试析电气化铁路牵引供电系统的可靠性

试析电气化铁路牵引供电系统的可靠性

王承昊聂兆财康成星

济南铁路局济南供电段山东济南250000

摘要：随着国家经济与社会的不断发展，国家对于基础设施的建设也提出了更高的要求。由于电气化铁路不但运输能力大、行驶速度快、工作条件好，而且运营成本低、能源消耗少、自然条件影响小，已经成为了我国铁路运输的主要发展方向。电力机车的大量使用给电力系统的供电负荷带来很大的问题。由于电气化铁路本身具有移动性和波动性，因此对整个电网的接入点造成了一定的影响。

关键词：电气化铁路；牵引供电系统；可靠性

引言

近年来越来越注重铁路的发展，其中铁路的电气化发展更是一股新潮，20世纪末21世纪初60、70年代第一条高科技的电气化的铁路在新建的路段正式通车而开创了一个崭新的铁路时代。如大家所知道的那样，大众百姓的生计维持与铁路的发展息息相关，能够建造一条好的铁路网络化的供电系统是不可或缺的。这意味着电气化铁路应该有更上一层楼的发展。

1电气化铁路和供电方式

当前世界上的铁路的供电牵引系统主要由两个部分组成，即变电站和接触网。变电站和接触网需要协调运作才能确保电气化铁路牵引供电系统的变电、配电和送电的工作。变电站作为牵引供电系统的一个核心部分，主要的工作任务是将国家电网输入的三相高压转化为与电力机车输入端相相吻合的电能。除此之外，变电站还要将转换之后的电能输入到接触网中，从而电力机车供电模块就可以随意调用。虽然变电站的职责简单明了，但是其包含了多种电器元件，包括变压器、接地开关、隔离开关、电压互感器、断路器、电流互感器等。接触网作为连接牵引变电机构和电力机车供电系统的枢纽，能够使经变电站转换之后的电能被电力机车供电模块使用。因此铁路的运行速度受接触网的电力负荷的影响很大，对铁路运行的稳定性有一定的威胁。为了提高接触网的可靠性，在设计的时候要满足电力机车弓网耦合条件，尽量减少运行中接触网和弓网之间的机械振动和冲击。接触网是连接变电站和电力机车的枢纽，主要有接触悬挂部分、支持装置部分、定位装置部分以及支柱和基础部分。其中接触悬挂部分主要由接触线、选调机构组成；支持装置部分是一种连接装置，支撑部分通常会被设计成接触悬挂和支柱的形式，主要有横跨类结构和腕臂支持两类；定位装置部分保证了接触线的稳定和弓网良好的耦合，其一般情况下位于接触线和滑板有效接触的地方，定位的零部件有定位管、定位器、连接件等等；支柱和基础部分主要起承受载荷的作用，载荷一般来自自然界的风、冰以及系统自身的接触悬挂装置、支持装置以及附加导线等等，与此同时还可以对附加导线和接触悬挂部分起到固定的作用。

