罗小君
深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要：牵引供电系统的可靠性主要通过科学经济的方式去发挥供电设备的潜力，在地铁庞大及复杂的供电系统中，一旦发生意外事故，对国家经济及人身安全都会造成一定的伤害。因此，如何确保地铁牵引供电系统可靠性，全面提高供电系统工作效率及质量，是我们关注的主要问题之一。本文就地铁牵引供电系统的可靠性作出分析。
关键词：地铁牵引供电系统；可靠性；评估指标
前言
随着微型电子技术的快速发展，地铁牵引系统也得到不断优化并走向自动化及信息化。地铁牵引供电系统是保证地铁车辆正常运行的重要部分，同时也是一个庞大复杂的系统，在实际工作中充分利用科学有效的手段充分发挥供电系统的潜力,确保为地铁车辆提供高质量的电力供应，避免因故障问题导致车辆正常运行或发生安全事故。
一、地铁牵引供电系统
地铁的供电系统主要负责为车辆、供电设备提供动力能源，包括了高压供电系统和地铁内部供电系统，其中，地铁内部供电系统又可分为牵引供电系统和动力照明供电系统两个组成部分。牵引供电系统当中的牵引变电所把三相高压交流电转换为低压直流电，以适应电动车辆的应用，而后再通过馈电线输送到接触网，使电动车辆通过受流器和接触网之间的直接接触获取电能。地铁的牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成（如图1所示，其中1表示牵引变电所，2表示馈电线，3表示接触网，4表示电动列车，5表示钢轨，6表示汇流线，7表示电分段），并以根据牵引供电计算来沿城市轨道交通线路进行设置的牵引变电所为核心。
图1地铁牵引供电系统示意图
根据IEC与我国的相关规程规定，当下我国地铁牵引网中普遍采用了额定电压是直流750V、电压波动范围500V～900V的DC750V接触轨受电和额定电压是直流1500V、电压波动范围1000V～1800V的DC1500V架空接触网受电。地铁牵引供电系统的运行方式有正常运行方式、任一牵引变电所解列时的运行方式。
二、地铁牵引供电系统可靠性分析
（一）可靠性评估指标
牵引供电系统的可靠性，指的是地铁牵引供电系统与系统当中的设备本身或结构上所具有的特点以及系统与设备运行的安全性、稳定性等，确保轨道上所行驶的电力机车能够正常运行是牵引供电系统可靠性的最终目的。对于牵引供电系统的可靠性指标目前有很多种，其中包括供电质量、故障停电、预安排停电、外部影响、设备性能等的指标比较具有代表意义，在供电质量指标当中包含了供电可用度、延误时间、延误列车数、平均延误时间和平均延误列车数；故障停电指标包含停电时间、平均停电时间、接触网故障率和牵引变压器故障率；预安排停电指标包含预安排停电时间和预安排平均停电时间；外部影响指标主要指外部影响停电率；设备性能指标包含设备出现故障率和设备故障持续时间。
（二）地铁牵引供电系统可靠性
地铁牵引供电系统在一定程度上是通过直流供电系统和脉冲电镀系统接触网和故障测距等三个方面的内容进行组成，对十开关场能对这三种系统实施有效的反馈，一是馈线间隔;二是主变间隔;三是电容器间隔。对十直流供电系统来说，其电路属十单向运送，该系统电流运输量相对来说比较大，在电能高达一定限度的情况下，电力的信息将会传输到馈线的间隔上，其间隔板将会控制电流的运载量，从而有效的去避免因为电流运输量比较大从而出现电流负载量大，进一步给列车的运行带来严乖影响。
对于出现的突发事件，例如:电流在短路的过程中导致电流出现增大现象，这时的电容器会出现想要的干扰信号，对电流传输进行直接打断，保证由于电流骤发行的增加从而导致其牵引供电系统出现不必要的瘫痪。地铁牵引供电系统的评估方式主要指的就是利学有效的评估直流供电系统中的电流变化，不仅对脉冲控制次数进行评估，同时还要对接触网故障测距装置调控做好评估工作。通常状况下，电流会出现相对来说比较多的变化，但是不管哪次的变化都会在系统自动调控作用下恢复到正常水平，对其系统安全可靠性进行评估的主要依据就是系统中电流出现变化的次数，如果次数不高于故障次数的最低标准过程中，该系统可靠性在一定程度上属于正常水准，如果电流自身变化次数越低于故障次数时，表示系统具有相对较高的可靠性。另外深入分析以及研究牵引系统中兀件耐用性和可靠性，电流次数在实际变化的过程中会对系统原件产生的影响也是评估的主要衡量指数，对城市地铁运行模型进行建设的过程中，考虑正常应用的前提下，还要考虑好原件消耗，进一步对原件实施耐用次数实验，如果原件被损耗到一定时，就要对其做好及时的更换。进而最大限度的保证系统在运转以及检测状况下实现高度安全，对牵引供电系统的可靠性进行有效保障。
根据地铁牵引系统的内外部构成（图2）及其子系统之间的关系，我们可以把地铁牵引供电系统的可靠性评估分成三个层次（如图3所示）。
1.对某段线路上的牵引供电可靠性进行评估。可以以某两个牵引变电所间的线路为分析对以机车在某段线路上正常运行作为判据，把各个牵引变电所及接触网系统、外部电源的可靠性指标作为已知条件来建立模型，在对牵引变电所的主接线和接触网的可靠性指标与越区供电的综合考虑下利用可靠性框图的方式来对该线路中的牵引供电系统各个部分的逻辑关系进行分析，而后定量与评估其可靠性。
2.对外部电源、牵引变电所、接触网系统的可靠性进行评估。分别以城市电网、某一牵引变电所、某一锚段的接触网系统作为分析的对象，以外部电源对牵引变电所的正常供电牵引变电所对上下或下行的接触网的正常供电和上下或下行接触网对机车的正常供电为判据，结合实际情况选择馈线分区法、故障树分析法、可靠框图法等方法来对其可靠性做出定量与评估。
3.对元件级的可靠性进行评估。考虑到元件的可靠性指标通常都是由相应的生产厂家、地铁运营单位所提供的已知指标，因此可以选择某一元件或某几个元件组合而成的装置为分析对象，在此基础上进一步分析元件的可靠性指标变化的情况下会对变电所、接触网系统的可靠性指标产生怎样的影响。
三、结束语
随着我国经济的发展和城市交通的改进，城市轨道交通作为一种新型交通工具也得到了快速的发展与普及。在城市的规定交通当中主要依靠地铁牵引供电系统来实现供电，若牵引系统出现问题就会直接影响到地铁的安全与稳定，在带来经济损失的同时也引发了社会秩序混乱。因此，我们应当在对地铁牵引供电系统的可靠性进行分层次评估的基础上来采取有效手段，实现地铁牵引供电系统的安全、可靠运行。
参考文献：
[1]赵健，周瑜.基十故障树分析法的牵引供电系统接触网可靠性评估[J].中小企业管理与利技(上旬刊),2012(01):289一290
[2]陶志勤.地铁牵引供电系统可靠性研究[J].中国科技博览,2010(15):70-71.