張艷

（中鐵二十一局集團(tuán)電務(wù)電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

電氣化鐵路牽引變電檢修技術(shù)的發(fā)展趨勢探究

張艷

（中鐵二十一局集團(tuán)電務(wù)電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

進(jìn)入21世紀(jì)以來，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的推動下，我國鐵路行業(yè)也進(jìn)入了一個全新的發(fā)展階段，電氣化鐵路已經(jīng)成為一種重要的發(fā)展趨勢。并且，在整個國民經(jīng)濟(jì)中，電氣化鐵路在其中的地位也越來越重要，但是，也會將負(fù)序電流、諧波電流和無功等問題帶給公共電網(wǎng)。對此，本文通過對電氣化鐵路牽引變電檢修技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了論述。

電氣化；鐵路牽引；變電檢修技術(shù)；神經(jīng)元；互聯(lián)網(wǎng)

科技的發(fā)展必然會帶動技術(shù)的進(jìn)步，先進(jìn)的技術(shù)理念與技術(shù)方案不斷的被應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。電氣化鐵路的運(yùn)行與工作需要先進(jìn)技術(shù)支撐，尤其是電氣技術(shù)是必不可少的。那么，如何確保其能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就需要有先進(jìn)的變電檢修技術(shù)給予支撐，并且，隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的革新，該技術(shù)必然有著自身更優(yōu)異的發(fā)展前景。

1 電氣化鐵路牽引所面臨的問題解析

①將三相公共電網(wǎng)接入到牽引供電網(wǎng)中，由于單相交流負(fù)載的現(xiàn)象會出現(xiàn)在電力機(jī)車中，這樣必然有負(fù)序電流問題出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中。隨著負(fù)序電流的產(chǎn)生，就會將過多的熱量帶給變壓器，從而將變壓器容量利用率降低；電能質(zhì)量在電網(wǎng)中的質(zhì)量也會不斷下降；將更多的損耗帶給輸電線路；更為嚴(yán)重的是會影響到電網(wǎng)中剩余電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。②在牽引供電系統(tǒng)中，整流型機(jī)車為其中一個關(guān)鍵的諧波源。盡管交-直-交型電力機(jī)車得到了大量的推廣，尤其是CRH動車組。③在某個時間段內(nèi)，不會輕易的改變多種車型的共存現(xiàn)象，因此，牽引供電系統(tǒng)就會時常的受到諧波問題的影響。諧波的出現(xiàn)，會將電網(wǎng)內(nèi)部元件的附加傷害加重，對電氣裝置的穩(wěn)定運(yùn)行會帶來較大的影響。影響到沿線通訊裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，諧波會導(dǎo)致有誤動作問題出現(xiàn)在繼電器中，將安全隱患進(jìn)一步增加，這樣就造成難以準(zhǔn)確的測量電網(wǎng)中的儀表儀器，導(dǎo)致有失誤問題出現(xiàn)在控制環(huán)節(jié)內(nèi)部。

2 根據(jù)問題所提出的論據(jù)分析

2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

神經(jīng)元模型最早是于20世紀(jì)數(shù)學(xué)家W.Pitts與心理學(xué)家W.SMcCuloch所提出來的，該系統(tǒng)的運(yùn)行與應(yīng)用，主要是由系統(tǒng)輸出和輸入所構(gòu)成的數(shù)據(jù)，然后將相應(yīng)的系統(tǒng)模型構(gòu)建起來，人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的主要處理單元，為一種單輸出、多輸入的非線性元件，它主要是在模擬與簡化生物神經(jīng)元。其中，在對電氣化鐵路牽引變中應(yīng)用該技術(shù)時的基本原理如圖1所示。

并且，可以通過這樣幾種形式將激活函數(shù)表示出來：

圖1

（1）分段函數(shù)：將系統(tǒng)在區(qū)間{-1，+1}內(nèi)進(jìn)行固定與放大，然后得出非線性放大的近似值。

（2）轉(zhuǎn)移函數(shù)：這種函數(shù)是非線性的，是區(qū)間{0，+1}到實數(shù)域R之間的非連接函數(shù)，將狀態(tài)連續(xù)型神經(jīng)元模型能夠有效的展示出來。其中單極性函數(shù)曲線為最常用的一種形式，即為S函數(shù)。其特征是導(dǎo)數(shù)和函數(shù)本身都為連續(xù)的，有著計算上的數(shù)學(xué)優(yōu)越性。

（3）域值函數(shù)：也可以稱之為階梯性函數(shù)，可以從兩個方面出發(fā)分析神經(jīng)元：

Fv=1，且 v≥0；fv=0，且 v＜0.

