地铁牵引供电系统可靠性研究

马腾宇

摘 要：随着城市状况日益严峻，城市轨道交通已经成为保证城市向前发展的重要交通运输工具，并在人们的日常生活中起到越来越重要的作用。地铁牵引供电系统是地铁交通系统中重要的基础设施其主要功能是为电力车辆提供电能，进而保证地铁车辆的正常稳定运行，若地铁牵引供电系统一旦发生故障，一方面会造成城市地铁系统的瘫痪；另一方面还会对乘客的生命安全和财产安全造成损害，因而近年来国内专家对地铁牵引供电系统的可靠性研究日益重视。该文中对地铁牵引供电系统的结构进行分析，并有针对性地提出决定地铁牵引供电系统的相关指标，進而介绍提高地铁牵引供电系统的具体措施。

关键词：地铁牵引系统 可靠性 指标 措施

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0048-02

地铁牵引供电系统是保证地铁车辆正常运行的重要部分，随着微电子技术的快速发展，使得地铁牵引系统的发展不断趋向完善，实现了地铁牵引供电系统的自动化和信息化。加强对地铁牵引供电系统的研究就是指在保证地铁牵引供电系统正常工作的基础上，利用科学有效的手段充分发挥供电系统的潜力，确保为地铁车辆提供高质量的电力供应。地铁车辆的供电系统是一个复杂的系统，其出现不可靠运行时会对社会正常运行和人们的日常生活造成严重干扰，因此为了确保地铁牵引系统供电系统的安全稳定运行，就应该做好电力牵引系统的可靠性运行工作，实现地铁牵引供电系统的稳定性逐渐提高。

1 地铁牵引供电系统的基本构成

1.1 地铁车辆供电系统构成

地铁供电系统负责向地铁和用电设备提供电能，一般分为高压供电部分和地铁内部供电部分。其中高压供电部分直接从城市电网取电，供电方式一般包括集中式供电、分散式供电和混合式供电。而地铁内部供电主要包括牵引供电系统和照明供电系统，牵引供电系统会将三项高压交流电变成适合地铁车辆应用的低压直流电。馈电线会将牵引变电所的直流电送到接触网上，地铁会通过受流器直接在接触网上获得电能。动力照明供电系统主要提供照明、风机、水泵等动力机械的供电，主要由降压变电所和动力照明配电线路组成。

1.2 地铁车辆牵引供电系统构成

地铁车辆牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两个部分组成，目前地铁牵引供电系统通常采用直流供电方式，其中牵引变电所示地铁车辆牵引供电的核心。牵引变电站的位置和容量是由地铁车辆在运行高峰期的车流密度和车辆型式通过牵引供电计算得出，其中牵引变电所的容量在设置时需要满足供电合理，运营方便，满足高峰运营时的最大负荷需求，并且当牵引变电站出现故障时，其相邻的变电站需要具有一定的过负荷能力，并能保证地铁车辆的正常运行。牵引网是指在线路周围铺设为地铁车辆提供电能的装置，主要由正极接触网供电和负极走行轨回路两部分组成，其供电方式主要包括供电轨和供电网两种方式供电，根据不同线路特点选择不同的供电方式。

1.3 地铁牵引供电系统运行方式

地铁牵引供电系统的运行方式主要包括正常运行方式和某一牵引变电站解列的运行方式。在正常的运行方式下，地铁车辆的牵引供电系统均由相邻变电站进行双边供电，车辆段内的接触网由本车辆段内的牵引变电站供电，而车辆在停车场内由停车场内的牵引变电所供电。当某一牵引变电所发生解列且不包含线路端头牵引变电所时，会由相邻变电所进行跨区供电。当解列发生在正线线路的端头时，会由相邻的牵引变电站进行单边供电。当停车站发生牵引变电站解列时，会由正线牵引变电所通过接触网向停车场牵引网供电，这时停车场牵引变电所不会安排向正线支援的任务。

2 地铁牵引供电系统可靠性分析

2.1 地铁牵引供电系统可靠性指标

地铁列车牵引供电系统将工频交流电转换为低频交流电或直流电，以维持地铁车辆运行和用电器的正常工作。鉴于地铁牵引供电系统的工作特点，在研究地铁牵引供电系统的可靠性研究过程中，需要包括设备本身的可靠性研究、各设备联合工作的可靠性研究、部分设备与其他系统相连的可靠性研究以及整个牵引供电系统的可靠性研究。在实际的研究过程中牵引供电系统的可靠性主要是指牵引供电系统在设备结构、自身特点和系统运行等方面的安全稳定性，可靠性研究的最终目的是保证轨道上行驶的地铁车辆的正常运行，反映地铁正常运行的指标主要包括供电质量、故障停电指标、预安排停电指标、外部影响、指标以及设备性能指标等。

2.2 地铁牵引供电系统的可靠性评估措施

对地铁牵引供电系统可靠性评估的具体措施包括三个方面，首先需要对某一段线路上牵引供电的可靠性进行评估，这部分的主要内容是评估两个牵引变电所之间的线路以及地铁在该部分线路上的运行情况。其次，需要对系统尾部电源的可靠性、牵引变电所可靠性以及接触网系统的可靠性进行评估，这三者的评估都需要以是否能正常供电作为判断依据，并建立可靠性模型，最后结合不同原件的特点，进行定量评估。最后，需要进行元件级或者是设备级的可靠性评估，该部分需要对一个元件或者是几个元件组成的装置进行评估，判断这部分可靠性变化对整个牵引供电系统的影响。

2.3 提高地铁牵引供电系统可靠性的措施

为了提高地铁牵引供电系统可靠性、稳定性和坚固性，降低地铁牵引供电系统的故障发生率，需要在系统中把握好器件的质量，在搭建好供电系统后还需要做好后期的维护工作，加强日常工作中的巡视和检修，需要设备存在的潜在隐患。对于地铁牵引供电系统的管理，要加强完善整个供电系统的管理体系，做好操作人员的日常考核工作，保证操作人员在日常工作中严格执行管理制度。

3 结语

随着科学技术的快速发展，城市轨道交通已经成为保证城市向前发展的重要交通运输工具，并在人们的日常生活中起到越来越重要的作用。城市地铁牵引供电系统是为地铁车辆提供电能的重要基础部分，直接保证了地铁车辆的正常运行，因此，加强研究地铁牵引供电系统的可靠性是非常有必要，是保证地铁车辆安全运行，同时使地铁牵引供电系统的可靠性达到最高的重要措施。

参考文献

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