2提高电气化铁路牵引供电系统可靠性的措施

2.1提高牵引变电所可靠性的措施

（1）保证设备的质量水平，减少故障的出现次数。各种设备组成了整个牵引供电系统，所以设备本身的质量是需要关心的头等大事，设备的质量不行，那么其他维护工作也基本都是无用功，保证设备的质量也并不是一件很困难的事情。首先，我们需要定期的更新设备，系统内每件设备的寿命维护部门都要做到心里有数，绝对不应该存在系统里有濒临使用年限的设备存在；其次，对于设备的维护和保养也是保证设备质量的重要举措，因为绝大部分设备都处于恶劣的露天环境之下，指望设备直到使用寿命之前都不会出现问题是极为天真的想法；最后，对于损坏设备的应急处理工作也是需要仔细考虑的，整套系统的成本是十分高昂的，所以不可能每件设备在损坏了之后就进行更换，很多时候设备经过良好的修理后依然可以稳定有效的进行工作，这取决我们维护修理人员的水平和工作态度。（2）牵引变电所选用双进供电方式向牵引网进行供电。之前提到过整个牵引供电系统本身也没有发电功能，依靠的还是沿线各个供电站和电厂来提供电力供应，那么我们其实并不能保证整个沿线供电部门都能随时稳定安全的提供电力供应，而这一点也不是牵引供电系统本身能够解决的，相反矛盾的是这也恰恰是牵引供电系统本身不得不面对的，所以一般来说采取的是多回路供电，同一子区域绝对不能只有一个电力来源，这样一旦某个源头出现了问题，不会导致整个子区域的电力供应都被切断。（3）完善管理体系，落实相关措施及考核。第一，完善人员准入制度，严格控制新进人员素质和专业水平，定期进行考核，实行“有进有出”“能上能下”的考核制度，把有专业技能、上进心强的人才留下来，同时也要留得住人才，提高人才待遇；第二，我国的电气化铁路网络是在不断进化的，所以员工的技术也需要实时的更新和进步，这一点上基层的很多老师傅、老员工根本无法做到，他们固守着自己的认知而不愿意前进，我们的管理层必须杜绝这种情况，任何不愿意学习和进步的员工都必须被淘汰，只有最富有工作热情和可塑性的员工才能得到合理的奖励。

2.2提高牵引网可靠性的措施

我国的铁路网络规模是远超世界各国的，而我国复杂的地貌和地形也导致了我们的电气化铁路网络并不能做到每一部分都足够的精细，也就是说我们的牵引供电系统没有那些大型生产企业的冗余备用供电机制，一套系统就需要完成所有电力的分配，所以牵引网的可靠性维护难度是客观存在的，笔者从自身经验出发提出以下几条优化思路。（1）牵引网络绝大部分处于露天野外，日常会经受外界环境的各种影响，所以牵引网络本身的抗腐蚀性是极为重要的，一旦抗腐蚀性不达标那么设备故障将会是一件极为频繁发生的事情，抗腐蚀性不仅仅是设备本身的性能指标，在关键设备上我们还需要进行额外的抗腐蚀处理，给设备外表层进行抗腐蚀材料镀层。（2）牵引网络承担所有的电力分配，所以牵引网络本身需要极为良好质量的零部件，这是一个重要的标准，为了使得我们的零件可以满足使用需求，不仅仅是特殊生产部门来负责加工制造，有时候还需要对一些特殊的零部件进行改造。作为国家大动脉上重要一环，这些零件需要能够追根溯源，即使是每一颗螺丝我们都应该对其生产的时间、地点和安装负责人进行详尽记录。（3）牵引网络日常需要大量的人员来进行维护，整套维护运营系统必须是在科学高效的监督下进行的，每个月、每个季度、每年都要有详尽完备的工作记录，什么人在什么时候什么地点对什么设备进行了维护或者维修工作，都要做到条条可查，这不仅仅是年终员工评选优秀时的重要依据，同时也是在出现事故之后的确保可以有效追责的凭据。

结束语

世界的发展是多元化的无论是政治方面还是经济方面，从铁路道路建设的发展，电力网络化的发展，到新型的电气化铁路牵引供电系统的成功建设，二者相结合的新时代的力量是不可忽视的，在电气化铁路牵引供电系统中，新型的科学技术不断嵌入其中，会产生变幻莫测的供电方式发掘出了相反序列的抵御效果；接线方式的平衡感更加完善，可更方便的与单相牵引供电相互映衬，高储蓄电能时代到来指日可待，同时，无资源化回馈占据了大半江山，有资源化的补偿也愈渐鲜明，小付出大收获的幻想已不再是空想。一个更理想化的阶段是利用现有资源加上多元化的环境情况可帮助供电系统更好的发展，既改变了运作方式，同时又节约了成本，何乐而不为。

参考文献：

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[2]傅国新.关于电气化铁道牵引供电系统谐波和无功补偿技术的研究[J].城市建设理论研究：电子版，2018，5（12）.

[3]屈明.浅谈电气化铁路牵引供电系统谐波分析与治理[J].电工技术：理论与实践，2017（11）：4.