地鐵供電系統(tǒng)可靠性和安全性研究分析

郭慶毅

摘要：地鐵中的供電系統(tǒng)是維持地鐵正常運(yùn)行的基本設(shè)施，對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性與安全性的保持，對(duì)于維持地鐵運(yùn)行工作來說，具有重要的作用，它能確保乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，保證地鐵正常運(yùn)行狀態(tài)下的經(jīng)濟(jì)效益。本文分析了地鐵供電系統(tǒng)的內(nèi)容，在探討了影響地鐵供電系統(tǒng)安全性與可靠性因素的基礎(chǔ)上，提出幾點(diǎn)提高地鐵安全性與可靠性的基本措施，為我國地鐵的運(yùn)行管理工作提供參考。

Abstract： The power supply system in the subway is the basic facility for maintaining the normal operation of the subway and it is important for the maintenance of the reliability and safety of the power supply system the operation of the subway. It can ensure the safety of passengers' lives and property and the economic benefits under the normal operation of the subway. This paper analyzes the contents of the subway power supply system， puts forward some basic measures to improve the safety and reliability of the subway on the basis of discussing the factors affecting the safety and reliability of the subway power supply system， to provide reference for the operation and management of the subway in China.

關(guān)鍵詞：地鐵;供電系統(tǒng);可靠性;安全性

Key words： subway;power supply system;reliability;safety

中圖分類號(hào)：U231+.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）35-0071-02

0? 引言

我國的社會(huì)建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市中人口數(shù)量逐漸增多，交通壓力因此而不斷擴(kuò)大。為了滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械某鲂行枨?，各個(gè)城市都越來越重視對(duì)地鐵的建設(shè)和運(yùn)行管理工作。其中維持地鐵供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，是確保地位穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施，也是地鐵運(yùn)行管理中的重要工作內(nèi)容。要想進(jìn)一步提高地鐵供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，首先應(yīng)在明確地鐵供電系統(tǒng)基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，明確地鐵運(yùn)行過程中影響供電系統(tǒng)安全與可靠的主要因素。

1? 地鐵供電系統(tǒng)安全性與可靠性的重要意義及其基本內(nèi)容

隨著人們對(duì)交通需求的不斷擴(kuò)大，地鐵成為人們出行的重要方式，所以在地鐵的日常運(yùn)行過程中，客流量較大，人員密度高，如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)安全事故，不僅滿足不了人們的出行需要，還有可能給人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來損害。因此，提高地鐵運(yùn)行過程中的安全性和可靠性至關(guān)重要，其中，供電系統(tǒng)在地鐵運(yùn)行過程中起到重要的作用，供電系統(tǒng)是提高地鐵運(yùn)行安全性和可靠性的重要內(nèi)容。因此，采取有效的措施，提高地鐵供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)于提高地鐵的運(yùn)行效率，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，以及提高人們的生活質(zhì)量，都具有重要的意義。

供電系統(tǒng)主要是地鐵中為地鐵運(yùn)行提供電能和動(dòng)力的系統(tǒng)，具體來講，地鐵供電系統(tǒng)中主要包含的內(nèi)容分為五個(gè)方面，分別是外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明供電系統(tǒng)和雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)。其中，外部電源主要為地鐵提供外部城市電網(wǎng)電源，由于外部電源供電方式有所差異，所以又分為混合式供電、分散式供電和集中式供電三種;主變電所是處理地鐵供電系統(tǒng)電壓的主要結(jié)構(gòu)，與城市中人們使用的電壓有所差別的是，主變電所中的電壓相對(duì)較高，因此，主變電所需要借助變壓器的輔助作用;地鐵運(yùn)行過程中需要直流1500福特的電壓，但是通過主變電所提供出的電壓主要是35kV/10kV，因此，還需要牽引變電所的作用，將電壓調(diào)節(jié)至符合地鐵運(yùn)行需要的電壓大小;供電照明系統(tǒng)的作用至關(guān)重要，用以維護(hù)地鐵運(yùn)行過程中的正常照明需求;在地鐵的牽引系統(tǒng)中，常常受到鋼軌回流和絕緣的影響作用，容易引發(fā)電流泄露問題，因此應(yīng)用到了雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)，它能有效防止電流泄露問題的發(fā)生。

