電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展

崔海林

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，目前我國(guó)大部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鐵路電氣化建設(shè)，為了確保電氣化系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)注重供電系統(tǒng)的優(yōu)化，積極引入新技術(shù)，提高電氣化鐵路工程運(yùn)營(yíng)水平，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。基于此，本文就電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展開展探究與分析。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道;供電系統(tǒng);技術(shù)發(fā)展

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，鐵道運(yùn)輸作為主要運(yùn)輸渠道，在建設(shè)和發(fā)展中受到相關(guān)部門的高度重視。電氣化鐵道牽引列車是在國(guó)家發(fā)展形勢(shì)下的產(chǎn)物，以電力作為列車的牽引動(dòng)力，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的運(yùn)行系統(tǒng)。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣化鐵道供電系統(tǒng)的探究，以促進(jìn)鐵道運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展。

一、電氣化鐵道供電系統(tǒng)概述

電氣化鐵道供電系統(tǒng)是通過牽引變電所的高壓輸送、降壓、變相或整流等方式，向機(jī)車供電的系統(tǒng)，通常由兩大部分組成，即外部供電系統(tǒng)和牽引變電所向機(jī)車供電的系統(tǒng)[1]。電氣化鐵道工程的建造較為復(fù)雜，而且主要路線的長(zhǎng)度非常大。通過優(yōu)化電氣化鐵道供電技術(shù)，可以提高節(jié)能水平，降低工程運(yùn)營(yíng)成本，改善運(yùn)輸質(zhì)量，減少對(duì)周圍環(huán)境的污染。國(guó)家電網(wǎng)在電氣化鐵道工程中發(fā)揮著重要作用，國(guó)家電網(wǎng)輸送高壓電，然后經(jīng)過牽引變電所的變壓后，送至接觸網(wǎng)，為機(jī)車提供運(yùn)行動(dòng)力。

二、電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

（一）接觸網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

為了滿足現(xiàn)有供電系統(tǒng)的需求，必須提高接觸網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，并確保電氣化鐵道安全、可靠。對(duì)此，相關(guān)技術(shù)人員需要積極應(yīng)用各種新材料，如樹脂復(fù)合材料可以有效地改善接觸網(wǎng)的絕緣性能，降低維護(hù)成本。樹脂復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于建筑、航空、軌道交通等領(lǐng)域，具有良好的剛度和強(qiáng)度，能有效地抵抗化學(xué)物質(zhì)的腐蝕[2]。為了提高電氣化鐵道運(yùn)行水平，應(yīng)分析系統(tǒng)的構(gòu)建環(huán)境，并根據(jù)相關(guān)的復(fù)合材料性能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)供電系統(tǒng)模塊進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于接觸網(wǎng)支柱、路肩框架等部分，應(yīng)提高適應(yīng)復(fù)雜工作環(huán)境的性能，可以使用樹脂復(fù)合材料蓋板技術(shù)，利用復(fù)合材料的穩(wěn)定性，解決金屬構(gòu)件的腐蝕問題，避免供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)安全隱患。

（二）供變電系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

為了充分發(fā)揮電氣化鐵道的優(yōu)勢(shì)，必須針對(duì)存在的問題制定解決辦法，加強(qiáng)供變電新技術(shù)的應(yīng)用。在供電系統(tǒng)復(fù)雜公式計(jì)算過程中，需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)合，以提高供電參數(shù)分析能力。在牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行中，需要將電能合理分配到機(jī)車各工作模塊，目前容易出現(xiàn)三項(xiàng)不平衡問題，造成高次諧波的出現(xiàn)，并且在單相負(fù)載條件的影響下，電壓和電流的非線性異常關(guān)系十分明顯。如果鐵道動(dòng)力傳輸存在問題，不利于提高牽引作業(yè)質(zhì)量。因此，必須完善牽引供電系統(tǒng)，將牽引網(wǎng)改造成不同類型的輸電線路，以避免危險(xiǎn)電壓的影響。以往的電氣化鐵道供電系統(tǒng)通常采用BT供電方式，主要是在架空接觸線上串聯(lián)吸流變壓器，將回流電流從軌道引入回流線。這種供電方式雖然能夠減少對(duì)通信的干擾，但會(huì)增加牽引網(wǎng)阻抗，導(dǎo)致電能損失增加。現(xiàn)階段，AT供電方式較為先進(jìn)，我國(guó)北京至秦皇島、鄭州至武昌等鐵道線路已經(jīng)采用AT供電方式，不僅是電氣化鐵道減少通信線路干擾的有效措施之一，而且具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。AT供電主要是在正饋線和并聯(lián)自耦變壓器設(shè)置在牽引網(wǎng)中，使?fàn)恳╇婋妷杭颖叮蟠筇岣郀恳W(wǎng)的載流能力，減少對(duì)通信線路的干擾[3]。

