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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:6642
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

地铁牵引供电系统的可靠性

2020-07-17 15:29:36 产业经济 陈德鸿
资料简介

摘要:随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断加快,城市轨道交通作为有效缓解交通拥堵的有效方式,在城市发展中起着越来越重要的作用。而地铁供电系统是城市轨道交通的重要环节,负担着为地铁车辆提供电能的任务,其供电系统一旦发生故障,不仅会造成地铁线路的瘫痪影响市民的正常出行,甚至会危及乘客的安全造成极大的社会影响。因此,对地铁牵引供电系统进行可靠性研究,提高系统的可靠性水平具有重要的现实意义。

地铁牵引供电系统的可靠性

陈德鸿

福州地铁集团有限公司运营分公司 福建福州 365000

摘要:随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断加快,城市轨道交通作为有效缓解交通拥堵的有效方式,在城市发展中起着越来越重要的作用。而地铁供电系统是城市轨道交通的重要环节,负担着为地铁车辆提供电能的任务,其供电系统一旦发生故障,不仅会造成地铁线路的瘫痪影响市民的正常出行,甚至会危及乘客的安全造成极大的社会影响。因此,对地铁牵引供电系统进行可靠性研究,提高系统的可靠性水平具有重要的现实意义。

关键词:地铁牵引;供电系统;可靠性

1地铁牵引供电系统分析   ①直流牵引供电系统作为地铁运行的主要动力,它能够为地铁的运行输送源源不断的电能,而地铁直流牵引供电系统主要是由两部分组成:架空接触网和牵引变电站,其最大的特点是不会轻易受到外界的干扰而且也易于控制,所以这也是直流牵引供电系统在地铁中被得以广泛的应用的主要原因。②短路故障在地铁直流牵引供电系统中属于一种十分常见的故障,而且它所产生的危害要远远大于其他几种故障,这种故障的产生通常与其性质和故障发生的位置有着较大的关联,但是在日常工作中地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的形式也具有多样性,其主要的作用是在产生故障电流时能够在第一时间实现切除故障,从而达到保护设备并能在切除故障后实现快速的恢复供电,以避免对地铁的正常运行造成影响。

2地铁牵引供电系统的可靠性研究现状

2004年在美国电气电子工程师协会(IEEE)和机械工程师协会(ASME)的年会中美国工程师SergoSagareli首先提出了牵引供电系统可靠性的概念。迄今为止,国内外学者已经对牵引供电系统的可靠性研究取得诸多进展,但是其研究对象主要还是大铁路的交流牵引供电系统。其中,杨媛针对铁路牵引变电所主接线、架空接触网以及外部电源的可靠性进行了研究。吴健以高铁牵引变电所为研究对象结合故障模式与影响分析法与动态故障树法对系统可靠性指标进行定量计算,同时引入系统风险评估指标对牵引变电所的风险等级进行评估。王开铭采用GO-FLOW法和动态贝叶斯网络相结合的方式计算了高铁牵引变电所的可靠性指标并与其它可靠性分析法的结果进行比较,分析了各种可靠性模型的优劣。秘佳利采用模糊时间序列、指数加权移动平均法和改进的灰色预测模型预测牵引供电系统的故障数据,为系统的可靠性分析提供合理的优选方案。万毅、邓斌等以京广线郑州南段的牵引供电系统为研究对象,提出采用基于遗传算法的Weibull拟合算法对其进行可靠性建模,并验证了Weibull模型是用于拟合牵引供电系统可靠性数据的可行方法。朱雪龙在详细分析了接触网系统的故障树模型以后,提出了采用层次分析法和熵权法相结合的方式对接触网系统的状态进行评估。张庆平采用故障树法分别构建了牵引变电所和接触网系统的可靠性模型,综合分析计算了整个牵引供电系统的可靠性指标,然后采用灰色关联分析法分析了该系统各底事件的关联性,找出系统的薄弱环节。在对于地铁牵引供电系统可靠性研究方面,因其系统主接线形式、运行方式和供电方式等均与铁路牵引供电系统存在差异,因此也有许多学者对其展开深入研究。

