高铁运行可靠性行不行，也得看看他的脸色
发表时间:2017-12-25 19:15:51 浏览次数:542
截至2016年底，中国高铁运营里程超过2.2万公里，占世界高铁运营总里程60％以上，位居全球第一。牵引供电系统为高速列车提供动力，电力供电系统为行车提供信号、通信用电，整个供电系统是高速铁路的核心组成部分，必须满足高可靠性、高可用度、低维修费用和低风险的要求。
牵引供电，由电力、接触网、变电、供电、远动等构成。外电110kv/22Okv接入变电所，通过接触网为高速列车供电。A2β27.5kv的AT供电方式，供电距离60km，比直供延长1倍。通过SCADA系统实现远程监测、控制与调节、实现保护、控制一体化和越区供电。我国高铁采取综合接地、防雷、融冰雪技术。
自动过分相，端点过分相：利用列车惯性通过无电区。时速250公里的线路采用这个技术。我们在时速350公里的线路上采用了不断电过分相技术，通过地面和车载装置，实现列车瞬间通过无电区的系统控制，切换时间0.3秒左右，高速列车动力丢失少，长距离运行节能效果非常明显，大幅压缩运行时分。
高速接触网，在明线、隧道、桥梁和不同气候条件等复杂工程下，时速350公里，采用简单链型、弹性连型悬挂技术，研发高强高导接触网导线。保证接触网与受电弓匹配良好、受流稳定。武广客运专线接触网采用弹性缝型悬挂方式，实现时速350公里双弓稳定受流，为世界首创。
高速铁路牵引供电系统可靠性评估主要有五个层次，分别为层次1：将牵引变电站视为电力系统的一个综合牵引负荷，当有发电厂和输电网组成的外部电力系统对一条高速铁路的所有牵引变电站供电时，考虑各牵引变电站的失负荷概率，失负荷频率和在考虑越区供电的前提下外部电力系统对整条高速铁路通过能力的影响，从而实现可靠性评估；层次2：对高速铁路牵引变电站的主接线方式进行可靠性评估，考察不同主接线方式、主变压器备用方式、继电保护装置对变电站可靠性的定量影响；层次3：对由高速铁路接触网的不同悬挂方式、接触网零部件的机械寿命、检修方式等因素引起的接触网失效进行定量评估；层次4：将外部电力系统对各牵引变电所的可靠性指标作为已知条件，综合考虑变电站界限、接触网的可靠性指标、越区供电、动车组牵引特性和运行时间图，对高铁牵引供电系统的可靠性进行综合的定量评估；层次5：根据高速铁路电力供电系统的接线方式和负荷特性进行定量的可靠性评估，通过灵敏度分析找到薄弱环节，提出改进措施。 高速铁路由于系统本身结构复杂、设备繁多且任务繁重，出现事故所波及的范围和造成的经济损失，以及造成的社会政治影响都很巨大。因此，其供电可靠性就成为一项重要的研究课题。我国高速客运专线铁路的大规模兴建也使的高速铁路的供电可靠性倍受关注。目前国际上将传统的可靠性评估扩展为对系统可靠性(reliability)、可用性(availability)、可维护性(maintenance)和安全性(safety)的全面评估，即RAMS评估。有关铁道的最早RAMS国际标准是EN50126:1999，现在该标准已上升为IEC62278:2002铁路应用:铁道可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)的规范和说明。在IEC62278中，对于危害事件出现的频度分成6个等级，分别是:频繁、经常、有时、很少、极少、几乎不可能。对危害的严重等级分成4个等级，分别是:特大、重大、次要、轻微。对质量风险分成4个等级，分别是:不能容忍、不希望、可接受、可忽略。可见，IEC62278标准对危害事件的频度、严重等级和质量风险的评估都是定性的，而不是定量的。再如，<TB10020-2009高速铁路设计规范(试行)>中11.5.3第10条规定:“接触网设计应符合可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS)的要求，进行可靠性的系统分配设计，确定各部分合理的、可控制的、可量化的可靠性指标。”但缺乏具体的量化指标描述，可见，在实际工程项目执行和RAMS评估过程中，可操作性上存在着一定的难度，必须探索新的可靠性建模方法和定量的评价标准。
电气化铁道其供电可靠性评估即将可靠性原理和方法与其供电系统相结合的应用科学，其实质是最科学、最经济的方法充分发挥供电设备的潜力，保证铁路运行所需电力能够得到连续不断的保证。其可靠性指标主要有四类：①概率：如可用率以及可靠度；②频率：如故障率以及修复率；③持续时间：如故障持续时间以及无故障工作时间；④期望值：如一年铁路供电发生故障的期望天数等； 系统的可靠性分析是根据构成系统元件的可靠性和系统结构图，运用概率论和数理统计、拓扑论等数学方法，对系统的可靠性规律进行定性和定量分析。常用的分析方法包括:①)失效(故障)模式、后果及危害性分析，是定性分析技术，其根本目的是通过它促使设计者在产品研制的各个环节中分析可能发生的故障，并寻找其原因，针对原因采取相应措施，从而保证和提高产品的固有可靠性。②故障树分析法，是将系统故障的各种原因，由总体至部分，按树枝状结构，自上而下逐层细化的分析方法。③马尔可夫过程，主要应用于可修复系统的可用性模型的建立，它运用状态空间法来描述可修复系统各个阶段的状态转移随机过程。④可靠性框图，可靠性框图是用来表示系统各部分之间的结构关系、功能关系和逻辑关系的图示。⑤贝叶斯网络，是将概率的距离、统计应用于复杂系统的不确定性推理和数据解析的一种有效工具，在给定某一变量或某些变量的具体取值状态后，能通过概率更新计算求得其余变量的条件概率。
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