電氣化鐵路牽引供電系統的管理與維護

【摘要】眾所周知，牽引供電系統是高速鐵路一個最為關鍵的構成，其質量的好壞直接關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處于良好狀態并發揮出關鍵作用，必須要投入更多的人力、物力用于其管理和維護工作。

【關鍵詞】電氣化鐵路;供電系統;管理;維護

一、電氣化鐵路牽引供電系統存在的問題

電氣化鐵路在我國的經濟建設中發揮出了重要的作用，它對國計民生意義重大，所以確保鐵路供電系統建設也就顯得更加重要。對于電氣化鐵路牽引供電系統來說，它既要滿足電力系統的需求，又要確保公共電網的正常使用。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將三相公共電網接入到牽引供電網中，由于電力機車是單相的交流負載，這樣會造成電力系統的負序電流。負序電流具有較強的破壞性，它可以使得變壓器的附件發熱，同時還能降低變壓器的容量利用率，電網中的電能質量也會因此降低，輸電線路會因此遭受不必要的損失，同時還會影響到電網中一些電力設備的正常運行。②在牽引供電系統中，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前得到了不斷的推廣，但是多種車型并存的情況在短期內是不會得到改變的，還會繼續存在，諧波問題仍然是重要的牽引供電系統問題。諧波的存在影響也很大，它將電網中元件的附加損害增加，同時對電氣設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誤動作，增加不必要的安全隱患，電網中的儀器儀表會由此而出現測量不準確的情況，從而出現控制錯誤。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進行牽引供電網取電，還會建立大量的輸電系統和鐵路專用電廠，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前電氣化鐵路牽引供電系統的切實有效的措施。

二、牽引供電系統運行維護的具體策略

2.1完善牽引供電系統的維修計劃

牽引供電系統的維修計劃存在漏洞，維修人員對供電系統維修的不重視，都會導致牽引供電系統在供電的過程中發生故障，降低牽引供電系統的安全性與可靠性。所以，需要根據實際情況制訂合理的維修計劃，對牽引供電系統維修質量進行控制。相關管理與維護部門應當加大在牽引供電系統維護與供電系統設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。科學的牽引供電系統維修計劃，有助于對鐵路牽引供電系統的操作規范控制，減少供電系統的維護費用，提高鐵路運行的安全性與可靠性。

2.2設計鐵路牽引供電運營管理信息系統

2.2.1系統化完善管理信息數據庫

在現代管理中，電氣化鐵路供電系統有著自身特性，為了保證系統運行平穩高效，需要收集鐵路牽引供電系統運行中的各項信息，并得到有效處理，需要設計出完備的數據庫。系統化的數據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管理與維護的信息化水平。

2.2.2設置管理模式的權限

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

2.2.3設計設備質量檢測體系

要設計出一套完善的設備質量檢測體系，并對系統的運營情況進行實時的監測與查詢。除此之外，還要對系統的各類故障與異常進行完備的統計。采取以上措施對于防止系統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生的各種信息數據記錄下來，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應用高鐵牽引供電系統PHM技術

近年來，我國的高速鐵路發展迅猛，其運行里程在不斷增長，高速鐵路運營系統也越來越復雜，管理與維護難度不斷增加。目前，高鐵建設與發展呈現出周期短、規模大的趨勢，也正在朝著方位廣、范圍的階段發展，并轉換為質量要求、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，為了保證其安全穩定運行，需要提高系統中設備的整體運行效率。然而牽引供電設備在不斷的服役期間，其性能變得逐漸出現退化現象，給一線的運維管理人員的維護、保養帶來很大的壓力。一般的故障診斷模式具有傳統性，面對日益高端、復雜的牽引供電系統表現得捉襟見肘，因此有必要通過高效的科學的診斷方法來滿足牽引供電系統的管理與維護需求，PHM技術（故障預測與健康管理）的應運而生，適時地填補了這一空缺，為牽引供電系統診斷方式的變革提供了強有力的支撐。基于PHM的牽引供電系統設備維護技術緊扣統安全、高效的運行目標，以積極主動的維修維護策略，對高鐵牽引系統內設備的健康狀況進行監測，為高鐵牽引系統的正常運行保駕護航。PHM在牽引供電系統能夠提高運維的效率，能夠實現對于設備的狀態感知，監控設備的健康狀況，聚焦故障頻率較高的區域，預測故障的發生并估計剩余壽命。

2.4加強牽引供電系統的維修

牽引供電系統的維修主要指的是使用接觸網檢測車來檢測和分析牽引供電系統的運行狀態，再將獲取的數據與原始的數據進行比較分析，從而制定出最為可行的維修方案。與此同時，觀察和檢測系統設備的運行質量和運行狀態也是很重要的一項工作，以狀態修、壽命管理的一些要求為依據，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備參數做出調整。

2.5構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備為對象。對不同類型的設備，提出采樣要求，制定運算模型，得出多個維度的分析結果，并利用大數據技術不斷開發豐富分析模型，修整模型參數，為變電所選型設計、運維管理、設備計劃檢修以及故障預防和分析提供參考依據。牽引變電所健康管理平臺可分為以下方面：①系統接入：智能變電所綜合自動化系統、紅外熱成像監測系統、避雷器在線監測系統、油色譜分析等數據，通過IEC61850規約形成標準傳輸，匯集到統一管理平臺進行數據共享和大數據分析;②高級應用：通過牽引變壓器過負荷壽命損失算法、三比值法、大衛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測。通過斷路器的分合閘次數和分合閘線圈電流完成對斷路器的健康狀況分析。通過監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展現形式：采用主屏展示，能夠以大屏幕、多維度展現變電所健康狀況，為便于巡檢，可用手機、平板等智能移動終端結合二維碼掃描實現訪問與操作。

結語

電力應用于我國的日常生活與基礎設施只會越來越廣泛，目前來看，供電系統應用于鐵路發展建設中，特別是對于高鐵建設意義非常重大，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，更需要在設備材料與工作人員管理等方面把關，嚴格落實每一項細節性工作做到位。

參考文獻

[1]翟延濤.淺議電氣化鐵路牽引供電對鐵路信號設備的影響[J].科技風，2017（24）：247-248.

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

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