電氣化鐵路牽引變電檢修技術的發(fā)展趨勢探究

張艷

（中鐵二十一局集團電務電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

電氣化鐵路牽引變電檢修技術的發(fā)展趨勢探究

張艷

（中鐵二十一局集團電務電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

進入21世紀以來，在經濟和技術發(fā)展的推動下，我國鐵路行業(yè)也進入了一個全新的發(fā)展階段，電氣化鐵路已經成為一種重要的發(fā)展趨勢。并且，在整個國民經濟中，電氣化鐵路在其中的地位也越來越重要，但是，也會將負序電流、諧波電流和無功等問題帶給公共電網。對此，本文通過對電氣化鐵路牽引變電檢修技術的相關內容進行了論述。

電氣化；鐵路牽引；變電檢修技術；神經元；互聯(lián)網

科技的發(fā)展必然會帶動技術的進步，先進的技術理念與技術方案不斷的被應用到各個領域當中。電氣化鐵路的運行與工作需要先進技術支撐，尤其是電氣技術是必不可少的。那么，如何確保其能夠穩(wěn)定運行，就需要有先進的變電檢修技術給予支撐，并且，隨著時代的發(fā)展，技術的革新，該技術必然有著自身更優(yōu)異的發(fā)展前景。

1 電氣化鐵路牽引所面臨的問題解析

①將三相公共電網接入到牽引供電網中，由于單相交流負載的現(xiàn)象會出現(xiàn)在電力機車中，這樣必然有負序電流問題出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中。隨著負序電流的產生，就會將過多的熱量帶給變壓器，從而將變壓器容量利用率降低；電能質量在電網中的質量也會不斷下降；將更多的損耗帶給輸電線路；更為嚴重的是會影響到電網中剩余電力設備的運行狀態(tài)。②在牽引供電系統(tǒng)中，整流型機車為其中一個關鍵的諧波源。盡管交-直-交型電力機車得到了大量的推廣，尤其是CRH動車組。③在某個時間段內，不會輕易的改變多種車型的共存現(xiàn)象，因此，牽引供電系統(tǒng)就會時常的受到諧波問題的影響。諧波的出現(xiàn)，會將電網內部元件的附加傷害加重，對電氣裝置的穩(wěn)定運行會帶來較大的影響。影響到沿線通訊裝置的穩(wěn)定運行，諧波會導致有誤動作問題出現(xiàn)在繼電器中，將安全隱患進一步增加，這樣就造成難以準確的測量電網中的儀表儀器，導致有失誤問題出現(xiàn)在控制環(huán)節(jié)內部。

2 根據問題所提出的論據分析

2.1 人工神經網絡技術的應用

神經元模型最早是于20世紀數(shù)學家W.Pitts與心理學家W.SMcCuloch所提出來的，該系統(tǒng)的運行與應用，主要是由系統(tǒng)輸出和輸入所構成的數(shù)據，然后將相應的系統(tǒng)模型構建起來，人工神經元是人工神經元網絡的主要處理單元，為一種單輸出、多輸入的非線性元件，它主要是在模擬與簡化生物神經元。其中，在對電氣化鐵路牽引變中應用該技術時的基本原理如圖1所示。

并且，可以通過這樣幾種形式將激活函數(shù)表示出來：

圖1

（1）分段函數(shù)：將系統(tǒng)在區(qū)間{-1，+1}內進行固定與放大，然后得出非線性放大的近似值。

（2）轉移函數(shù)：這種函數(shù)是非線性的，是區(qū)間{0，+1}到實數(shù)域R之間的非連接函數(shù)，將狀態(tài)連續(xù)型神經元模型能夠有效的展示出來。其中單極性函數(shù)曲線為最常用的一種形式，即為S函數(shù)。其特征是導數(shù)和函數(shù)本身都為連續(xù)的，有著計算上的數(shù)學優(yōu)越性。

（3）域值函數(shù)：也可以稱之為階梯性函數(shù)，可以從兩個方面出發(fā)分析神經元：

Fv=1，且 v≥0；fv=0，且 v＜0.

