電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的管理與維護

【摘要】眾所周知，牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路一個最為關(guān)鍵的構(gòu)成，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著高速鐵路能否正常的運營。因而要想最大可能的確保牽引供電系統(tǒng)處于良好狀態(tài)并發(fā)揮出關(guān)鍵作用，必須要投入更多的人力、物力用于其管理和維護工作。

【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路;供電系統(tǒng);管理;維護

一、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)存在的問題

電氣化鐵路在我國的經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮出了重要的作用，它對國計民生意義重大，所以確保鐵路供電系統(tǒng)建設(shè)也就顯得更加重要。對于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)來說，它既要滿足電力系統(tǒng)的需求，又要確保公共電網(wǎng)的正常使用。因為電氣化鐵路供電具有其自身的特殊性，所以面臨著許多的問題。①將三相公共電網(wǎng)接入到牽引供電網(wǎng)中，由于電力機車是單相的交流負載，這樣會造成電力系統(tǒng)的負序電流。負序電流具有較強的破壞性，它可以使得變壓器的附件發(fā)熱，同時還能降低變壓器的容量利用率，電網(wǎng)中的電能質(zhì)量也會因此降低，輸電線路會因此遭受不必要的損失，同時還會影響到電網(wǎng)中一些電力設(shè)備的正常運行。②在牽引供電系統(tǒng)中，不可控整流型機車是重要的諧波源。雖然交一直一交型電力機車在當(dāng)前得到了不斷的推廣，但是多種車型并存的情況在短期內(nèi)是不會得到改變的，還會繼續(xù)存在，諧波問題仍然是重要的牽引供電系統(tǒng)問題。諧波的存在影響也很大，它將電網(wǎng)中元件的附加損害增加，同時對電氣設(shè)備的正常運行也會造成影響，沿線通訊也會受到不良影響，同時還會使繼電器出現(xiàn)誤動作，增加不必要的安全隱患，電網(wǎng)中的儀器儀表會由此而出現(xiàn)測量不準確的情況，從而出現(xiàn)控制錯誤。因為這些存在的問題，很多的國家比如德國除了利用供電電網(wǎng)進行牽引供電網(wǎng)取電，還會建立大量的輸電系統(tǒng)和鐵路專用電廠，利用15kV/16Hz的供電模式。電氣化鐵路存在的問題因為這些方式可以得到一定程度上的解決，但是與我國當(dāng)前的國情50Hz等實際情況并不相符，需要采取適合我國國情的能解決我國的當(dāng)前電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的切實有效的措施。

二、牽引供電系統(tǒng)運行維護的具體策略

2.1完善牽引供電系統(tǒng)的維修計劃

牽引供電系統(tǒng)的維修計劃存在漏洞，維修人員對供電系統(tǒng)維修的不重視，都會導(dǎo)致牽引供電系統(tǒng)在供電的過程中發(fā)生故障，降低牽引供電系統(tǒng)的安全性與可靠性。所以，需要根據(jù)實際情況制訂合理的維修計劃，對牽引供電系統(tǒng)維修質(zhì)量進行控制。相關(guān)管理與維護部門應(yīng)當(dāng)加大在牽引供電系統(tǒng)維護與供電系統(tǒng)設(shè)備更換中投入大量的資金，包括電源的定期維修，母線段檢查等?？茖W(xué)的牽引供電系統(tǒng)維修計劃，有助于對鐵路牽引供電系統(tǒng)的操作規(guī)范控制，減少供電系統(tǒng)的維護費用，提高鐵路運行的安全性與可靠性。

2.2設(shè)計鐵路牽引供電運營管理信息系統(tǒng)

2.2.1系統(tǒng)化完善管理信息數(shù)據(jù)庫

在現(xiàn)代管理中，電氣化鐵路供電系統(tǒng)有著自身特性，為了保證系統(tǒng)運行平穩(wěn)高效，需要收集鐵路牽引供電系統(tǒng)運行中的各項信息，并得到有效處理，需要設(shè)計出完備的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫有益于信息收集與處置效率的提高，提升鐵路牽引供電系統(tǒng)管理與維護的信息化水平。

2.2.2設(shè)置管理模式的權(quán)限

為了進一步加強鐵路牽引供電的運行管理，信息系統(tǒng)的管理模式很重要，而“無規(guī)矩不成方圓”，當(dāng)管理與維護沒有限制則系統(tǒng)也不能完美的運行。所以，為了促進管理效率的提升和管理成本的節(jié)約，與此同時，為了最大程度保證供電系統(tǒng)的安全度，需要對管理人員的管理權(quán)限加以管控，根據(jù)不同的程度以及等級進行設(shè)置。例如，用戶需要經(jīng)過驗證而進入牽引供電系統(tǒng)進行維護操作，各用戶擁有自己的權(quán)限和操作范圍，不可越權(quán)管理，從而保證各管理人員各司其職，維護牽引供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2.2.3設(shè)計設(shè)備質(zhì)量檢測體系

