电气化铁路牵引供电系统的可靠性探析

电气化铁路牵引供电系统的可靠性探析

王春龙

中国铁路哈尔滨局集团有限公司调度所，黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：本文通过解释什么是牵引供电系统，它的意义和价值，并强调系统对全球网络的重要性。然后，以一种成熟稳定的故障分析模式为出发点，逐一分析阐述了能够提高牵引供电系统可靠性的活动。这些建议是根据作者多年的行业经验提出的，相信对我国电气化铁路的发展有所帮助。

关键词:电气化铁路；牵引供电系统；牵引变电所；牵引网；可靠性

1研究背景

我国越来越重视地方铁路网建设，建设规模的扩大不仅需要数量的增加，更需要技术和质量的提高。电气化铁路的比重和总量自然成为铁路建设的重中之重，这是符合时代发展的。很多发达国家的电气化进程远远领先于中国，中国要想继续深度工业化，全面进入工业3.0的大时代，电气化进程是一项永远不能放松的工作。环顾世界上发达的工业国家，我们可以发现这些国家的经济发展与其电气化铁路的建设进度紧密结合，这绝对不仅仅是因为电气化铁路的性能优越。它的技术迭代更加稳定便捷，也是因为对于任何一个人口基数高的工业国家来说，铁路运输能力都是维系整个国家经济发展必不可少的因素。我国建国时间比较短，建国时整个国家还极其落后。

中国的农业地位，但是建国后不久，国家领导层就已经意识到电气化铁路对于中国的重要性，所以中国电气化铁路的研究历史非常悠久，到现在已经进行了60多年，几代工程师和研究人员都为此奉献了毕生精力。不同的时代专注于解决不同的问题。如今，现代电气化铁路的性能不再是需求的焦点。换句话说，演出本身就能满足人们的日常需求。电气化铁路现在需要克服的是如何在满足当前理论性能的前提下，保证更高的稳定性。

本文讨论的重点是牵引供电系统，它是电气化铁路的重要组成部分。牵引供电系统连接电力系统和电力机车。我认为，牵引供电系统对全局的重要性可以从字面描述中明确定义[1]。因此，牵引供电系统本身的稳定性也将直接影响全球电气化铁路网的稳定性。根据以往国内外的经验可以知道，一旦牵引供电系统出现问题，电气化铁路最严重的时候也会发生坍塌，相信读者都知道，铁路网的整体坍塌会演变成国家级的安全事故。

2电气化铁路牵引供电系统的基本理论

既然是电气化铁路，就意味着铁路的整个运营都要靠电力供应。然而，电力机车没有储能装置，也没有其他能源。因此，整个电气化铁路需要铺设供电设备进行供电。这些供电设备组织在一起，就是本文需要讨论的牵引供电系统。供电设备的电源是沿线电厂或供电站经一次改造后直接接入牵引供电系统。然后，牵引供电系统本身进行内部整流、变换和换向，从而将电流平稳合理地分配到系统的各个部分。换句话说，整个牵引供电系统不仅自身结构复杂，而且是更大组织的一部分[2]。

3故障树分析法原理

分析一个庞大的网络并准确定位其故障并不是一件容易的事情，但幸运的是，类似的工程管理经验仍然存在。本文采用故障树分析法对整个系统进行分层分析。这种分析方法诞生于当时著名的贝尔实验室提出的美国国防研究计划，并在提出时表现出极佳的实用性。我国在1980年前后也引入了这种分析方法，并进行了各种更适合当地情况的优化和改进。如今，它已经成为一套详细的标准，而牵引供电系统正是这一标准发挥其能力的绝佳舞台。

采用这种方法，我们可以得到很多不同层次、逻辑关系和顺序的事件，然后从最不理想的故障开始，从上到下依次分析不同层次的原因事件。在分析过程中，可以利用不同类型的逻辑符号，根据不同因素之间的逻辑关系和顺序，将它们充分连接起来，从而形成一个倒树结构，通常称为故障树。通过进一步分析故障树，可以找出最不良故障原因事件的过程，以及系统故障的原因。此外，还可以找出系统中的薄弱环节，为系统的进一步完善提供充分的参考。

