电气化铁路牵引变电检修技术的发展趋势探究

张艳

（中铁二十一局集团电务电化工程有限公司 甘肃省兰州市 730000）

电气化铁路牵引变电检修技术的发展趋势探究

张艳

（中铁二十一局集团电务电化工程有限公司 甘肃省兰州市 730000）

进入21世纪以来，在经济和技术发展的推动下，我国铁路行业也进入了一个全新的发展阶段，电气化铁路已经成为一种重要的发展趋势。并且，在整个国民经济中，电气化铁路在其中的地位也越来越重要，但是，也会将负序电流、谐波电流和无功等问题带给公共电网。对此，本文通过对电气化铁路牵引变电检修技术的相关内容进行了论述。

电气化；铁路牵引；变电检修技术；神经元；互联网

科技的发展必然会带动技术的进步，先进的技术理念与技术方案不断的被应用到各个领域当中。电气化铁路的运行与工作需要先进技术支撑，尤其是电气技术是必不可少的。那么，如何确保其能够稳定运行，就需要有先进的变电检修技术给予支撑，并且，随着时代的发展，技术的革新，该技术必然有着自身更优异的发展前景。

1 电气化铁路牵引所面临的问题解析

①将三相公共电网接入到牵引供电网中，由于单相交流负载的现象会出现在电力机车中，这样必然有负序电流问题出现在电力系统中。随着负序电流的产生，就会将过多的热量带给变压器，从而将变压器容量利用率降低；电能质量在电网中的质量也会不断下降；将更多的损耗带给输电线路；更为严重的是会影响到电网中剩余电力设备的运行状态。②在牵引供电系统中，整流型机车为其中一个关键的谐波源。尽管交-直-交型电力机车得到了大量的推广，尤其是CRH动车组。③在某个时间段内，不会轻易的改变多种车型的共存现象，因此，牵引供电系统就会时常的受到谐波问题的影响。谐波的出现，会将电网内部元件的附加伤害加重，对电气装置的稳定运行会带来较大的影响。影响到沿线通讯装置的稳定运行，谐波会导致有误动作问题出现在继电器中，将安全隐患进一步增加，这样就造成难以准确的测量电网中的仪表仪器，导致有失误问题出现在控制环节内部。

2 根据问题所提出的论据分析

2.1 人工神经网络技术的应用

神经元模型最早是于20世纪数学家W.Pitts与心理学家W.SMcCuloch所提出来的，该系统的运行与应用，主要是由系统输出和输入所构成的数据，然后将相应的系统模型构建起来，人工神经元是人工神经元网络的主要处理单元，为一种单输出、多输入的非线性元件，它主要是在模拟与简化生物神经元。其中，在对电气化铁路牵引变中应用该技术时的基本原理如图1所示。

并且，可以通过这样几种形式将激活函数表示出来：

图1

（1）分段函数：将系统在区间{-1，+1}内进行固定与放大，然后得出非线性放大的近似值。

（2）转移函数：这种函数是非线性的，是区间{0，+1}到实数域R之间的非连接函数，将状态连续型神经元模型能够有效的展示出来。其中单极性函数曲线为最常用的一种形式，即为S函数。其特征是导数和函数本身都为连续的，有着计算上的数学优越性。

（3）域值函数：也可以称之为阶梯性函数，可以从两个方面出发分析神经元：

Fv=1，且 v≥0；fv=0，且 v＜0.

这种方法的基本工作方式为：按照相应的拓扑结构将一些功能简易的神经元连接到一起，将比较繁琐的计算结构构造出来，并且确保其具备相应的处理和检测功能。这样人工神经元网络检测系统就被制定出来，按照不同的神经元连接方式，主要有两种类型的人工神经元网络形式：即为互联神经网络和分层神经网络。但是，不管何种检测方式，都可以参照图2方案进行操作。

2.2 物联网技术的普遍应用

近些年，随着智能化技术的不断应用，这样对于电气化铁路的发展也提出了全新的要求。在电气化铁路中应用了智能化变电技术后，呈现出了一些更加先进的技术理念和技术措施，其中物联网是最为重要的发展方向。例如，在广泛的推广和应用了交-直-交型电力机车后，同以前进行比较，可以说大大的提升了机车的功率因数，然而，新旧机车共存的问题还会存在于其中，很多的功率会电网中吸收，所以，还有待于进一步改善功率因素。因为牵引变压器与牵引网的制约，这样就会进一步的降低牵引变压器一次侧的功率因数，在降低了功率因数后，输电网络内部的电能损耗就会再次增加，从而将输变电设备的供电能力与发电机组的输出能力降低。

图2

应用效果阐述：这种技术主要是利用全球定位系统、激光扫描仪、红外感应器和射频识别等感应设备和信息传播设备，在所约定的技术协议基础上，将互联网同更多的物品连接到一起，从而对信息进行通讯与交换，从而使其中的识别、认知、定位、跟踪、管理和监测都已智能化方式完成的一种网络形式。有三个层次的参考体系存在于物联网中，主要是应用层、感知层和网络层，在进行信息处理时，主要通过网络层来实现，在获取信息的过程中，感知层在其中发挥着重要的作用，确保智能电网的框架同物联网的三层布局可以紧密的结合起来。

其中振动、光亮、温度、声音、电流、电压物理量等为变电设备的主要状态参数。还包括气体、油等通过化学分析获取的相应化学成分。对于不同的电力设备而言，这些状态参数在其中也具备各自的特征，例如，就高压装置来讲，它的电流和电压是设备得以工作的重点，并且，振动和温度为设备能否合理工作的制约条件，含油装置的气体含量、油温都属于表征装置能否科学工作的关键信息，采集变电装置的工作参数。利用感应器将各种来源的信号转变成光信号或者电信号，这样确保信息号能够更好的被检测出来。感应技术为测量技术与控制技术的重要方面，也为现阶段技术发展当中的瓶颈与难点。现阶段我们国家所生产的感应器，在性能与质量方面同其他国家进行比较还存在较大的差异。按照所采集到的不同信号，感应器可以分为这种几种类型：温度感应器、振动测量感应器、语音信号感应器、光感应器。并且，这些感应器会以移动或者固定的形式存在，进而将多方位的监测展现出来。

在检测完毕电力设备的运行状态后，将装置与设备的运行情况等有关信息可以实时的获取出来，并且，分析设备的异常工作情况，分析与判断问题的严重程度、发展趋势等。将问题的早期征兆识别出来，在分析诊断结构的基础上，在故障要出现前或者设备性能降到某种程度后展开维修，然后将运行管理成本降低，从而将设备运行的稳定性提升。

3 结语

综上所述，近年来在技术发展的推动下，为我国电气化铁路的发展带来了极大的推动作用，通常会以三相接入电网的形式使电气化铁路牵引供电系统完成相应的运行。因为在工作中这种电网会涉及到很多的变电性内容，出现故障的概率也较高。所以，如何进行变电性检修就成为了一个需要重点解决的内容。对此，文章通过下文对相关方面的内容进行了论述，从而为有关技术人员在实际工作中提供一定的理论支撑。

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TM922.4

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1004-7344（2016）13-0144-02

2016-4-20

张艳（1979-），女，汉族，青海西宁湟源人，工程师，本科，主要从事企业管理工作。