要設(shè)計出一套完善的設(shè)備質(zhì)量檢測體系，并對系統(tǒng)的運營情況進行實時的監(jiān)測與查詢。除此之外，還要對系統(tǒng)的各類故障與異常進行完備的統(tǒng)計。采取以上措施對于防止系統(tǒng)停運而造成損失有極大的幫助。不過除了上述措施，為了更好的維護系統(tǒng)的運行，我們還要對變電所進行檢修管理，并在檢修的同時將其產(chǎn)生的各種信息數(shù)據(jù)記錄下來，然后進行智能分析，以便于在長期保存的同時可以隨時進行查詢。

2.3應(yīng)用高鐵牽引供電系統(tǒng)PHM技術(shù)

近年來，我國的高速鐵路發(fā)展迅猛，其運行里程在不斷增長，高速鐵路運營系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，管理與維護難度不斷增加。目前，高鐵建設(shè)與發(fā)展呈現(xiàn)出周期短、規(guī)模大的趨勢，也正在朝著方位廣、范圍的階段發(fā)展，并轉(zhuǎn)換為質(zhì)量要求、效率期盼高的維護趨勢。高速列車運行的唯一動力就是牽引供電系統(tǒng)，為了保證其安全穩(wěn)定運行，需要提高系統(tǒng)中設(shè)備的整體運行效率。然而牽引供電設(shè)備在不斷的服役期間，其性能變得逐漸出現(xiàn)退化現(xiàn)象，給一線的運維管理人員的維護、保養(yǎng)帶來很大的壓力。一般的故障診斷模式具有傳統(tǒng)性，面對日益高端、復(fù)雜的牽引供電系統(tǒng)表現(xiàn)得捉襟見肘，因此有必要通過高效的科學(xué)的診斷方法來滿足牽引供電系統(tǒng)的管理與維護需求，PHM技術(shù)（故障預(yù)測與健康管理）的應(yīng)運而生，適時地填補了這一空缺，為牽引供電系統(tǒng)診斷方式的變革提供了強有力的支撐?；赑HM的牽引供電系統(tǒng)設(shè)備維護技術(shù)緊扣統(tǒng)安全、高效的運行目標，以積極主動的維修維護策略，對高鐵牽引系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的健康狀況進行監(jiān)測，為高鐵牽引系統(tǒng)的正常運行保駕護航。PHM在牽引供電系統(tǒng)能夠提高運維的效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對于設(shè)備的狀態(tài)感知，監(jiān)控設(shè)備的健康狀況，聚焦故障頻率較高的區(qū)域，預(yù)測故障的發(fā)生并估計剩余壽命。

2.4加強牽引供電系統(tǒng)的維修

牽引供電系統(tǒng)的維修主要指的是使用接觸網(wǎng)檢測車來檢測和分析牽引供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，再將獲取的數(shù)據(jù)與原始的數(shù)據(jù)進行比較分析，從而制定出最為可行的維修方案。與此同時，觀察和檢測系統(tǒng)設(shè)備的運行質(zhì)量和運行狀態(tài)也是很重要的一項工作，以狀態(tài)修、壽命管理的一些要求為依據(jù)，對超過磨損程度范圍的零部件要及時更換，還需要及時對那些超出維護標準的設(shè)備參數(shù)做出調(diào)整。

2.5構(gòu)建智能化健康管理平臺

智能化健康管理分析主要以變電所中主要電力設(shè)備為對象。對不同類型的設(shè)備，提出采樣要求，制定運算模型，得出多個維度的分析結(jié)果，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷開發(fā)豐富分析模型，修整模型參數(shù)，為變電所選型設(shè)計、運維管理、設(shè)備計劃檢修以及故障預(yù)防和分析提供參考依據(jù)。牽引變電所健康管理平臺可分為以下方面：①系統(tǒng)接入：智能變電所綜合自動化系統(tǒng)、紅外熱成像監(jiān)測系統(tǒng)、避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)、油色譜分析等數(shù)據(jù)，通過IEC61850規(guī)約形成標準傳輸，匯集到統(tǒng)一管理平臺進行數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析;②高級應(yīng)用：通過牽引變壓器過負荷壽命損失算法、三比值法、大衛(wèi)三角法和閾值判斷等，完成對牽引變壓器的壽命分析與故障預(yù)測。通過斷路器的分合閘次數(shù)和分合閘線圈電流完成對斷路器的健康狀況分析。通過監(jiān)測避雷器的泄漏電流、組容比和阻性電流判斷避雷器的健康狀況;③展現(xiàn)形式：采用主屏展示，能夠以大屏幕、多維度展現(xiàn)變電所健康狀況，為便于巡檢，可用手機、平板等智能移動終端結(jié)合二維碼掃描實現(xiàn)訪問與操作。

結(jié)語

電力應(yīng)用于我國的日常生活與基礎(chǔ)設(shè)施只會越來越廣泛，目前來看，供電系統(tǒng)應(yīng)用于鐵路發(fā)展建設(shè)中，特別是對于高鐵建設(shè)意義非常重大，而做好這一方面的管理與維修工作，需要在硬性工作要求上做好把關(guān)，更需要在設(shè)備材料與工作人員管理等方面把關(guān)，嚴格落實每一項細節(jié)性工作做到位。

參考文獻

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[2]李松楠.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的安全可靠性管理[J].時代農(nóng)機，2017，44（08）：126-127.

作者簡介：張海波 ，男，1989年8月， 北京 ，漢 ，大學(xué)本科 ，工程師 ?，電氣自動化 。