牵引供电设施故障快速隔离和减少故障的设想

牵引供电系统的故障分为两类，即瞬时性故障和永久性故障。针对这两类故障重点讨论我国电气化铁路牵引供电系统（以220kV单相牵引供电系统为例）发生永久性故障时应采取的故障恢复处理方法，提出了故障状态下的事故恢复策略，并提出了减少故障发生和故障恢复时间的具体措施。     

地铁牵引供电系统失效的故障树分析

统计分析了地铁牵引供电系统常见故障及其产生原因,建立了地铁牵引供电系统失效故障树模型。基于行列式法对故障树模型进行定性分析,获得导致地铁牵引供电系统失效底事件的最小割集。利用最小割集对故障树模型进行定量计算,得到地铁牵引供电系统的不可靠度、平均无故障运营时间,以及底事件的结构重要度和概率重要度。据此分析,断裂、磨损及放电故障最易导致地铁牵引供电系统失效,且此3类故障主要集中发生在受电弓及接触网关键节点等处,故应加强对受电弓及接触网关键节点的维护与检测。     

城轨动力电池系统的安全评估与优化设计

针对目前城轨动力电池缺少相关产品标准,特别是缺乏对其可靠性与安全性的分析评估,以动力电池牵引系统发生安全事故为顶层事件建立了故障树模型,并对事故发生的概率进行了计算与分析,结果显示电芯老化造成的内部短路,电池过充电以及连接器虚接是造成系统安全的3大隐患。并针对这3个问题提出了优化方法,特别是针对电芯老化造成的内部短路,设计了一种更加高效准确的失效检测方法,该方法不仅减少了失效检测的时间成本,也使得测试更加接近于实际工况,最后通过对比优化前后事故发生的概率验证了优化的正确性与必要性。     

基于事故树模型的地铁施工地表坍塌事故分析

为加强对地铁施工过程的安全管理,降低施工过程中地表塌陷事故发生的概率,选用事故树模型对地铁施工中地表塌陷事故致因进行分析。首先,基于事故建树基本流程,采用因果关系演绎法构建地铁施工中引发坍塌事故的土体失稳事故树、支护结构强度事故树等;其次,对于影响顶事件发生的底事件较多的事故树,在采用布尔代数法计算最小割集的基础上,依据有关评判原则来定性分析判断基本事件结构重要度顺序,而无须求出结构重要系数的精确值;对于影响顶事件的基本事件数量较少的事故树,则有必要用最小割集推导出的结构函数,并运用事件和与事件积的概率公式定量评定事故树顶事件的发生概率;最后,将运用该模型对实例的分析结果与某文献的评价结果进行对比,结果表明:该方法不但能准确无误地排查出已发生的地铁施工地表塌陷的原因;还可以判断出将来施工最有可能导致地表塌陷的潜在原因,为施工单位及早预防和控制地表塌陷发生提供理论依据。     

电气化铁路牵引供电系统可靠性评价系统研究

文章充分考虑我国电气化铁路牵引供电特性,并结合其设计和运行特点,从供电设备和供电服务2个角度,研究了牵引供变电设备和牵引网供电单元可靠性数据的采集需求以及可靠性指标的计算方法。建立SQL数据库,并开发B/S架构可靠性统计分析软件,使之与管理信息系统或安全生产调度指挥系统相融合,充分共享信息资源,从而形成我国电气化铁路牵引供电系统基础数据搜集与可靠性评价系统,作为运营维护部门实施基于可靠性维修和可靠性管理的基础依据。     

基于模糊贝叶斯网络的铁路时间同步网可靠性分析

铁路时间同步网是结构复杂、覆盖面广阔、关键设备冗余的可修安全苛求系统,其中普遍存在共因失效现象。为了量化铁路时间同步网安全风险并识别薄弱环节,本文基于模糊集理论,利用模糊语义及模糊排序法量化基本事件的条件概率,然后使用贝叶斯网络构建铁路时间同步网可靠性模型并进行了可靠性评估。通过计算系统故障条件下各个单元的不可用度,更能实际的识别系统薄弱环节。铁路时间同步网的实例分析表明,模糊贝叶斯网络对于分析铁路时间同步网可靠性是切实可行的,不考虑共因失效会导致可靠性分析结果偏于乐观,计算得出的铁路时间同步网可靠性客观反映了铁路时间同步网目前的安全状况。重要度分析结果表明,光纤及一级同步网设备失效是引起铁路时间同步网的关键事件,因此加强对其维护检查能够有效降低事故的发生概率。     

