电气化铁路牵引供电系统可靠性分析

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1、电气化铁路牵引供电系统可靠性分析丁雪成（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）摘要：牵引供电系统的可靠性与铁路系统的安全稳定运营息息相关，将2F技术（即故障模式及后果分析（FMEA）和故障树分析（FTA）两项技术的综合）引入到牵引供电系统的可靠性研究中，分别进行了牵引供电系统FMEA表和牵引供电系统FTA模型分析，阐述了2F技术在牵引供电系统可靠性分析中的综合应用。关键词：牵引供电系统；可靠性分析；故障模式及后果分析；故障树分析中图分类号：TM922.4文献标识码：AReliabilityAnalysisofTrac

2、tivePowerSupplySystemofElectrifiedRailwayDINGXue-cheng（ChinaRailwayFifthSurveyandDesignInstituteGroupCo.,Ltd.,Beijing102600,China）Abstract：Thereliabilityoftractionpowersupplysystem（TPS）iscloselylinkedwiththesafeandstableoperationalbusinessofrailwaysystem.The2Ftechnol

3、ogy(namelythesynthesisofthetwotechnologiesofFailureModeandEffectsAnalysis(FMEA),FaultTreeAnalysis(FTA))isintroducedtothereliabilityresearchofTPS,theFMEAtablesandtheFTmodelsoftheTPSarerespectivelyanalyzed,andthesyntheticapplicationofthe2Ftechnologyinthereliabilityanal

4、ysisoftheTPSiselaboratedaswell.Keywords：TractionPowerSupplySystem;ReliabilityAnalysis;FailureModeandEffectsAnalysis(FMEA);FaultTreeAnalysis(FTA)1引言牵引供电系统作为电力机车的动力源泉，其对可靠性的要求不言而喻。2F技术是指应用广泛的FMEA和FTA可靠性分析技术，FMEA采用“自底而上”的逻辑归纳法，并且按照要从其子系统及各部件的多种故障模式追踪到系统级，判断它的后果；FTA从顶事件（

5、最不希望发生的事件）为起点，搜寻导致顶事件发生的原因（中间事件和底事件），最后通过故障树表现出来，非常形象直观[1]；将2F技术引入牵引供电系统可靠性分析中，可以从系统寿命周期的各环节出发，最大限度地避免故障的发生，而一旦发生故障，能及时地给出纠正措施，有效预防类似故障再现,为制定维修策略和系统的再设计提供参考。2牵引供电系统主要组成牵引供电系统是将电能从外部电力系统持续传输给动车组的一系列电力和机械装置的总称，是沟通外部电网和动车组的不可或缺的动力命脉。它主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所是客运专线牵引供电系统的

6、心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电源变换成适合于动车组使用的电源，并输送到接触网。牵引变电所涉及繁多的电气部件，如变压器、断路器、母线等[2]。接触网是沟通牵引变电所和电力机车的一系列机械装置，主要由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成[3]。3牵引供电系统可靠性分析如图1所示，牵引变电所采用线路-变压器组的接线形式[4]，正常时一组工作，一组备用，工作变压器或电源进线故障时，整个备用线路-变压器组自动转换取代原来工作的线路-7变压器组。通过熟悉牵引供电系统的结构和运行，分别进行牵引变电所和接触网两

7、子系统的FMEA分析，并以FMEA表的形式表示各部件的故障模式、对系统的影响及相应的检验方式和应对措施。图1牵引变电所结构示意图3.1牵引供电系统FMEA通过熟悉图1所示的牵引供电系统的结构组成和运行模式，就可以运用FMEA分析牵引供电系统的各部件的故障模式、影响及相应的检验方式和应对措施。牵引变电所FMEA表如表1所示。表1牵引变电所FMEA表序号部件失效模式后果影响检验方式应对措施11#或2#进线断线、停电切除相应变压器，另一台主变压器负责变电所的全部牵引负荷和全部牵引辅助用电负荷，造成系统供电可靠性降低。电流测量/电压测量

8、由另一条进线供电；及时维修或更换。721T或2T主变压器外壳漏电击穿、线圈匝间短路、失火、水淹等。切除故障变压器，另一台主变压器负责变电所的全部牵引负荷和全部牵引辅助用电负荷，造成系统供电可靠性降低。电流测量/电压测量，查外观，听声响，测油位、油温由另一条进线供