地铁供电系统可靠性和安全性研究

地铁供电系统可靠性和安全性研究

王永泉

中铁十二局集团电气化工程有限公司天津300000

摘要：随着近些年来地铁的发展，地铁线路越来越多，地铁供电系统日渐复杂，从而导致地铁系统出现事故的可能性增加，地铁供电系统的安全性和可靠性研究也成为当前地铁安全运行的探究性话题之一。借此，本文就地铁供电系统的概念、影响因素，以及应对办法进行探究和分析，为我国地铁安全运行提供理论支撑。

关键词：地铁供电系统；可靠性；安全性；因素；办法

引言

地铁供电系统的安全性和可靠性，直接对地铁的安全运行和稳定运营起到决定性的作用。因为一旦地铁供电系统出现故障，不仅会导致城市轨道交通运输机制瘫痪，而且也会严重危及到乘客的生命安全。所以，地铁供电系统可靠性和安全性研究势在必行。

一、地铁供电系统概述

1.1集中供电方式

地铁集中供电方式主要针对的就是专用变电所配置的用电设备，主要是根据地铁线路的长短、用电量等进行变电所的设置，不近要将地铁变电的母线段进行数量和间距的合理性划分，而且还要保证两路电源相互独立。如上海地铁线路使用的供电方式就是集中供电方式，主要负责地铁线路牵引动力的负载供电情况，即广场和体育馆两个点。如图1地铁集中供电示意图。

图1地铁集中供电示意图

1.2分散供电方式

地铁分散式供电方式的主要电能来源于城市中心的电网区域，在地铁轨道沿线区域设置相应的降压变电所和牵引变电所，所以，降压变电所和牵引变电所并不属于地铁供电系统发电的主要装置。虽然分散供电方式最大的优点就是可以实现城市资源利用最大化，但是，分散供电方式电力来源较为分散，因此，其不仅要求变电自身具备双路电源，而且还要在地铁轨道沿线地区设置较完善的供电容量和变电所。如北京地铁五号线路，采取的就是分散供电的方式，极容易受到城市内部其他电网的影响，严重的会造成供电不足，最终不仅影响地铁的正常运行，而且也会为地铁公司带来极大的经济损失。

1.3混合供电方式

地铁混合供电方式指的就是将集中供电方式与分散供电方式有机的结合到一起进行的供电方式，其中，以集中供电方式为主，分散供电方式为辅。虽然混合供电方式集中了集中和分散供电方式的优势，为地铁供电系统安全运行提供了保障，但是，同时也为地铁供电系统安全运行带来了一定的安全威胁，如施工复杂、施工技术水平等。

二、影响地铁供电系统可靠性和安全性的因素

2.1地铁供电设备的老化

地铁供电设备主要是由电源、变电所、电线等构成的，一旦出现老化现象，极易影响供电系统的供电情况。所以，在供电系统出现故障以后，不仅需要对牵引供电系统的设备进行检查和分析，而且还要将检查出来的结果，以分析表的形式呈现。其中，在分析表中，包括了设备老化之后是否能够正常运转、设备故障类型、应对故障对策等。当然，并非检查之后的结果是唯一的结果，还需要进一步判断分析结果的准确性，并且总结经验教训，进一步为降低地铁供电系统故障造成的损失。

2.2地铁供电评价体系不完善

就当前我国地铁供电系统发展的情况来看，不管是集中供电方式，还是分散供电方式，都没有一个完整的地铁供电评价体系支撑，从而导致工作人员对操作环节中的工作程序、工作内容、工作方式，或者是影响因素等认知较为模糊，一旦出现任何系统故障，对于地铁供电系统的可靠性和安全性都会受到严重的影响，因此，完善的地铁供电评价体系是必要的。其中，地铁供电评价体系中包括了外界环境、人员配置、设备配置、组织管理结构、系统安全因素等都作为考察指标方面的内容，由此分析出影响地铁供电系统可靠性和安全性的主要因素、次要因素，并且就这些问题，能够及时提出有效的对策应对，增强地铁供电系统的安全。