2? 影響地鐵供電系統(tǒng)安全性和可靠性的因素分析

2.1 供電設(shè)備老化

各種供電設(shè)備共同組成了地鐵的供電系統(tǒng)，所以設(shè)備的老化問題對(duì)供電系統(tǒng)的安全性影響較大。由于地鐵的運(yùn)行和管理是一項(xiàng)長期的工作，在一定的年限之后，地鐵供電設(shè)備會(huì)出現(xiàn)老化問題，如果老化程度嚴(yán)重，會(huì)影響地鐵供電系統(tǒng)的正常使用，增加了出現(xiàn)故障的幾率，給地鐵的正常運(yùn)行埋下許多安全隱患。因此，地鐵供電系統(tǒng)中供電設(shè)備的老化程度是影響地鐵供電系統(tǒng)安全性和可靠性的主要因素，當(dāng)?shù)罔F供電設(shè)備發(fā)生老化以后，必須及時(shí)制定有效的解決措施，避免因設(shè)備老化而導(dǎo)致故障問題出現(xiàn)，影響地鐵的安全運(yùn)行[1]。

2.2 外界環(huán)境、設(shè)備設(shè)施和組織管理因素

許多客觀因素也影響地鐵供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因，比如外界環(huán)境情況、供電設(shè)備的質(zhì)量以及供電系統(tǒng)的管理方式等。在社會(huì)的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了許多先進(jìn)的地鐵供電系統(tǒng)的供電設(shè)備，地鐵在建造的過程中，設(shè)備的管理人員所選擇的供電設(shè)施的質(zhì)量情況，先進(jìn)程度、使用壽命等，都會(huì)在地鐵后期運(yùn)行的過程中影響供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。除此之外，一個(gè)長期穩(wěn)定的供電系統(tǒng)需要在科學(xué)的管理體系下實(shí)現(xiàn)，目前，無論是供電系統(tǒng)管理人員的管理水平，還是管理制度的完善程度，都滿足不了供電系統(tǒng)長期穩(wěn)定的需求。要想使供電設(shè)備、設(shè)施、外界環(huán)境因素和組織管理方式都能有效的提高地鐵供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，需要建立一套完善的評(píng)估體系，對(duì)地鐵周圍環(huán)境、管理方式以及設(shè)備設(shè)施進(jìn)行綜合評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響地鐵供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況，并采取有效的措施解決，提高地鐵運(yùn)行系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[2]。

2.3 維修和檢修工作

當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)制定行之有效的維修方案，能有效避免問題的惡化，提高地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。并且，完善的維修管理方案還能有效降低地鐵供電系統(tǒng)的管理費(fèi)用。由于地鐵的檢修工作需要耗費(fèi)企業(yè)的大量資金，所以一些企業(yè)在實(shí)際工作中，降低了對(duì)地鐵檢修工作的頻率，這樣雖然在短期內(nèi)減少了企業(yè)中資金的消耗，但是容易導(dǎo)致地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)各種問題，而相關(guān)人員又不能給予及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，影響檢修工作效率，甚至造成問題的惡化，容易給企業(yè)帶來更大的資金損失，也給乘坐地鐵的人們帶來人身安全隱患。因此，企業(yè)不能因?yàn)闄z修工作的資金消耗量大而降低檢修工作頻率，否則不僅影響地鐵供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，還會(huì)影響地鐵的正常運(yùn)行，當(dāng)問題加劇時(shí)，維修工作已經(jīng)不能彌補(bǔ)，增加了企業(yè)的資金消耗，也威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。（圖1）