這種方法的基本工作方式為：按照相應的拓撲結構將一些功能簡易的神經元連接到一起，將比較繁瑣的計算結構構造出來，并且確保其具備相應的處理和檢測功能。這樣人工神經元網絡檢測系統(tǒng)就被制定出來，按照不同的神經元連接方式，主要有兩種類型的人工神經元網絡形式：即為互聯(lián)神經網絡和分層神經網絡。但是，不管何種檢測方式，都可以參照圖2方案進行操作。

2.2 物聯(lián)網技術的普遍應用

近些年，隨著智能化技術的不斷應用，這樣對于電氣化鐵路的發(fā)展也提出了全新的要求。在電氣化鐵路中應用了智能化變電技術后，呈現(xiàn)出了一些更加先進的技術理念和技術措施，其中物聯(lián)網是最為重要的發(fā)展方向。例如，在廣泛的推廣和應用了交-直-交型電力機車后，同以前進行比較，可以說大大的提升了機車的功率因數(shù)，然而，新舊機車共存的問題還會存在于其中，很多的功率會電網中吸收，所以，還有待于進一步改善功率因素。因為牽引變壓器與牽引網的制約，這樣就會進一步的降低牽引變壓器一次側的功率因數(shù)，在降低了功率因數(shù)后，輸電網絡內部的電能損耗就會再次增加，從而將輸變電設備的供電能力與發(fā)電機組的輸出能力降低。

圖2

應用效果闡述：這種技術主要是利用全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀、紅外感應器和射頻識別等感應設備和信息傳播設備，在所約定的技術協(xié)議基礎上，將互聯(lián)網同更多的物品連接到一起，從而對信息進行通訊與交換，從而使其中的識別、認知、定位、跟蹤、管理和監(jiān)測都已智能化方式完成的一種網絡形式。有三個層次的參考體系存在于物聯(lián)網中，主要是應用層、感知層和網絡層，在進行信息處理時，主要通過網絡層來實現(xiàn)，在獲取信息的過程中，感知層在其中發(fā)揮著重要的作用，確保智能電網的框架同物聯(lián)網的三層布局可以緊密的結合起來。

其中振動、光亮、溫度、聲音、電流、電壓物理量等為變電設備的主要狀態(tài)參數(shù)。還包括氣體、油等通過化學分析獲取的相應化學成分。對于不同的電力設備而言，這些狀態(tài)參數(shù)在其中也具備各自的特征，例如，就高壓裝置來講，它的電流和電壓是設備得以工作的重點，并且，振動和溫度為設備能否合理工作的制約條件，含油裝置的氣體含量、油溫都屬于表征裝置能否科學工作的關鍵信息，采集變電裝置的工作參數(shù)。利用感應器將各種來源的信號轉變成光信號或者電信號，這樣確保信息號能夠更好的被檢測出來。感應技術為測量技術與控制技術的重要方面，也為現(xiàn)階段技術發(fā)展當中的瓶頸與難點?，F(xiàn)階段我們國家所生產的感應器，在性能與質量方面同其他國家進行比較還存在較大的差異。按照所采集到的不同信號，感應器可以分為這種幾種類型：溫度感應器、振動測量感應器、語音信號感應器、光感應器。并且，這些感應器會以移動或者固定的形式存在，進而將多方位的監(jiān)測展現(xiàn)出來。

在檢測完畢電力設備的運行狀態(tài)后，將裝置與設備的運行情況等有關信息可以實時的獲取出來，并且，分析設備的異常工作情況，分析與判斷問題的嚴重程度、發(fā)展趨勢等。將問題的早期征兆識別出來，在分析診斷結構的基礎上，在故障要出現(xiàn)前或者設備性能降到某種程度后展開維修，然后將運行管理成本降低，從而將設備運行的穩(wěn)定性提升。

3 結語

綜上所述，近年來在技術發(fā)展的推動下，為我國電氣化鐵路的發(fā)展帶來了極大的推動作用，通常會以三相接入電網的形式使電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)完成相應的運行。因為在工作中這種電網會涉及到很多的變電性內容，出現(xiàn)故障的概率也較高。所以，如何進行變電性檢修就成為了一個需要重點解決的內容。對此，文章通過下文對相關方面的內容進行了論述，從而為有關技術人員在實際工作中提供一定的理論支撐。

[1]李明華，嚴璋，劉春文，等.我國供電系統(tǒng)狀態(tài)檢修開展狀況統(tǒng)計[J].中國電力，2005，38（12）：33～36.

[2]韓曉霞，李莉，麻海燕，等.關于電力設備狀態(tài)檢修技術的研究[J].青海電力，2006，25（1）：13～16.

[3]周京華，祝天岳，曾鵬，章小衛(wèi)，藍志茂.電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及關鍵性技術[J].電氣傳動.2011（07）：634～635.

[4]武中，王志剛，宋述勇，等.電氣化鐵道牽引變電所對電力系統(tǒng)影響及治理的仿真研究[J].中國電機工程學報，2011，31（S1）：77～82.

[5]張雪原，吳廣寧，邊姍姍.一種新型牽引供電網構想[J].鐵道學報，2007，29（03）：100～106.

TM922.4

A

1004-7344（2016）13-0144-02

2016-4-20

張艷（1979-），女，漢族，青海西寧湟源人，工程師，本科，主要從事企業(yè)管理工作。