地铁供电系统可靠性与安全性的分析方法和影响因素

地铁供电系统可靠性与安全性的分析方法和影响因素

廖全荣

南宁轨道交通运营有限公司  530029

摘要：地铁旅行有助于减轻城市交通压力和便利人们的日常生活，但在一些运输业务中仍然存在安全问题和隐患。近年来，随着地铁运营复盖面的扩大，地铁安全问题频繁发生，事故数量不断增加，严重威胁着人们的生命。这就要求有关部门采取措施，提高地铁供电系统的可靠性和安全性，不断提高地铁供电系统的整体质量，确保地铁运行更加顺畅，并尽量减少事故造成的经济和安全损失。

关键词：地铁供电系统可靠性；安全性分析；影响因素

引言

为了满足人们日常生活的需要，城市越来越重视地铁的建设和运营管理。维护地铁供电系统的安全和可靠性是确保地铁稳定运行的重要措施，也是地铁运营管理的重要组成部分。为了进一步提高地铁供电系统的安全性和稳定性，首先必须根据地铁供电系统基本要素的定义，确定影响地铁运行期间供电系统安全性和可靠性的主要因素。

1地铁供电系统概述

1.1外部电源

外部供电在电力系统中的作用是向系统的主要供电不足，主要是城市外部电网供电。此外，还有多种电源模式，包括分布式电源、集中电源和混合电源。现阶段我们地铁供电系统主要使用集中供电进行外部供电三种不同的供电方式各有优缺点，需要根据实际情况合理选择，禁止直接在所有供电系统中采用供电方式。如果选择的电源模式不符合实际需求，则可能存在安全风险，从而加剧问题并造成财务损失。

1.2分散式供电

分布式电源主要用作城市电网区域变压器的主要能源，需要沿地铁安装降压站和牵引变压器，无需安装专用变压器。分布式电源充分利用了市中心的电力网络资源，但使用了沿地铁安装的容量为2插槽的电源。从严格意义上讲，这种供电方式需要更大的区域城市网络，并且能够满足地铁的电力需求。例如北京地铁3号线和沈阳地铁都采用分散供电方式。在这种模式下，城市电网受到其他区域电网的影响，导致供电情况不稳定和不足，导致分布式供电可靠性低。

2与整流机组协同控制策略及功率选择

目前双向变流装置和整流机组的协同控制策略主要有2种：1)双向变流装置优先工作。设置双向变流装置的牵引阈值U1＞整流机组空载电压U0，在双向变流装置的功率限值内，保持稳压输出，超过功率限值后，双向变流装置转为下垂特性，网压下降至U0后，整流机组介入工作。2)整流机组优先工作。设置双向变流装置的牵引阈值U1＜整流机组空载电压U0，整流机组优先工作，整流机组外特性为下垂特性，当网压下降至U1时，双向变流装置开始工作，在其功率限值范围内稳定网压。通过控制双向变流装置的牵引阈值U1，可以调节整流机组和双向变流装置的功率分配比例。若按方案1，每座牵引变电所设置2套整流机组+1套双向变流装置，系统冗余配置。此方案下，考虑经济合理性，推荐双向变流装置和整流机组容量选择的原则如下：按制动功率选择双向变流装置容量；考虑双向变流装置的牵引出力，降低整流机组的容量；按大双边运行方式对容量进行校验。

3地铁供电系统可靠性与安全性的分析方法

3.1地铁供电系统可靠性的分析方法

可靠的框图、故障模式后果法、故障分析法是地铁供电系统可靠性分析的主要分析方法，其中可靠的框图是利用率较高的方法，可靠的框图可以对相关关系进行综合分析,采用结构模型和框图介绍地铁供电系统的主要结构，采用可视化直接分析方法介绍所有分析重点，有利于提高地铁供电系统的可靠性。然而，仅仅依靠这种分析方法并不能保证分析的完整性，因此，分析系统的状况必须与其他分析方法结合起来，包括平行系统和序列系统。

