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摘要：近些年来，我国铁路建设日益进步和发展，对于铁路电气化系统的要求越来越高，必须保障配电系统的安全可靠。基于此，本文先是研究了铁路电力配电系统，然后研究了影响系统可靠性的因素，最后提出了判断配电系统可靠性的方法。
关键词：铁路电力；配电系统；可靠性
引言：随着我国铁路网的完善，配电系统可靠性逐渐成为业内主要研究的课题，以期能够保证可靠性水平达到期望值，让铁路得到安全运行。因此，需要了解影响系统可靠性的因素，掌握判断方法，让系统可靠性得到保障。
一、铁路电力配电系统
系统主要由两部分构成，分别是电力供电部分和牵引供电部分，前者是给调度、信号以及服务等业务进行供电，后者则是为铁路电气化提供电能支持。目前我国的铁路供电使用沿线路设置电力贯通线的方式，电力贯通线一般设置一级负荷和综合两条。一般情况下，使用10kV贯通线，每间隔50km到70km都会设置一个开闭所或者配电所，一级负荷贯通线主要提供行车通信、调度和信号，另外的综合贯通线做备用供电。配电系统的电压等级比较低，供电距离也比较长，对于供电可靠性有着较高要求。因此需要让系统可靠性得到保障，才能维持铁路的稳定运行。
二、影响系统可靠性的因素
（一）自然环境因素
配电系统中一部分设备直接和外界环境接触，由于外界环境的影响，让配电系统可靠性受到影响。例如：铁路线路的铺设需要跨越广泛的地域。在很多地区都存在气候上的差异，电力贯通线也必然受到外界环境的影响，从而影响到系统的可靠性。另外，外界环境的雷电、火灾、暴雪等天气都会影响到电力贯通线，让贯通线受到破坏，让配电系统受到影响。
（二）设备因素
在电力配电系统中，包含变压器设备、电流互感器设备、断路器设备、熔断器设备以及贯通线路等，这些设备都是供电系统十分重要的构成部分。设备的检修、质量以及使用年限都在一定程度上影响到系统的运行。例如：变压器在开始运行的时候，设备制造存在缺陷，设备的故障率比较高，但是随着时间的推移，设备经过了磨合期，设备故障率将会逐渐降低。在磨合期之后，设备逐渐开始稳定运行。再经过一段时间的使用，设备构件开始出现老化故障，变压器设备的故障率又再一次升高。
（三）管理因素
配电系统中含有各种线路和设备，在系统运行的时候，人为因素引发配电系统的故障，属于管理不善的原因。例如：在巡视检查系统的过程中，工作人员未及时发现系统故障以及隐患。例如：系统出现异常声响，室内出现异味，或者指示灯显示异常，这些异常状况未得到工作人员的重视，安全隐患未得到及时的消除，影响到系统可靠性。
三、判断铁路电力配电系统可靠性的方法
（一）状态空间法
目前最常使用的判断方法就是解析法和模拟法。解析法包含网络法和状态空间法，解析法需要根据配电系统的类型，在掌握具体参数和可靠性评估指标，建立可靠性研究模型，通过模型能够得到计算结果，从而得到判断结果。使用解析法的优势在于使用清晰的物理概念，使用模型得到的结果精度更高，更能得出准确的结果。状态分析法作为解析法的一种，其理论基础是马尔科夫过程，在已知条件下，过程在某一时刻的特性和时刻之前状态无关系，也就是状态改变概率和系统历史没有关系。在进行可靠性分析的时候，首先要建立电力设备模型，了解到设备运行中存在哪些状态，了解不同状态之间发生转换的过程以及概率，从而分析系统状态，了解系统监测状态。
然后需要实施故障判断，在一定时间内确定故障率最大的系统状态，这个状态也就是评估状态。最后将选出来的系统状态当做是概率指标，在运行中一旦出现故障能够进行及时的预报，并且进行完善。这种方法能够处理的范围比较广，同时能够利用计算机计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这个方法中最难的部分就是建立模型，原件由于只有两种运行状态，修复时间呈现指数分布。例如：系统若包含多个元件，需要进行大量的计算，近似计算也会造成结果的精度降低。在使用这种方法的时候，需要设备故障独立存在，这也限制了这种方法的使用范围。
（二）网络法
网络法主要是指故障树分析法和后果分析法。
1.故障树分析法
故障树分析法，这种方法就是将系统故障状态作为顶端，将目标设定为最不希望出现的状态，将故障状态当做事件形成故障树，根据发生概率建立逻辑关系图。这种分析方法的优势在于简单，适合用在小规模的系统中。若使用在大规模系统中，故障树结构将会十分复杂，要花费大量精力在数据计算上，也不能及时修复系统元件。
2.故障模式分析
故障模式后果分析，也就是对系统元件的状态进行查找，了解全部系统状态，根据可靠性指标对状态展开检验，最终确定故障状态下元件的组合模式。这种方法的优势在于具有清晰的思路，简单的原理，能够被广泛应用在电力配电系统上。例如：使用这种方法对复杂配电系统进行可靠性分析，由于元件数量种类都比较多，为了能够简化计算，先使用最小割集法、最小路以及等值网络法对模型展开处理。等效作为辐射状网络，要建立配电系统的模型。一般情况下，配电系统可以分成良好状态和故障状态，评估故障的准则为连续性。也就是说系统连续性受到破坏，可以认定为故障状态。根据评判指标进行状态检验，收集系统各种故障模式，了解其影响后果，来确定可靠性的指标。
（三）蒙特卡罗法
蒙特卡罗法作为模拟法的一种，是一种近似计算的方法，需要雷击一定数量的样本，才能对状态进行估计，得到结果之后进行统计计算。这种罗模拟法就是使用数值计算对系统过程进行模拟，这种模拟法首先需要将系统划分成多个元素，通过概率的分布能够对元素特性进行预测，将这些特性组合在一起，进行系统可靠性的确定。作为统计试验的方法，得到的结果更加直观，技术人员很容易理解。使用这种方法还能及时发现技术人员无法预测的故事。另外，这种方法采样的次数和系统规模并没有关系，适合使用在复杂的电力系统中，能够让实际运行控制得到良好的处理。这种方法具有很强的应用性，能够获得高精度的计算结果，但是计算过程要对多个元素组合，需要较长的计算时间。例如：在铁路电力配电系统中，系统元件故障概率需要通过统计来获得，但是若统计数据不够充分，可能会造成可靠性分析的结果存在偏差。因此要保证可靠性分析的结果，必须要注意对元件故障率的统计，保证结果的准确度。
结论：综上所述，本文先是对铁路电力配电系统特点进行了分析，影响到系统可靠性的因素主要包括自然环境因素、设备因素以及管理因素。要想保障系统可靠性，掌握判断配电系统可靠性的方法尤为重要，目前最常使用的判断方法就是解析法和模拟法，其中状态空间法能够获得更加准确的结果，但是建立模型比较困难；故障树分析法适合使用在在小规模的系统中；故障模式分析具有清晰的思路，得到广泛应用；蒙特卡罗法更加适合使用在复杂的电力系统中。
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论文作者:彭兴强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/2
标签：系统论文; 可靠性论文; 状态论文; 故障论文; 设备论文; 铁路论文; 电力论文; 《电力设备》2018年第20期论文;