地鐵牽引供電系統可靠性研究

馬騰宇

摘 要：隨著城市狀況日益嚴峻，城市軌道交通已經成為保證城市向前發展的重要交通運輸工具，并在人們的日常生活中起到越來越重要的作用。地鐵牽引供電系統是地鐵交通系統中重要的基礎設施其主要功能是為電力車輛提供電能，進而保證地鐵車輛的正常穩定運行，若地鐵牽引供電系統一旦發生故障，一方面會造成城市地鐵系統的癱瘓；另一方面還會對乘客的生命安全和財產安全造成損害，因而近年來國內專家對地鐵牽引供電系統的可靠性研究日益重視。該文中對地鐵牽引供電系統的結構進行分析，并有針對性地提出決定地鐵牽引供電系統的相關指標，進而介紹提高地鐵牽引供電系統的具體措施。

關鍵詞：地鐵牽引系統 可靠性 指標 措施

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0048-02

地鐵牽引供電系統是保證地鐵車輛正常運行的重要部分，隨著微電子技術的快速發展，使得地鐵牽引系統的發展不斷趨向完善，實現了地鐵牽引供電系統的自動化和信息化。加強對地鐵牽引供電系統的研究就是指在保證地鐵牽引供電系統正常工作的基礎上，利用科學有效的手段充分發揮供電系統的潛力，確保為地鐵車輛提供高質量的電力供應。地鐵車輛的供電系統是一個復雜的系統，其出現不可靠運行時會對社會正常運行和人們的日常生活造成嚴重干擾，因此為了確保地鐵牽引系統供電系統的安全穩定運行，就應該做好電力牽引系統的可靠性運行工作，實現地鐵牽引供電系統的穩定性逐漸提高。

1 地鐵牽引供電系統的基本構成

1.1 地鐵車輛供電系統構成

地鐵供電系統負責向地鐵和用電設備提供電能，一般分為高壓供電部分和地鐵內部供電部分。其中高壓供電部分直接從城市電網取電，供電方式一般包括集中式供電、分散式供電和混合式供電。而地鐵內部供電主要包括牽引供電系統和照明供電系統，牽引供電系統會將三項高壓交流電變成適合地鐵車輛應用的低壓直流電。饋電線會將牽引變電所的直流電送到接觸網上，地鐵會通過受流器直接在接觸網上獲得電能。動力照明供電系統主要提供照明、風機、水泵等動力機械的供電，主要由降壓變電所和動力照明配電線路組成。

1.2 地鐵車輛牽引供電系統構成

地鐵車輛牽引供電系統主要由牽引變電所和牽引網兩個部分組成，目前地鐵牽引供電系統通常采用直流供電方式，其中牽引變電所示地鐵車輛牽引供電的核心。牽引變電站的位置和容量是由地鐵車輛在運行高峰期的車流密度和車輛型式通過牽引供電計算得出，其中牽引變電所的容量在設置時需要滿足供電合理，運營方便，滿足高峰運營時的最大負荷需求，并且當牽引變電站出現故障時，其相鄰的變電站需要具有一定的過負荷能力，并能保證地鐵車輛的正常運行。牽引網是指在線路周圍鋪設為地鐵車輛提供電能的裝置，主要由正極接觸網供電和負極走行軌回路兩部分組成，其供電方式主要包括供電軌和供電網兩種方式供電，根據不同線路特點選擇不同的供電方式。

1.3 地鐵牽引供電系統運行方式

地鐵牽引供電系統的運行方式主要包括正常運行方式和某一牽引變電站解列的運行方式。在正常的運行方式下，地鐵車輛的牽引供電系統均由相鄰變電站進行雙邊供電，車輛段內的接觸網由本車輛段內的牽引變電站供電，而車輛在停車場內由停車場內的牽引變電所供電。當某一牽引變電所發生解列且不包含線路端頭牽引變電所時，會由相鄰變電所進行跨區供電。當解列發生在正線線路的端頭時，會由相鄰的牽引變電站進行單邊供電。當停車站發生牽引變電站解列時，會由正線牽引變電所通過接觸網向停車場牽引網供電，這時停車場牽引變電所不會安排向正線支援的任務。

2 地鐵牽引供電系統可靠性分析

2.1 地鐵牽引供電系統可靠性指標

地鐵列車牽引供電系統將工頻交流電轉換為低頻交流電或直流電，以維持地鐵車輛運行和用電器的正常工作。鑒于地鐵牽引供電系統的工作特點，在研究地鐵牽引供電系統的可靠性研究過程中，需要包括設備本身的可靠性研究、各設備聯合工作的可靠性研究、部分設備與其他系統相連的可靠性研究以及整個牽引供電系統的可靠性研究。在實際的研究過程中牽引供電系統的可靠性主要是指牽引供電系統在設備結構、自身特點和系統運行等方面的安全穩定性，可靠性研究的最終目的是保證軌道上行駛的地鐵車輛的正常運行，反映地鐵正常運行的指標主要包括供電質量、故障停電指標、預安排停電指標、外部影響、指標以及設備性能指標等。

2.2 地鐵牽引供電系統的可靠性評估措施

對地鐵牽引供電系統可靠性評估的具體措施包括三個方面，首先需要對某一段線路上牽引供電的可靠性進行評估，這部分的主要內容是評估兩個牽引變電所之間的線路以及地鐵在該部分線路上的運行情況。其次，需要對系統尾部電源的可靠性、牽引變電所可靠性以及接觸網系統的可靠性進行評估，這三者的評估都需要以是否能正常供電作為判斷依據，并建立可靠性模型，最后結合不同原件的特點，進行定量評估。最后，需要進行元件級或者是設備級的可靠性評估，該部分需要對一個元件或者是幾個元件組成的裝置進行評估，判斷這部分可靠性變化對整個牽引供電系統的影響。

2.3 提高地鐵牽引供電系統可靠性的措施

為了提高地鐵牽引供電系統可靠性、穩定性和堅固性，降低地鐵牽引供電系統的故障發生率，需要在系統中把握好器件的質量，在搭建好供電系統后還需要做好后期的維護工作，加強日常工作中的巡視和檢修，需要設備存在的潛在隱患。對于地鐵牽引供電系統的管理，要加強完善整個供電系統的管理體系，做好操作人員的日常考核工作，保證操作人員在日常工作中嚴格執行管理制度。

3 結語

隨著科學技術的快速發展，城市軌道交通已經成為保證城市向前發展的重要交通運輸工具，并在人們的日常生活中起到越來越重要的作用。城市地鐵牽引供電系統是為地鐵車輛提供電能的重要基礎部分，直接保證了地鐵車輛的正常運行，因此，加強研究地鐵牽引供電系統的可靠性是非常有必要，是保證地鐵車輛安全運行，同時使地鐵牽引供電系統的可靠性達到最高的重要措施。

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