3? 提高地鐵供電系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的方法探討

3.1 提高地鐵供電系統(tǒng)安全性的主要方法

根據(jù)影響地鐵供電系統(tǒng)安全性與可靠性的主要因素，制定有針對(duì)性的提高地鐵供電系統(tǒng)安全性和可靠性的方法，能有效減少地鐵供電系統(tǒng)故障的發(fā)生率，提高地鐵運(yùn)行效率。首先，研究與分析能提高地鐵供電系統(tǒng)安全性的主要方法，較為常用的地鐵供電系統(tǒng)安全性分析方法是綜合評(píng)判法，就是對(duì)地鐵中影響供電系統(tǒng)安全性的各種因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將所有的影響因素歸納在一起，構(gòu)成影響地鐵供電系統(tǒng)安全性的集合，這個(gè)集合通常用大寫的字母U表示，將各種影響因素用小寫字母u表示，可以表示成U={u1，u2，u3，u4，u5，…，un}，在這個(gè)集合中，每個(gè)構(gòu)成集合的un都是一個(gè)影響安全性的因素，根據(jù)這個(gè)集合可以進(jìn)一步制作出評(píng)價(jià)地鐵供電系統(tǒng)安全性的集合：V={v1，v2，v3，v4，v5}，在V的集合中，每一個(gè)構(gòu)成都代表著一個(gè)地鐵供電系統(tǒng)安全性程度，絕對(duì)安全用v1表示，很安全用v2表示，安全用v3表示，較為安全用v4表示……運(yùn)用敏感性分析來擬合形成權(quán)重，或者通過專家評(píng)判、歷史數(shù)據(jù)等方式。在分析方法中，因素矩陣是重要的部分，主要用數(shù)理統(tǒng)計(jì)或貼近度的方式，來判斷矩陣的隸屬[3]。

3.2 提高地鐵供電系統(tǒng)可靠性的主要方法

在提高地鐵供電系統(tǒng)可靠性的措施中，主要有三種方法，分別是故障樹分析發(fā)、可靠框圖法和故障模式后果法。其中重點(diǎn)研究可靠框圖法，它是研究供電系統(tǒng)中各種因素之間相關(guān)關(guān)系的重要方法，為了表示地鐵供電系統(tǒng)中的各種結(jié)構(gòu)，采用結(jié)構(gòu)模型的可靠性框圖方式，這樣得到了地鐵供電系統(tǒng)的可靠性框圖，這是進(jìn)一步研究與分析地鐵供電系統(tǒng)可靠性的重要依據(jù)。可靠性框圖法也是分析與提高地鐵供電系統(tǒng)可靠性的最常用方法之一，目前，人們運(yùn)用可靠性框圖法分析地鐵供電系統(tǒng)的可靠性有許多方式，例如并聯(lián)、串聯(lián)等。當(dāng)?shù)罔F供電系統(tǒng)中各個(gè)單元都出現(xiàn)故障時(shí)，最終引發(fā)可靠性問題出現(xiàn)的形式是并聯(lián)機(jī)構(gòu)。如果從提高供電系統(tǒng)可靠性的角度上分析，地鐵供電系統(tǒng)中的集中供電使用了電廠高壓線路，這種方式的防護(hù)性較高，相比于普通供電方式來說，發(fā)生故障的幾率也很低，并且集中供電與城市其他電路的連接較少，因此也不容易受到其他電路的干擾作用。即使在發(fā)生故障時(shí)，例如出現(xiàn)主變電所解列的情況，也可以采用一定的方式是讓其他正常的主變電所傳遞電力，這樣不會(huì)降低地鐵供電系統(tǒng)的可靠性。但是與集中供電相比，分散供電連接了城市中許多其他電路，所以容易受到干擾，并且一旦發(fā)生故障，需要應(yīng)用到周圍其他開閉所進(jìn)行補(bǔ)償供電，對(duì)地鐵的正常運(yùn)行產(chǎn)生了影響，降低了地鐵供電系統(tǒng)的可靠性。

4? 結(jié)束語

綜上所述，提高地鐵供電系統(tǒng)的安全性和可靠性對(duì)于滿足人們的出行需求、保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全都具有重要的作用。在地鐵的實(shí)際運(yùn)行過程中，供電系統(tǒng)的安全性和可靠性主要受設(shè)備老化、組織管理、檢修與維修工作等因素的影響，為了進(jìn)一步提高地鐵供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，分別對(duì)提高地鐵供電系統(tǒng)安全性、可靠性的方法進(jìn)行了研究與分析，綜合所有措施，共同保障地鐵供電系統(tǒng)的安全與可靠，確保地鐵的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳小立.地鐵供電系統(tǒng)的可靠性與安全性分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018（06）：145-146，148.

[2]孫梓博.地鐵供電系統(tǒng)可靠性和安全性分析方法研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（18）：11.

[3]王學(xué)武.地鐵供電系統(tǒng)可靠性和安全性分析方法研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（04）：97-98.