這種方法的基本工作方式為：按照相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將一些功能簡易的神經(jīng)元連接到一起，將比較繁瑣的計算結(jié)構(gòu)構(gòu)造出來，并且確保其具備相應(yīng)的處理和檢測功能。這樣人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)就被制定出來，按照不同的神經(jīng)元連接方式，主要有兩種類型的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)形式：即為互聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但是，不管何種檢測方式，都可以參照圖2方案進(jìn)行操作。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普遍應(yīng)用

近些年，隨著智能化技術(shù)的不斷應(yīng)用，這樣對于電氣化鐵路的發(fā)展也提出了全新的要求。在電氣化鐵路中應(yīng)用了智能化變電技術(shù)后，呈現(xiàn)出了一些更加先進(jìn)的技術(shù)理念和技術(shù)措施，其中物聯(lián)網(wǎng)是最為重要的發(fā)展方向。例如，在廣泛的推廣和應(yīng)用了交-直-交型電力機(jī)車后，同以前進(jìn)行比較，可以說大大的提升了機(jī)車的功率因數(shù)，然而，新舊機(jī)車共存的問題還會存在于其中，很多的功率會電網(wǎng)中吸收，所以，還有待于進(jìn)一步改善功率因素。因為牽引變壓器與牽引網(wǎng)的制約，這樣就會進(jìn)一步的降低牽引變壓器一次側(cè)的功率因數(shù)，在降低了功率因數(shù)后，輸電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的電能損耗就會再次增加，從而將輸變電設(shè)備的供電能力與發(fā)電機(jī)組的輸出能力降低。

圖2

應(yīng)用效果闡述：這種技術(shù)主要是利用全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀、紅外感應(yīng)器和射頻識別等感應(yīng)設(shè)備和信息傳播設(shè)備，在所約定的技術(shù)協(xié)議基礎(chǔ)上，將互聯(lián)網(wǎng)同更多的物品連接到一起，從而對信息進(jìn)行通訊與交換，從而使其中的識別、認(rèn)知、定位、跟蹤、管理和監(jiān)測都已智能化方式完成的一種網(wǎng)絡(luò)形式。有三個層次的參考體系存在于物聯(lián)網(wǎng)中，主要是應(yīng)用層、感知層和網(wǎng)絡(luò)層，在進(jìn)行信息處理時，主要通過網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，在獲取信息的過程中，感知層在其中發(fā)揮著重要的作用，確保智能電網(wǎng)的框架同物聯(lián)網(wǎng)的三層布局可以緊密的結(jié)合起來。

其中振動、光亮、溫度、聲音、電流、電壓物理量等為變電設(shè)備的主要狀態(tài)參數(shù)。還包括氣體、油等通過化學(xué)分析獲取的相應(yīng)化學(xué)成分。對于不同的電力設(shè)備而言，這些狀態(tài)參數(shù)在其中也具備各自的特征，例如，就高壓裝置來講，它的電流和電壓是設(shè)備得以工作的重點(diǎn)，并且，振動和溫度為設(shè)備能否合理工作的制約條件，含油裝置的氣體含量、油溫都屬于表征裝置能否科學(xué)工作的關(guān)鍵信息，采集變電裝置的工作參數(shù)。利用感應(yīng)器將各種來源的信號轉(zhuǎn)變成光信號或者電信號，這樣確保信息號能夠更好的被檢測出來。感應(yīng)技術(shù)為測量技術(shù)與控制技術(shù)的重要方面，也為現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展當(dāng)中的瓶頸與難點(diǎn)?，F(xiàn)階段我們國家所生產(chǎn)的感應(yīng)器，在性能與質(zhì)量方面同其他國家進(jìn)行比較還存在較大的差異。按照所采集到的不同信號，感應(yīng)器可以分為這種幾種類型：溫度感應(yīng)器、振動測量感應(yīng)器、語音信號感應(yīng)器、光感應(yīng)器。并且，這些感應(yīng)器會以移動或者固定的形式存在，進(jìn)而將多方位的監(jiān)測展現(xiàn)出來。

在檢測完畢電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)后，將裝置與設(shè)備的運(yùn)行情況等有關(guān)信息可以實時的獲取出來，并且，分析設(shè)備的異常工作情況，分析與判斷問題的嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢等。將問題的早期征兆識別出來，在分析診斷結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在故障要出現(xiàn)前或者設(shè)備性能降到某種程度后展開維修，然后將運(yùn)行管理成本降低，從而將設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性提升。

3 結(jié)語

綜上所述，近年來在技術(shù)發(fā)展的推動下，為我國電氣化鐵路的發(fā)展帶來了極大的推動作用，通常會以三相接入電網(wǎng)的形式使電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)完成相應(yīng)的運(yùn)行。因為在工作中這種電網(wǎng)會涉及到很多的變電性內(nèi)容，出現(xiàn)故障的概率也較高。所以，如何進(jìn)行變電性檢修就成為了一個需要重點(diǎn)解決的內(nèi)容。對此，文章通過下文對相關(guān)方面的內(nèi)容進(jìn)行了論述，從而為有關(guān)技術(shù)人員在實際工作中提供一定的理論支撐。

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TM922.4

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1004-7344（2016）13-0144-02

2016-4-20

張艷（1979-），女，漢族，青海西寧湟源人，工程師，本科，主要從事企業(yè)管理工作。