摘 要：本文開始向讀者解釋了何為牽引供電系統(tǒng)，其存在的意義和價(jià)值，并強(qiáng)調(diào)了該系統(tǒng)對(duì)于全局網(wǎng)絡(luò)的重要性，之后以一種成熟穩(wěn)定的故障分析模式為切入點(diǎn)，逐條分析闡述了可以提升牽引供電系統(tǒng)可靠性的各項(xiàng)活動(dòng)，這些建議都是基于筆者多年的行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)提出的，相信會(huì)對(duì)我國(guó)的電氣化鐵路發(fā)展提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；牽引供電系統(tǒng)；牽引變電所；牽引網(wǎng)；可靠性

中圖分類號(hào)：U223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2018）01-0069-02

The Reliability Research of The Electrified Railway Traction Power Supply System

LI Peng

（Liaoning Raiway Vocational and Technical College，Jinzhou 121000，China）

Abstract：This paper began to explain to the reader what is the traction power supply system，the significance and value of its existence，and emphasizes the importance of the system for the global network，with a mature and stable fault analysis model as the starting point，one by one analysis can enhance the activities of the traction power supply system reliability，these recommendations are based on the author years of work experience of the industry forward，believe that will be helpful for China's development of electrified railway.

Keywords：electrification railway；electrification system；traction substation；traction network；reliability

1 研究背景

我國(guó)從十一五計(jì)劃開始就越發(fā)的注重本土的鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而建設(shè)擴(kuò)張工作要求的不僅僅是量上的增加，同時(shí)也是技術(shù)和質(zhì)量上的提升，電氣化鐵路占有的比例和總量自然而然的成為了鐵路建設(shè)工作中的重中之重，這是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。很多發(fā)達(dá)國(guó)家的電氣化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)的領(lǐng)先于我國(guó)，而我國(guó)如果想要繼續(xù)深度工業(yè)化，并且全面進(jìn)入工業(yè)3.0的偉大時(shí)代，電氣化進(jìn)程就是一件永遠(yuǎn)不能放松的工作，遍觀世界各個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，我們可以發(fā)現(xiàn)這些國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展跟其電氣化鐵路的建設(shè)進(jìn)度是緊密結(jié)合在一起的，這絕對(duì)不僅僅是因?yàn)殡姎饣F路的性能更為優(yōu)越，其技術(shù)迭代更為穩(wěn)健和方便，同時(shí)也是因?yàn)閷?duì)于任何一個(gè)具備高人口基數(shù)的工業(yè)國(guó)家來說鐵路運(yùn)輸力都是維持整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必備要素。

我國(guó)建國(guó)時(shí)間較短，建國(guó)時(shí)整個(gè)國(guó)家還處于極為落后的農(nóng)業(yè)國(guó)狀態(tài)，但是從建國(guó)后不久國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)層就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了電氣化鐵路對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)人口大國(guó)的重要性，所以我國(guó)對(duì)于電氣化鐵路的研究歷史是很久遠(yuǎn)的，到如今已經(jīng)持續(xù)了60多年，幾代工程師和科研工作者為此付出了自己一生的心血。不同的時(shí)代里注重解決的是不同的問題，如今現(xiàn)代的電氣化鐵路其性能已經(jīng)不再是需求的重點(diǎn)，換句話說就是性能本身是可以滿足人們的日常需求的，現(xiàn)在的電氣化鐵路需要攻克的是在滿足當(dāng)下理論性能的前提下，如何保證更高的穩(wěn)定性。

當(dāng)然本文受限于篇幅和筆者自身能力限制，我們討論的焦點(diǎn)在于電氣化鐵路的一個(gè)重要組成部分——牽引供電系統(tǒng)，牽引供電系統(tǒng)連接電力系統(tǒng)和電力機(jī)車，相信從字面描述上就可以很直觀的明確牽引供電系統(tǒng)對(duì)于全局的重要性[1]。所以牽引供電系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性也會(huì)對(duì)全局電氣化鐵路網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性造成直接的影響，根據(jù)國(guó)內(nèi)外過往經(jīng)驗(yàn)可以知道，牽引供電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了問題，最嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致電氣化鐵路整個(gè)崩潰，而相信讀者們都知道鐵路網(wǎng)絡(luò)整體奔潰會(huì)演變成國(guó)家級(jí)別的安全事故。

2 電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)基本理論

既然是電氣化鐵路，那么意味著鐵路的全線運(yùn)營(yíng)都依賴于電氣供應(yīng)，可是電力機(jī)車本身并沒有儲(chǔ)能裝置，他們也沒有其他能源來源，所以整條電氣化鐵路都需要鋪設(shè)供電設(shè)備來進(jìn)行供電工作，這些供電設(shè)備組織在一起就是我們本文需要討論的牽引供電系統(tǒng)。供電設(shè)備的電力來源則是沿線各地的發(fā)電廠或者供電站一次變電之后直接接入到牽引供電系統(tǒng)中。然后牽引供電系統(tǒng)自身進(jìn)行內(nèi)部的整流、變壓和換向工作，從而將電流平穩(wěn)合理的分配到系統(tǒng)中的各部分。換而言之，整套牽引供電系統(tǒng)不僅僅自身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)也處于更大組織中的一環(huán)[2]。