基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模

采用威布尔分布作为可靠性模型,提出一种基于遗传算法的牵引供电系统及其各设备的可靠性模型拟合方法.以京广铁路郑州南牵引供电系统为例,根据其统计的14年设备失效率信息,通过拟合得到该供电系统各设备的可靠性模型.拟合优度的K-S和W2检验结果表明,威布尔分布模型足一种适合用于牵引供电设备特别是接触网设备的可靠性模型.将牵引供电系统分为牵引变电所和接触网两个子系统,在供电设备可靠性研究的基础上,基于故障树分析法建立了牵引变电所和接触网可靠性模型,综合分析得到整个牵引供电系统的可靠性模型,提出并计算系统的有效寿命,为今后维修计划的制定提供科学依据.数据还表明,牵引供电系统的可靠性在很大程度上取决于牵引接触网的可靠性.     

考虑高速铁路负荷特性的牵引变压器可靠性评估

牵引变压器的可靠性评估对整个高速铁路牵引供电系统的可靠性研究至关重要。本文分析高速铁路牵引负荷特性对牵引变压器可靠性的影响,提出一种牵引变压器可靠性评估方法。该方法同时考虑高速铁路牵引负荷不平衡性、冲击性和非线性特点,利用IEEE C57.110标准提供的谐波损耗因子计算谐波引起的变压器降容率,通过热路模型及其微分方程组将高速铁路牵引负荷特性综合量化到变压器温升计算中。在此基础上,通过Arrhenius-Weibull模型求取变压器失效概率。以世界首台220kV等级的中点抽出式Scott牵引变压器为例,利用实测数据验证该方法的可行性,计算得到牵引变压器的可靠性指标,并分析高速铁路负荷特性对其可靠性的影响。结果表明高速铁路负荷对牵引变压器可靠性的影响不容忽视。评估结果可辅助合理决策,以降低牵引变压器运行风险,满足安全可靠需求。     

基于RAMS的高速铁路牵引供电系统可靠性评价

提出了基于RAMS的牵引供电系统可靠性综合评价方法,深入研究系统可靠性、可维护性及安全性。通过对牵引供电外部电力系统、牵引变电站及接触网系统的可靠性参数计算,完成了对整个牵引供电系统的可靠性定量分析。     

铁路牵引供电系统设计中的谐波谐振分析及抑制方案研究

为了避免交直交型电力机车(含动车组)与牵引供电系统之间形成谐波谐振,影响电气化铁路运行安全,有必要在牵引供电系统设计阶段开展谐波谐振特性分析。基于四象限变流器拓扑结构与控制策略,构建电力机车谐波源特性模型,针对某新建电气化铁路牵引供电系统设计方案,构建牵引供电系统数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真平台,研究系统谐波谐振特性与变化规律,给出便于工程应用的滤波器设计方案,并验证该方案的可行性。     

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。     

基于故障模式后果分析与动态故障树的高速铁路牵引变电所可靠性分析

为了提高牵引变电所供电可靠性,在考虑所内一次设备的情况下提出一种结合故障模式后果分析(FMEA)与动态故障树分析(DFTA)的方法来分析牵引变电所的可靠性。首先根据FMEA的工作结果来分析牵引变电所的故障原因,提出有针对性的预防措施;然后采用DFTA建立高铁牵引变电所的故障模型并定性定量分析,找出牵引变电所的薄弱环节。最后与传统故障树计算结果进行对比,结果表明:传统故障树建模存在较大误差,两种方法的结合相比仅使用一种可靠性分析方法更为实用。     

基于FTA的接触网系统可靠性研究

随着电气化铁道高速化的发展,接触网的可靠性成为铁路安全运行的一个重要因素,但它的研究只停留 在定性分析上,没有深入的定量计算。本文采用故障树演绎分析(FTA)方法,对铁路接触网系统的可靠性进行 分析和研究。以所不希望发生的故障事件作为分析的目标,找到了接触网系统存在的故障原因和机理,在大 量调研的基础上,建立了接触网系统的故障树及它的数学模型,基于Fussell下行法及最小割集法对它的可靠 性进行了定性和定量的分析。分析结果表明,腐蚀、零件的强度、磨损、疲劳、外部动态负载、强电流、污染、接触 线的张力和沿导线传播的波动速度等是造成接触网失效的主要原因,并且根据故障模式和最薄弱的环节通过 最小割集计算出了顶事件的可靠度,为接触网系统的可靠性与安全性分析和失效预测提供了一种实用的方法 和理论依据。     