3.2地铁供电系统安全性分析

地铁供电系统安全研究较为关键，在提高安全的过程中，有关人员可以通过研究提高总体判断水平，定量分析影响地铁运行安全的几个因素，建立模糊的综合判断体系，最后(1)一组因素是一种集合形式，它结合了以u表示的多个结构影响分析对象，不同的一组因素可以用U1、U2表示-我...。一个one .对其他驱动因素模块的分析直接影响最终的运营结果。因此，有关人员可以利用标准的电力安全分析模型，系统地分析地铁系统的电力安全模糊性。(2)建立一套评价。建立一套评价需要建立一个评价层次。如果评估组为a，则A1表示地铁系统处于高度安全状态；A2表示设备在这种中等安全状态下工作；A3表示系统表面安全；A4表示系统存在不安全因素；A5表示存在严重影响系统运行的安全因素。(3)增重组施工模式是采用灵敏度分析方法进行增重态势平滑分析，还是采用历史统计方法确定地铁供电系统运行安全特性；或利用专家评估工作方法对其系统进行全面的安全分析，以量化影响因素、统计分析和建模，生成有意义的数据，并提供数据库供日后作出判断。

4对主变电所注入点谐波的影响

双向变流装置由于产生的谐波均为开关频率附近的高次谐波，且谐波含量低，满足接入电网的谐波限值。因此，针对方案1和方案3，主变电所注入点的谐波是符合要求的。方案2需要着重关注主所注入点谐波的影响。整流电路特征谐波次数为nc=kp±1，k取整数，p为脉动数，12脉波整流电路特征谐波为11、13、23、25次谐波。理想状态下，第h次谐波的理论值Ih=I1/h，I1为基波值，实际上由于各种非理想因素，不可避免产生非特征谐波。由于换相重叠角的存在，实际的谐波值与理论值有所不同，重叠角使得谐波含量相对理论值有所降低。12脉波的谐波计算可以参考GB10236-2006《半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则》。

5影响地铁供电系统可靠性与安全性的主要因素

5.1设备老化

根据地铁供电系统的不同，电力系统由多个连接的电力设备组成，例如，如果电力系统的部分链(设备)出现问题，系统连接的稳定性和可靠性将受到影响。更广泛地说，由于供电设备老化，供电系统出现了运行不良的问题。最明显的因素是设备老化，如果不加以有效管理，可能导致设备进一步恶化，并对地铁系统总体运行的稳定性和安全产生影响，甚至可能造成严重和危险的事故。

5.2维修计划是否全面、科学

为了维持地铁供电系统的安全，有关部门需要投入大量人力、物力和财力资源，科学合理的维修计划可以使维修更加准确，减少不必要的经济成本，同时确保维修效率。解决重点问题不仅可以降低维修成本，还可以进一步提高维修效率，降低事故发生概率，充分保证地铁供电系统的可靠性和安全性，使地铁更好地满足日常需求。

结束语

有鉴于此，提高地铁供电系统的安全性和可靠性，对于满足人们的出行需要，确保人们的生命和财产安全发挥着重要作用。在地铁实际运行过程中，供电系统的安全性和可靠性主要受到设备老化、组织管理、维修等因素的影响。为了进一步提高地铁供电系统的安全性和可靠性，分别研究和分析了提高地铁供电系统安全性和可靠性的方法。所有措施相结合，确保地铁供电系统的安全可靠，保证地铁正常运行。

参考文献

[1]郭庆毅.地铁供电系统可靠性和安全性研究分析[J].价值工程,2018,37(35):71

[2]陈小立.地铁供电系统的可靠性与安全性分析[J].自动化应用,2018(06):145-146+148.

[3]孙梓博.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018

[4]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),2018(04):97-98.

[5]姚文斌.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法[J].中华建设,2018(08):154-155.