2.3地铁供电系统维修计划存在漏洞

就当前的地铁供电系统维修计划是存在较大的漏洞的，这也是因为维修工作人员忽视了供电系统维修工作的重要性，为地铁供电系统埋下了安全隐患，极大地降低了地铁供电系统的可靠性和安全性。所以，根据地铁供电系统运行的实际情况，严格按照规定对地铁供电系统进行检查和维修，严格控制维修的质量。另外，不同的供电方式，所应对的内容也会有所差异，所以，在集中供电方式下，供电系统维修计划包括了电源、母线的定期检查和维修；在分散供电方式下，供电系统维修计划包括了独立电源、变电容量、周为电网的维修。因此，适当的供电系统维修计划，不仅有助于帮助地铁供电系统规范性建设，而且也有助于减少供电系统运行方面的维护费。

三、增强地铁供电系统可靠性和安全性的办法

3.1地铁供电系统可靠性分析

3.1.1系统的认知

对地铁供电系统设备组件进行分析的过程中，必须要以FMEA表格设计为调研依据。

3.1.2FMEA表格的填写与分析

FMEA表格设计虽然对地铁供电系统可靠性和安全性分析的过程是较为复杂的，但是，在实际应用的过程中，FMEA表格设计是地铁供电系统可靠性和安全性评估的重要手段。所以，在地铁供电系统运行的过程中，由于元件种类的多样性，其故障类型也具有一定的多样化，如供电系统设备老化、维修问题等。另外，FMEA表格填写法是整个地铁项目评估的基础，不管是在可靠性框图法中，还是最小切割法中，首先要做的就是对地铁供电系统故障进行分析。

3.2地铁供电系统安全性分析

3.2.1构建影响因素的集合

“因素”指的就是人们对供电系统安全性评价的过程中，对于影响到地铁供电系统安全的各个要素都要考虑，“因素集”就是所有影响安全因素的整体，通常用D表示，即D={}，其中，表示影响地铁供电系统安全的一个因素。如供电系统的老化程度、地铁供电系统的维修计划漏洞等等。

3.2.2评价集的构建

地铁供电系统的评价集合指的就是对地铁供电系统可靠性和安全性进行评估的工作人员，对地铁供电系统做出的一系列判断组成的整体，用I表示，即I={}。另外，地铁供电系统可靠性和安全性模糊评价的最终目的，就是为了在考虑地铁供电系统可靠性和安全性的基础上，能够做出最佳的分析和判定，即I={非常安全、很安全、安全、基本安全、不安全}等。

3.2.3权重集的构建

首先，为了能够进一步保障评估体系的准确性，需要对地铁供电系统进行权重集的构建；其次，在地铁供电系统安全敏感性分析之后，需要对相关的历史性数据进行分析和计算；最后，对的出的进行不同的权重分配。即权重集=（），当权数满足归一化和非负性特征时，=1，≧0（i=1，2，3，……，n），因为权重集是因数集中的一个模糊性集合，作为的一个重要的程度系数，=。

3.2.4地铁供电系统可靠性和安全性评估

根据模糊性因素集合与权重因素集合的乘积，得出地铁供电系统安全性的综合评析。

四、总结

综上所述，在进行地铁供电系统可靠性和安全性研究的过程中，随着我国交通运输业的快速发展，人们的出行方式也发生了翻天覆地的变化，进而越来越多的人选择地铁作为出行工具，不仅为地铁运行带来了极大的发展机遇，而且技术发展的差异性和市场竞争力度的变化，为地铁运行带来诸多挑战。尤其是近些年对地铁安全运行越来越重视，地铁供电设备的老化、地铁供电评价体系不完善、地铁供电系统维修计划存在漏洞等因素，都会对地铁供电系统可靠性和安全性造成严重的影响，因此，加强地铁供电系统可靠性和安全性建设是当前提高地铁发展水平的重要途径。

参考文献：

[1]周文坛.车载高压配电系统安全性研究[D].价值工程，2017-09-11.

[2]郭鹏飞.地铁供配电系统可靠性与安全性分析[J].机电信息，2017-03-12.

[3]王学武.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017-04-05.