3地铁牵引供电系统的可靠性

3.1地铁牵引系统可靠指标

牵引供电系统是指通过电力系统或者在一次供电系统处接收电流,而其在将工频交流转化成低频或者直流电压时,才会为电力机车负荷提供其所需要的电能,完成使用牵引电能的传输,保障其可以顺利的完成配电功能的系统。保障铁牵引供电系统的稳定性,就是需要保障在行驶中的电力机车可以在轨道上稳定地运行。目前,要保证我国地铁牵引供电系统的稳定性,首先要保障地铁牵引供电系统设备自身的结构可以安全以及稳定地运行。反映地铁牵引系统可靠性的指标为:供电质量指标、故障停电指标、外部影响指标、预安排停电指标以及设备性能指标等。其中,供电直流指标又分为:可靠性指标(一年之中有效供电时间/统计时间)、延误时间(每年列车延误时间总和)、延误列车数(每年延误列车总数)、平均延误时间(每年中每一次延误列车的平均延误时间)、平均延误列车数(一年中平均每此故障停电导致的延误列车数量);而故障停电指标则有:停电时间(一年中故障停电时间总数)、平均停电时间(每年中平均每次故障停电时间)、接触网的故障率(每年中,平均每100km接触网的故障次数)、牵引变压器故障(每年中平均每100台牵引变压器故障次数);外部影响指标:预安排停电时间(每年预安排停电时间总数)、预安排平均停电时间(每年平均每次预安排停电时间);外部影响指标主要是指外部影响停电率(每年中牵引供电系统外部原因所导致列车停电时间和系统总部停电时间的比);以及设备性能指标:设备出故障率(每年中一种设备平均故障次数)和设备故障持续时间(每年中某类设备平均每次故障的持续时间)。

3.2地铁牵引供电系统的构成以及可靠性评估

对于地铁牵引供电系统的构成以及可靠性进行评估主要从以下3方面进行:1)对某一段线路中的牵引供电可靠性进行评估。主要分析对象是2个牵引变电之间的线路,之后对地铁上该线路上的列车运行情况进行分析。2)需要对尾部电源、接触网系统和牵引变电进行可靠性评估,主要包括:(1)电源可靠性评估,其主要对象为我国城市的电网。而进行判断的主要依据,则是牵引变电从外部电源接受供电的情况分析,然后需要完成可靠性建模,对其可用度进行评估探究。(2)对于牵引变电可靠性评估,一般是以一个变电所为分析对象,进行判断分析的根据,是牵引变电对上行接触网是否进行正常的供电,再对地铁牵引变电所的主接线的方式进行分析,从而完成可靠性建模。之后对变电所的特征进行综合性的分析并做好定量评估。(3)在对接触网系统进行可靠性评估时,其分析对象应为某一锚段的接触网系统。可以根据上行网或下行网进行判别,即对地铁接触网进行建模,再依据地铁接触网的实际特征完成定量评估。3)对于元件级以及设备级完成可靠性评估。在完成这一阶段的评估时,最主要的是要对某一个或者某几个元件组成的设备完成探究和分析。随后工作人员需要对设备可靠性的变化以及对牵引变电的影响进行相应的研究,使地铁稳定地运行,降低事故出现的概率。

4地铁牵引供电系统可靠性措施的分析   4.1注重加强地铁牵引系统的实际管理工作   地铁管理工作人员要积极开展定期的职业考核活动,对员工的出勤概况进行详细记录,如果有严重的员工旷工问题,管理工作人员要严格处理,通过日常工作细节,来培养员工的职业素养。与此同时,地铁车辆设备的操作工作人员要注重对实际操作情况进行记录,促使在发生突发运行状况时,能够及时分析故障问题的原因。   4.2注重采取分点式电路进行供电   在地铁车辆的运行过程中,管理工作人员可以使用分点式电路方式进行供电,这样能够保证在主电路出现故障问题时,不会对整体电路供电质量产生影响,从而能够有效的避免供电线路瘫痪。   4.3注重提高地铁相关设备的稳定性   地铁管理工作人员要注重引进先进技术和先进设备,并且要针对设备的性能做出实际的检测,在设备测试工作完成后,如果设备符合相应的标准规范,可以直接投入运行使用,这样能够有效的保证相关设备的安全性和使用性,从而避免安全故障问题的发生,继而可以在保障设备高效稳定运行的同时,能够推动我国社会的进步和经济的发展,同时也加快了我国城市化进程。

5结语

目前,我国地铁施工较多,因此,要加强对地铁工程的重视。而在地铁施工中,地铁供电系统的可靠性对地铁能否稳定运行有直接性的影响。在当前我国地铁实际运行的过程中,如果牵引供电系统出现问题,会导致地铁的运行出现问题,甚至可能会出现停运的状况。因此,提高地铁牵引供电的稳定性有十分重要的意义。

参考文献

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[2]佟晓冬,回嘉冀.地铁牵引供电系统分析[J].电气开关,2016,54(03):105-106+108.

[3]李菲.浅析地铁直流牵引供电系统馈线保护[J].通讯世界,2016(09):217-218.

[4]贾明泽.地铁牵引供电系统故障测距的研究[D].北京交通大学,2016.