基于灰色理论和PSO的牵引供电系统可靠性研究

采用灰色GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大建模所需数据样本量,提出以威布尔分布模型为基础,基于粒子群算法的智能拟合方法,建立牵引供电系统各设备可靠性分析的数学模型,所建模型全部通过拟合优度K-S检验,证明该方法十分适合于牵引供电系统设备的可靠性建模。运用BDD算法得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合得到牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算出系统的可靠度和平均使用寿命。最后分析可知接触网的可靠性在很大程度上决定了牵引供电系统整体的可靠性,其分析结果为牵引供电系统以后的维护工作提供了理论依据。     

基于贝叶斯网络考虑共因失效的高速铁路牵引变电所可靠性分析

运用一种基于故障树的贝叶斯网络分析法,相比于传统的故障树分析法,它能够灵活地表示不确定信息,并能进行不确定性推理。并提出牵引变电所的寿命分布为指数分布,建立牵引变电所电气主接线的贝叶斯网络模型,对于系统二态性特征以及系统可靠度也符合指数分布,故在牵引变电所中选取β因子模型作为共因失效模型,显式分析方法作为共因失效的分析方法。用MATLAB对考虑共因失效的贝叶斯网络进行编程,并绘制相应的可靠度以及瞬时可用度的曲线图,结果表明在考虑共因失效后系统的可靠度有所降低,意味着得出的结果更接近实际。此外,实现牵引变电所定性和定量的评估,计算其可靠性指标,确定系统的薄弱环节。     

高速铁路接触网零部件的重要度分析

牵引供电接触网通常所采用的可靠性指标可用概率、频率、持续时间的分布等概率性指标来表示.为了更好地描述接触网各零部件对接触网整体失效的影响程度,本文结合近期开通的高速铁路和客运专线工程,阐述了接触网零部件的概率重要度的分析方法,并给出了与实际运营经验相符的概率重要度排序研究数据,对探索新建高速铁路接触网系统的可靠性规律和...     

太原铁路枢纽高铁供电运行探讨

随着太原铁路枢纽融入高速铁路网,枢纽内高铁列车数量大量增加,但枢纽内高铁接触网仍由榆次变电所、太北变电所这两座既有普速铁路牵引变电所供电。为保证高铁的供电可靠性,结合太原铁路枢纽内线路及牵引供电设施布置,分析在牵引变电设备各种故障情况下如何快速恢复供电。在榆次或太北牵引变电所发生全所停电故障时,对几个可以实现的越区供电方案进行供电能力计算和比较,提出推荐的越区供电方案。通过良好的供电故障恢复方案,能极大地提高太原铁路枢纽内供电故障恢复速度和高铁列车供电的可靠性。     

基于模糊故障树的列控风险发生频率研究

引入模糊数,采用基于模糊故障树的计算方法对列控风险发生频率等级进行计算。该方法首先采用故障树对需要进行发生频率等级评估的列控风险进行描述,对于有统计数据信息的基本事件的发生频率采用精确值表示,对于没有统计数据信息的基本事件的发生频率采用模糊数表示;之后采用模糊算子对顶事件的发生频率进行计算,得到顶事件的模糊数;然后采用重心法对顶事件的模糊数进行去模糊化,得到顶事件的发生频率精确值;最后依据风险发生频率等级表确定风险的发生频率等级。以道岔中风险为例进行计算,计算结果验证了基于模糊故障树计算方法的有效性。     

行波法在电气化铁道牵引网故障测距中的应用

根据电气化铁道牵引供电系统线路结构、供电及运行方式等特点和不同故障测距方法的比较,详细分析了行波法在电气化铁道牵引供电系统的应用。     

基于可信性理论的电气化铁路接触网可靠性的模糊评估

首先基于故障树分析法建立了接触网系统的可靠性模型,在大量调研和统计分析的基础上,用梯形模糊变量描述接触线、承力索和绝缘子的故障率和修复率,用三角形模糊变量描述接触网其他部件的故障率和修复率,将接触网系统的故障率、修复率和可用度等可靠性指标视为随机模糊函数,利用可信度理论实现了接触网可靠性的模糊评估。计算结果表明,只要掌握各部件故障率和修复率的大致分布,就可以较准确地计算接触网系统的可靠性指标,误差满足工程精度的要求。