3 故障樹分析法的原理

分析一個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)并對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的故障定位并不是一件容易的事情，但是好在類似的工程管理經(jīng)驗(yàn)還是存在的，本文就采用了故障樹分析法來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有層次的剖析，這種分析法是從美國(guó)的國(guó)防科研計(jì)劃上誕生的，當(dāng)時(shí)是由著名的貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的，在提出的時(shí)候就表現(xiàn)出了極為優(yōu)異的實(shí)用性，我國(guó)在1980年左右也引進(jìn)了這種分析法，并對(duì)其進(jìn)行了各種更加適應(yīng)于本土的優(yōu)化和改良，演變到今日已成為了一套詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，牽引供電系統(tǒng)恰恰就是這套標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮能力的絕佳舞臺(tái)。

采取這種方法就可以得到眾多的層次不同、存在邏輯關(guān)系與順序的事件，接著就可以以最不希望發(fā)生的故障為開端，依次從上到下針對(duì)不同層次的原因事件開展分析。在分析的過程中，可以利用各種不同類型的邏輯符號(hào)充分依據(jù)不同因素之間存在的邏輯關(guān)系、順序?qū)⑵湟来芜B接起來，這樣就可以形成倒置的樹形結(jié)構(gòu)，通常稱其為故障樹。再對(duì)構(gòu)建的故障樹開展深入的分析，就可以找出產(chǎn)生最不希望發(fā)生的故障原因事件的過程，并能找出產(chǎn)生系統(tǒng)故障的原因，另外還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的薄弱之處，給系統(tǒng)的進(jìn)一步完善提供充分的參考。

4 提高電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)可靠性的措施

牽引供電系統(tǒng)中的各個(gè)部分都存在著或高或低的安全隱患，所以在分析這些隱患的時(shí)候也需要從局部發(fā)展到全局，以下幾個(gè)小節(jié)來分條敘述不同部分的可靠性提高措施。

4.1 提高牽引變電所可靠性的措施

（1）保證設(shè)備的質(zhì)量水平，減少故障的出現(xiàn)次數(shù)。各種設(shè)備組成了整個(gè)牽引供電系統(tǒng)，所以設(shè)備本身的質(zhì)量是需要關(guān)心的頭等大事，設(shè)備的質(zhì)量不行，那么其他維護(hù)工作也基本都是無用功，保證設(shè)備的質(zhì)量也并不是一件很困難的事情。首先，我們需要定期的更新設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)每件設(shè)備的壽命維護(hù)部門都要做到心里有數(shù)，絕對(duì)不應(yīng)該存在系統(tǒng)里有瀕臨使用年限的設(shè)備存在；其次，對(duì)于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)也是保證設(shè)備質(zhì)量的重要舉措，因?yàn)榻^大部分設(shè)備都處于惡劣的露天環(huán)境之下，指望設(shè)備直到使用壽命之前都不會(huì)出現(xiàn)問題是極為天真的想法；最后，對(duì)于損壞設(shè)備的應(yīng)急處理工作也是需要仔細(xì)考慮的，整套系統(tǒng)的成本是十分高昂的，所以不可能每件設(shè)備在損壞了之后就進(jìn)行更換，很多時(shí)候設(shè)備經(jīng)過良好的修理后依然可以穩(wěn)定有效的進(jìn)行工作，這取決我們維護(hù)修理人員的水平和工作態(tài)度。

（2）牽引變電所選用雙進(jìn)供電方式向牽引網(wǎng)進(jìn)行供電。之前提到過整個(gè)牽引供電系統(tǒng)本身也沒有發(fā)電功能，依靠的還是沿線各個(gè)供電站和電廠來提供電力供應(yīng)，那么我們其實(shí)并不能保證整個(gè)沿線供電部門都能隨時(shí)穩(wěn)定安全的提供電力供應(yīng)，而這一點(diǎn)也不是牽引供電系統(tǒng)本身能夠解決的，相反矛盾的是這也恰恰是牽引供電系統(tǒng)本身不得不面對(duì)的，所以一般來說采取的是多回路供電，同一子區(qū)域絕對(duì)不能只有一個(gè)電力來源，這樣一旦某個(gè)源頭出現(xiàn)了問題，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)子區(qū)域的電力供應(yīng)都被切斷。

