【摘要】眾所周知，牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路一個(gè)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(yùn)營(yíng)。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(hù)工作。

【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路;供電系統(tǒng);管理;維護(hù)

一、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題

電氣化鐵路在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮出了重要的作用，它對(duì)國(guó)計(jì)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(duì)于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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?yàn)殡姎饣F路供電具有其自身的特殊性，所以面臨著許多的問(wèn)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(jī)車是單相的交流負(fù)載，這樣會(huì)造成電力系統(tǒng)的負(fù)序電流。負(fù)序電流具有較強(qiáng)的破壞性，它可以使得變壓器的附件發(fā)熱，同時(shí)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(huì)因此降低，輸電線路會(huì)因此遭受不必要的損失，同時(shí)還會(huì)影響到電網(wǎng)中一些電力設(shè)備的正常運(yùn)行。②在牽引供電系統(tǒng)中，不可控整流型機(jī)車是重要的諧波源。雖然交一直一交型電力機(jī)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(huì)得到改變的，還會(huì)繼續(xù)存在，諧波問(wèn)題仍然是重要的牽引供電系統(tǒng)問(wèn)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(shí)對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行也會(huì)造成影響，沿線通訊也會(huì)受到不良影響，同時(shí)還會(huì)使繼電器出現(xiàn)誤動(dòng)作，增加不必要的安全隱患，電網(wǎng)中的儀器儀表會(huì)由此而出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)確的情況，從而出現(xiàn)控制錯(cuò)誤。因?yàn)檫@些存在的問(wèn)題，很多的國(guó)家比如德國(guó)除了利用供電電網(wǎng)進(jìn)行牽引供電網(wǎng)取電，還會(huì)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(wèn)題因?yàn)檫@些方式可以得到一定程度上的解決，但是與我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情50Hz等實(shí)際情況并不相符，需要采取適合我國(guó)國(guó)情的能解決我國(guó)的當(dāng)前電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的切實(shí)有效的措施。

二、牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的具體策略

2.1完善牽引供電系統(tǒng)的維修計(jì)劃

牽引供電系統(tǒng)的維修計(jì)劃存在漏洞，維修人員對(duì)供電系統(tǒng)維修的不重視，都會(huì)導(dǎo)致牽引供電系統(tǒng)在供電的過(guò)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(shí)際情況制訂合理的維修計(jì)劃，對(duì)牽引供電系統(tǒng)維修質(zhì)量進(jìn)行控制。相關(guān)管理與維護(hù)部門應(yīng)當(dāng)加大在牽引供電系統(tǒng)維護(hù)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(jì)劃，有助于對(duì)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(hù)費(fèi)用，提高鐵路運(yùn)行的安全性與可靠性。

2.2設(shè)計(jì)鐵路牽引供電運(yùn)營(yíng)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(kù)

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(yùn)行平穩(wěn)高效，需要收集鐵路牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行中的各項(xiàng)信息，并得到有效處理，需要設(shè)計(jì)出完備的數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)的信息化水平。

2.2.2設(shè)置管理模式的權(quán)限

為了進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路牽引供電的運(yùn)行管理，信息系統(tǒng)的管理模式很重要，而“無(wú)規(guī)矩不成方圓”，當(dāng)管理與維護(hù)沒有限制則系統(tǒng)也不能完美的運(yùn)行。所以，為了促進(jìn)管理效率的提升和管理成本的節(jié)約，與此同時(shí)，為了最大程度保證供電系統(tǒng)的安全度，需要對(duì)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(jí)進(jìn)行設(shè)置。例如，用戶需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證而進(jìn)入牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)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(hù)牽引供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2.2.3設(shè)計(jì)設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)體系

要設(shè)計(jì)出一套完善的設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)體系，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與查詢。除此之外，還要對(duì)系統(tǒng)的各類故障與異常進(jìn)行完備的統(tǒng)計(jì)。采取以上措施對(duì)于防止系統(tǒng)停運(yùn)而造成損失有極大的幫助。不過(guò)除了上述措施，為了更好的維護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，我們還要對(duì)變電所進(jìn)行檢修管理，并在檢修的同時(shí)將其產(chǎn)生的各種信息數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，然后進(jìn)行智能分析，以便于在長(zhǎng)期保存的同時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行查詢。

2.3應(yīng)用高鐵牽引供電系統(tǒng)PHM技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)的高速鐵路發(fā)展迅猛，其運(yùn)行里程在不斷增長(zhǎng)，高速鐵路運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜，管理與維護(hù)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(shì)，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(hù)趨勢(shì)。高速列車運(yùn)行的唯一動(dòng)力就是牽引供電系統(tǒng)，為了保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要提高系統(tǒng)中設(shè)備的整體運(yùn)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(yùn)維管理人員的維護(hù)、保養(yǎng)帶來(lái)很大的壓力。一般的故障診斷模式具有傳統(tǒng)性，面對(duì)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(guò)高效的科學(xué)的診斷方法來(lái)滿足牽引供電系統(tǒng)的管理與維護(hù)需求，PHM技術(shù)（故障預(yù)測(cè)與健康管理）的應(yīng)運(yùn)而生，適時(shí)地填補(bǔ)了這一空缺，為牽引供電系統(tǒng)診斷方式的變革提供了強(qiáng)有力的支撐?；赑HM的牽引供電系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)緊扣統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行目標(biāo)，以積極主動(dòng)的維修維護(hù)策略，對(duì)高鐵牽引系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為高鐵牽引系統(tǒng)的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。PHM在牽引供電系統(tǒng)能夠提高運(yùn)維的效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(cè)故障的發(fā)生并估計(jì)剩余壽命。

2.4加強(qiáng)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(cè)車來(lái)檢測(cè)和分析牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，再將獲取的數(shù)據(jù)與原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，從而制定出最為可行的維修方案。與此同時(shí)，觀察和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行狀態(tài)也是很重要的一項(xiàng)工作，以狀態(tài)修、壽命管理的一些要求為依據(jù)，對(duì)超過(guò)磨損程度范圍的零部件要及時(shí)更換，還需要及時(shí)對(duì)那些超出維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)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(tái)

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(duì)象。對(duì)不同類型的設(shè)備，提出采樣要求，制定運(yùn)算模型，得出多個(gè)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(jì)、運(yùn)維管理、設(shè)備計(jì)劃?rùn)z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(tái)可分為以下方面：①系統(tǒng)接入：智能變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、紅外熱成像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、油色譜分析等數(shù)據(jù)，通過(guò)IEC61850規(guī)約形成標(biāo)準(zhǔn)傳輸，匯集到統(tǒng)一管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析;②高級(jí)應(yīng)用：通過(guò)牽引變壓器過(guò)負(fù)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(duì)牽引變壓器的壽命分析與故障預(yù)測(cè)。通過(guò)斷路器的分合閘次數(shù)和分合閘線圈電流完成對(duì)斷路器的健康狀況分析。通過(guò)監(jiān)測(cè)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(jī)、平板等智能移動(dòng)終端結(jié)合二維碼掃描實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)與操作。

結(jié)語(yǔ)

電力應(yīng)用于我國(guó)的日常生活與基礎(chǔ)設(shè)施只會(huì)越來(lái)越廣泛，目前來(lái)看，供電系統(tǒng)應(yīng)用于鐵路發(fā)展建設(shè)中，特別是對(duì)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(yán)格落實(shí)每一項(xiàng)細(xì)節(jié)性工作做到位。

參考文獻(xiàn)

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