次3（HLⅢ）。对铁路接触网的可靠性评估。接触网零部件的机械寿命、检修力一式、铁路接触网的不同悬挂力一式、天气等因素会引起接触网失效，因此要对这些因素进行定量评估。

3.4 层次四

层次4（HLⅣ）。对铁路牵引供电系统的组合可靠性评估。把外部电力系统对各牵引变电站供电系统的可靠性指标当作己知条件，综合对越区供电、变电站主接线、动车组牵引特性、接触网的可靠性指标和运行时间图等因素进行评估，进而对铁路牵引供电系统的线路通过能力、可用性和可靠性进行综合的定量评估。

3.5 层次五

层次5（HLⅥ）。对铁路电力供电系统的可靠性评估。根据铁路电力供电系统的接线方法及负荷特性开始定量可靠性评估时，应该通过灵敏度分析找出薄弱环节，并提出改进的措施。

4 提高牵引供电系统供电可靠性的措施

4.1 提高设备的健康水平，降低故障率

运用新产品，可以将设备的运行可靠性提高。铁道电力牵引的变电站应引进高可靠性和高性能的新型产品以达到提高整个系统的可靠性的目的。做好日常运行的维护工作，提高装备健康水平，做好事故预想和预防工作确保减少设备故障和设备安全运行。运行人员要加强对维护质量的巡视，及时发现或者消除设备隐患，提高铁路供电可靠性。全面配合进行设备状态检修，并利用红外线热像仪监测发热点、带电测试、和绝缘在线监测等措施，进一步加强对设备监测的工作。

4.2 完善铁路管理体系，落实措施和考核

制定完善的技术指标考核管理制度，严格执行管理措施，积极开展可靠性的管理工作。建立健全可靠性管理的档案、资料，使得可靠性管理标准化和规范化。把铁路供电可靠性的指标层层分解责任到所负责的部门，在保证各部门变电所值班人员安全的基础下，挖掘潜力，且在规定之内完成各项工作。各个变电所每月应准确、认真和及时地完成可靠性的统计工作，按照要求上报。

4.3 缩短停电时间，建立时间观念，提高抢修效率，减少损失

要提高接触网系统供电可靠性，可以采用下面的措施来提高接触网技术条件和设计标准。①设计标准，最大受风偏移量，锚段长度，下锚偏角，比如风速选值，接触网最大跨距，设计拉出值等技因素都需要进行认真研究。通过加强接触网的防腐性可以降低接触网因自然因素导致的故障。所以应该选择耐腐蚀的材料，运用表层防腐技术处理，定期对清扫网进行清扫，在铁路两边种植灌木进行防护。②采用高质量的接触网零部件。对零部件的设计进行有计划地改造，例如使用无螺栓型，可以逐步从少维修过渡到无维修化。从零部件标准化入手，使之定型化，通用化以减少其品种和规格。③加强对接触网维修人员的培训，提高员工的应变和检修的能力，还可以改用承包制度提高员工的责任感调动员工和积极性。

5 总结

综上所述，铁路牵引供电系统的可靠性涉及到很多方面，包括铁路牵引供电系统的可靠性指标、铁路牵引供电系统可靠性评估、运营管理等各个方面。为提高铁路牵引供电系统的可靠性，应从常发生的故障类型入手，分析原因，最后总结经验，提高施工质量，为铁路客运专线运输提供安全可靠的供电保障。

[1]杨媛.高速铁路供电系统RAMS评估的研究[D].北京交通大学，2011.

[2]王传启.高速铁路智能牵引变电站自动化关键技术研究[D].华中科技大学，2013.

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1004-7344（2016）03-0064-02

2016-1-6