4提高电气化铁路牵引供电系统可靠性的措施

牵引供电系统的各个部分都存在一些隐患，因此在分析这些隐患时，有必要从局部向全局发展。以下小节描述了提高不同零件可靠性的措施。

4.1提高牵引变电所可靠性的措施

(1)保证设备质量水平，减少故障次数。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重中之重。如果设备的质量不好，那么其他的维护工作基本上没有用，保证设备的质量也不是一件很难的事情。首先我们需要定期对设备进行更新，系统中每一台设备的使用寿命维护部门都要意识到这一点，系统中永远不应该有任何设备处于使用寿命的边缘。其次，设备的维护保养也是保证设备质量的重要措施，因为大部分设备都处于恶劣的露天环境中，指望设备使用寿命到了才出现问题是极其幼稚的。最后，受损设备的应急处理也需要慎重考虑。整个系统的成本非常高，不可能每一件设备损坏后都更换。在很多情况下，设备经过良好的维修后仍然可以稳定有效地工作，这取决于我们维修人员的水平和工作态度。

(2)牵引变电所采用双进供电方式向牵引网供电。如前所述，整个牵引供电系统本身没有发电功能，仍然依靠沿线的供电所、发电厂提供供电，所以我们实际上无法保证沿线的整个供电部门能够随时稳定安全地提供供电，这不是牵引供电系统本身能够解决的。相反，恰恰是牵引供电系统本身要面对的，所以一般来说都是采用多回路供电，同一个子区域必须没有一个电源，这样一旦一个电源出现问题，就不会造成问题。

(3)完善管理制度，落实相关措施和考核。首先，完成

良好的人员准入制度，严格控制新入职人员的素质和专业水平，定期进行考核，留住专业技能强、自我激励强的人才，同时留住人才，提高待遇；其次，我国电气化铁路网不断演进，员工的技能也需要实时更新和提升，这是很多基层教师和老员工根本做不到的。他们执着于自己的认知，不愿意前进。我们的管理层必须结束这种局面。任何不愿意学习和提高的员工都必须淘汰，只有最有积极性和可塑性的员工才能得到合理的奖励。

4.2提高牵引网可靠性的措施

中国铁路网的规模远超世界其他国家，中国复杂的地貌和地形也导致我们的电气化铁路网在各个部分都不够精细，也就是说我们的牵引供电系统没有那些大型制造企业的冗余备用供电机制，一个系统需要完成所有电力的分配，所以牵引网可靠性维护的难度是客观存在的。笔者根据自己的经验提出以下优化思路。

(1)牵引网大部分处于野外，每天都会受到外界环境的各种影响，因此牵引网本身的抗腐蚀性极其重要。一旦耐腐蚀性不达标，设备故障就会非常频繁地发生。耐腐蚀性不仅是设备本身的性能指标，我们还需要对关键设备进行额外的防腐处理，在设备的外表面涂上防腐材料。

(2)牵引网负责所有的配电，所以牵引网本身需要质量极其优良的部件，这是一个重要的标准。为了使我们的零件满足使用需求，不仅有专门的生产部门负责加工制造，有时还需要对一些特殊零件进行改造。作为国家大动脉的重要组成部分，这些部分需要有迹可循。即使是每个螺丝，也要详细记录生产时间、地点和安装负责人。

(3)牵引网日常维护需要大量人员。整个维护和操作系统必须在科学有效的监督下进行。每个月、每个季度、每年都要有详细完整的工作记录。有必要跟踪谁在何时何地维护或修理了什么设备。这不仅是年终员工评选优秀员工的重要依据，也是确保事故发生后有效问责的证据。

5结 讨论

为了适应经济发展的需要，我国铁路运输业发展迅速，电气化铁路也发展迅速，并开始大规模建设。它具有行驶速度快、运输能力大、运输成本低、节能环保、安全可靠、工作条件好的特点。然而，在其发展过程中，也带来了许多科技问题。牵引供电系统是电气化铁路的重要组成部分，对电气化铁路的正常安全运行有着非常重要的影响，因此必须重视牵引供电系统的可靠性。通过对牵引供电系统可靠性的研究，保证了供电系统的安全运行，提高了供电系统的稳定性和可靠性。

参考文献：

[1]胡亮.牵引网馈线保护整定计算程序设计模块[J].科技资讯，2016，14（20）：45-46+48.

[2]翟铁久，涂大石，王燕楠.电气化铁道开关设备选型研究[J].铁道标准设计，2012（8）：106-111.

[3]王亚妮，陈耀坤，邹阳春.对武广牵引供电系统可靠性的几点思考[J].中国铁路，2008（5）：60-62.