（三）大數(shù)據(jù)供電調(diào)控技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)有鐵道供電系統(tǒng)是通過統(tǒng)一的電力中心系統(tǒng)進(jìn)行分布式供電，外部供電主要以高壓為主，要想提高供電系統(tǒng)的安全性，就需要加強(qiáng)調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而滿足電氣化鐵道運(yùn)行需求。對(duì)此，技術(shù)人員可以將大數(shù)據(jù)引入供電系統(tǒng)，提高配電系統(tǒng)的工作效率和安全性，實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控供電。首先，通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)收集所有配電數(shù)據(jù)，包括各支線、車體類型、里程等數(shù)據(jù)，并通過云計(jì)算系統(tǒng)分析各線路的供電量、供電時(shí)長(zhǎng)。其次，云存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的快速分析可以提高供電效率，還可以營(yíng)造安全的運(yùn)行環(huán)境，數(shù)據(jù)采集、分析可以在瞬間完成。最后，通過大數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，電氣化鐵道供電系統(tǒng)的所有配電數(shù)據(jù)都可以存儲(chǔ)在云端，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和傳輸，科學(xué)地減少能耗。

（四）鐵道智能監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用

在鐵道供電監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)過程中，應(yīng)建立智能監(jiān)控系統(tǒng)。首先，利用數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集內(nèi)部數(shù)據(jù)，如設(shè)備使用年限、維修時(shí)間、損耗點(diǎn)、出現(xiàn)問題的線路等，應(yīng)逐一錄入，并對(duì)過去的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和自動(dòng)采集整理，實(shí)現(xiàn)全面、實(shí)時(shí)的供電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)[4]。其次，在外部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中引入智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵道線路外部環(huán)境條件的自動(dòng)記錄，并按照每日、每周、每月、每季、每年的周期，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和總結(jié)，以找到相應(yīng)規(guī)律，便于制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防策略。最后，由于我國(guó)鐵道網(wǎng)絡(luò)廣泛，不同支線的供電條件存在差異，應(yīng)鐵道監(jiān)控系統(tǒng)與氣象、地質(zhì)等部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)相互連接，實(shí)現(xiàn)信息共享和及時(shí)反饋，可以提高電氣化鐵道供電系統(tǒng)的安全性。

三、結(jié)束語

綜上所述，電氣化鐵道的建設(shè)需要穩(wěn)定、可靠的供電系統(tǒng)作為支持，同時(shí)需要相關(guān)部門加強(qiáng)重視重度，做好理論和模擬研究工作，不斷完善供電系統(tǒng)建設(shè)。同時(shí)，應(yīng)為電氣化鐵道供電系統(tǒng)引入新技術(shù)，提高能源利用率和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在一定程度上降低運(yùn)行成本，使電氣化鐵道工程得以發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂高奎.探究電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展[J].建設(shè)科技，2017，（13）：125.

[2]張輝.探究電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（11）：3474，3476.

[3]劉亮，宋曉剛.電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（31）：2851.

[4]李恒，鄭侯.探究電氣化鐵道供電系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016，6（8）：601-601.

（作者單位：青島地鐵集團(tuán)運(yùn)營(yíng)分公司）