高鐵運行可靠性行不行，也得看看他的臉色
發表時間:2017-12-25 19:15:51 瀏覽次數:857
截至2016年底，中國高鐵運營里程超過2.2萬公里，占世界高鐵運營總里程60％以上，位居全球第一。牽引供電系統為高速列車提供動力，電力供電系統為行車提供信號、通信用電，整個供電系統是高速鐵路的核心組成部分，必須滿足高可靠性、高可用度、低維修費用和低風險的要求。
牽引供電，由電力、接觸網、變電、供電、遠動等構成。外電110kv/22Okv接入變電所，通過接觸網為高速列車供電。A2β27.5kv的AT供電方式，供電距離60km，比直供延長1倍。通過SCADA系統實現遠程監測、控制與調節、實現保護、控制一體化和越區供電。我國高鐵采取綜合接地、防雷、融冰雪技術。
自動過分相，端點過分相：利用列車慣性通過無電區。時速250公里的線路采用這個技術。我們在時速350公里的線路上采用了不斷電過分相技術，通過地面和車載裝置，實現列車瞬間通過無電區的系統控制，切換時間0.3秒左右，高速列車動力丟失少，長距離運行節能效果非常明顯，大幅壓縮運行時分。
高速接觸網，在明線、隧道、橋梁和不同氣候條件等復雜工程下，時速350公里，采用簡單鏈型、彈性連型懸掛技術，研發高強高導接觸網導線。保證接觸網與受電弓匹配良好、受流穩定。武廣客運專線接觸網采用彈性縫型懸掛方式，實現時速350公里雙弓穩定受流，為世界首創。
高速鐵路牽引供電系統可靠性評估主要有五個層次，分別為層次1：將牽引變電站視為電力系統的一個綜合牽引負荷，當有發電廠和輸電網組成的外部電力系統對一條高速鐵路的所有牽引變電站供電時，考慮各牽引變電站的失負荷概率，失負荷頻率和在考慮越區供電的前提下外部電力系統對整條高速鐵路通過能力的影響，從而實現可靠性評估；層次2：對高速鐵路牽引變電站的主接線方式進行可靠性評估，考察不同主接線方式、主變壓器備用方式、繼電保護裝置對變電站可靠性的定量影響；層次3：對由高速鐵路接觸網的不同懸掛方式、接觸網零部件的機械壽命、檢修方式等因素引起的接觸網失效進行定量評估；層次4：將外部電力系統對各牽引變電所的可靠性指標作為已知條件，綜合考慮變電站界限、接觸網的可靠性指標、越區供電、動車組牽引特性和運行時間圖，對高鐵牽引供電系統的可靠性進行綜合的定量評估；層次5：根據高速鐵路電力供電系統的接線方式和負荷特性進行定量的可靠性評估，通過靈敏度分析找到薄弱環節，提出改進措施。 高速鐵路由于系統本身結構復雜、設備繁多且任務繁重，出現事故所波及的范圍和造成的經濟損失，以及造成的社會政治影響都很巨大。因此，其供電可靠性就成為一項重要的研究課題。我國高速客運專線鐵路的大規模興建也使的高速鐵路的供電可靠性倍受關注。目前國際上將傳統的可靠性評估擴展為對系統可靠性(reliability)、可用性(availability)、可維護性(maintenance)和安全性(safety)的全面評估，即RAMS評估。有關鐵道的最早RAMS國際標準是EN50126:1999，現在該標準已上升為IEC62278:2002鐵路應用:鐵道可靠性、可用性、可維護性和安全性(RAMS)的規范和說明。在IEC62278中，對于危害事件出現的頻度分成6個等級，分別是:頻繁、經常、有時、很少、極少、幾乎不可能。對危害的嚴重等級分成4個等級，分別是:特大、重大、次要、輕微。對質量風險分成4個等級，分別是:不能容忍、不希望、可接受、可忽略。可見，IEC62278標準對危害事件的頻度、嚴重等級和質量風險的評估都是定性的，而不是定量的。再如，<TB10020-2009高速鐵路設計規范(試行)>中11.5.3第10條規定:“接觸網設計應符合可靠性、可用性、可維修性和安全性(RAMS)的要求，進行可靠性的系統分配設計，確定各部分合理的、可控制的、可量化的可靠性指標?！钡狈唧w的量化指標描述，可見，在實際工程項目執行和RAMS評估過程中，可操作性上存在著一定的難度，必須探索新的可靠性建模方法和定量的評價標準。
電氣化鐵道其供電可靠性評估即將可靠性原理和方法與其供電系統相結合的應用科學，其實質是最科學、最經濟的方法充分發揮供電設備的潛力，保證鐵路運行所需電力能夠得到連續不斷的保證。其可靠性指標主要有四類：①概率：如可用率以及可靠度；②頻率：如故障率以及修復率；③持續時間：如故障持續時間以及無故障工作時間；④期望值：如一年鐵路供電發生故障的期望天數等； 系統的可靠性分析是根據構成系統元件的可靠性和系統結構圖，運用概率論和數理統計、拓撲論等數學方法，對系統的可靠性規律進行定性和定量分析。常用的分析方法包括:①)失效(故障)模式、后果及危害性分析，是定性分析技術，其根本目的是通過它促使設計者在產品研制的各個環節中分析可能發生的故障，并尋找其原因，針對原因采取相應措施，從而保證和提高產品的固有可靠性。②故障樹分析法，是將系統故障的各種原因，由總體至部分，按樹枝狀結構，自上而下逐層細化的分析方法。③馬爾可夫過程，主要應用于可修復系統的可用性模型的建立，它運用狀態空間法來描述可修復系統各個階段的狀態轉移隨機過程。④可靠性框圖，可靠性框圖是用來表示系統各部分之間的結構關系、功能關系和邏輯關系的圖示。⑤貝葉斯網絡，是將概率的距離、統計應用于復雜系統的不確定性推理和數據解析的一種有效工具，在給定某一變量或某些變量的具體取值狀態后，能通過概率更新計算求得其余變量的條件概率。
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