（3）完善管理體系，落實(shí)相關(guān)措施及考核。第一，完善人員準(zhǔn)入制度，嚴(yán)格控制新進(jìn)人員素質(zhì)和專業(yè)水平，定期進(jìn)行考核，實(shí)行“有進(jìn)有出”“能上能下”的考核制度，把有專業(yè)技能、上進(jìn)心強(qiáng)的人才留下來，同時(shí)也要留得住人才，提高人才待遇；第二，我國(guó)的電氣化鐵路網(wǎng)絡(luò)是在不斷進(jìn)化的，所以員工的技術(shù)也需要實(shí)時(shí)的更新和進(jìn)步，這一點(diǎn)上基層的很多老師傅、老員工根本無法做到，他們固守著自己的認(rèn)知而不愿意前進(jìn)，我們的管理層必須杜絕這種情況，任何不愿意學(xué)習(xí)和進(jìn)步的員工都必須被淘汰，只有最富有工作熱情和可塑性的員工才能得到合理的獎(jiǎng)勵(lì)。

4.2 提高牽引網(wǎng)可靠性的措施

我國(guó)的鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)模是遠(yuǎn)超世界各國(guó)的，而我國(guó)復(fù)雜的地貌和地形也導(dǎo)致了我們的電氣化鐵路網(wǎng)絡(luò)并不能做到每一部分都足夠的精細(xì)，也就是說我們的牽引供電系統(tǒng)沒有那些大型生產(chǎn)企業(yè)的冗余備用供電機(jī)制，一套系統(tǒng)就需要完成所有電力的分配，所以牽引網(wǎng)的可靠性維護(hù)難度是客觀存在的，筆者從自身經(jīng)驗(yàn)出發(fā)提出以下幾條優(yōu)化思路。

（1）牽引網(wǎng)絡(luò)絕大部分處于露天野外，日常會(huì)經(jīng)受外界環(huán)境的各種影響，所以牽引網(wǎng)絡(luò)本身的抗腐蝕性是極為重要的，一旦抗腐蝕性不達(dá)標(biāo)那么設(shè)備故障將會(huì)是一件極為頻繁發(fā)生的事情，抗腐蝕性不僅僅是設(shè)備本身的性能指標(biāo)，在關(guān)鍵設(shè)備上我們還需要進(jìn)行額外的抗腐蝕處理，給設(shè)備外表層進(jìn)行抗腐蝕材料鍍層。

（2）牽引網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)所有的電力分配，所以牽引網(wǎng)絡(luò)本身需要極為良好質(zhì)量的零部件，這是一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)，為了使得我們的零件可以滿足使用需求，不僅僅是特殊生產(chǎn)部門來負(fù)責(zé)加工制造，有時(shí)候還需要對(duì)一些特殊的零部件進(jìn)行改造。作為國(guó)家大動(dòng)脈上重要一環(huán)，這些零件需要能夠追根溯源，即使是每一顆螺絲我們都應(yīng)該對(duì)其生產(chǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)和安裝負(fù)責(zé)人進(jìn)行詳盡記錄。

（3）牽引網(wǎng)絡(luò)日常需要大量的人員來進(jìn)行維護(hù)，整套維護(hù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)必須是在科學(xué)高效的監(jiān)督下進(jìn)行的，每個(gè)月、每個(gè)季度、每年都要有詳盡完備的工作記錄，什么人在什么時(shí)候什么地點(diǎn)對(duì)什么設(shè)備進(jìn)行了維護(hù)或者維修工作，都要做到條條可查，這不僅僅是年終員工評(píng)選優(yōu)秀時(shí)的重要依據(jù)，同時(shí)也是在出現(xiàn)事故之后的確保可以有效追責(zé)的憑據(jù)。

5 結(jié) 論

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)化發(fā)展的需要，我國(guó)鐵路交通業(yè)發(fā)展迅速，電氣化鐵路也隨之迅速發(fā)展起來，開始大規(guī)模的建設(shè)，它具有行駛速度快、運(yùn)輸能力高、運(yùn)輸成本低、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、安全可靠程度高和工作條件好等特點(diǎn)，但是在其發(fā)展過程中，也帶來了許多科學(xué)、技術(shù)問題。牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要組成部分，對(duì)電氣化鐵路是否能夠正常、安全的運(yùn)行有著十分重要的影響，因此必須重視牽引供電系統(tǒng)的可靠性。通過對(duì)牽引供電系統(tǒng)可靠性的研巧，保障供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行并且提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡亮.牽引網(wǎng)饋線保護(hù)整定計(jì)算程序設(shè)計(jì)模塊 [J].科技資訊，2016，14（20）：45-46+48.

[2] 翟鐵久，涂大石，王燕楠.電氣化鐵道開關(guān)設(shè)備選型研究 [J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012（8）：106-111.

[3] 王亞妮，陳耀坤，鄒陽(yáng)春.對(duì)武廣牽引供電系統(tǒng)可靠性的幾點(diǎn)思考 [J].中國(guó)鐵路，2008（5）：60-62.

作者簡(jiǎn)介：李鵬（1983-），男，講師，遼寧工業(yè)大學(xué)工程碩士。研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。