地铁供电系统可靠性及安全性分析

地铁供电系统可靠性及安全性分析

冯肖飞

深圳市地铁集团有限公司运营总部

摘要：地铁供电可靠性及安全性对于轨道车辆安全运营有着重要关系。地铁供电作为地铁运行的基础，随着近几年来地铁事故的频繁发生，更加要注重供电系统的稳定安全性，才能有效对地铁运营安全起到保障性作用。本文主要根据多年工作实践，对地铁供电系统可靠性、安全性进行分析。

关键词：地铁供电；可靠性；安全性

一、地铁供电系统的组成部分

（一）地铁电源

城市是电力系统电源并不是地铁专用电源，而是接入地铁后，由地铁进行调节分配输送电。当然，这个需要城市电网设计实现正常供电。

（二）地铁主变电所与牵引供电系统

能够在主变电所进行操作的具体工作是对原始电压进行降压处理，变电所接收到的城市电网电源的电压为110kV，远远高于正常使用电压；那为什么还要有牵引供电系统呢？因为刚刚在主变电所处理完的电压，想要直接使用还是不可以的，虽然在主变电已经做过降压处理，但还是远远不够的，主变所处理过的电压还是高过地铁的正常使用范围，还需要牵引供电系统再一次进行变压，而且还要将电进行直流化处理。

（三）动力照明供电处理系统的作用

有一些操作还需要在动力照明供电系统中完成的，比如广播设备、显示设备、还有灯光照明设施等等问题，因为在地铁使用过程中像以上一些设备等所需要的电压是380v或者220v交流电，经过牵引供电系统处理完的电压仍然很高，一般都是750v或者1500v的直流电，根本就不符合上面说设备的用电要求。变流、变压的过程就是在动力照明供电系统中操作完成的。

（四）一些散杂电流腐蚀的防护系统

电流腐蚀的防护系统，又起到了哪些相应的作用呢？我们一起来看一下，在以上部分还有降压、电流转换的操作处理中，随之会产生一些散杂的电流，而这些散杂的电流腐蚀效果很强，它会对地铁建筑中的一些金属管道、钢筋等等设备进行相应程度上的腐蚀，这时候就需要对这些散杂电流进行统一系统的的监护，并且还要选取相应的防护手段，这些工序就需要在杂散电流腐蚀防护系统中来操作完成。

（五）电力的监控系统

地铁的供电系统里的设备及其繁多，而且操作步骤又相当复杂，但同时又都非常重要，还需要对系统进行严格的监控，对待每一操作环节谨慎作业的时候，需要施行实时监控，这时候也就需要电力监控系统对每一个环节和步骤进行远程信息的收集和管理了。

二、地铁供电系统可靠性和安全性分析的重要性

地铁作为一种高密度、客流量大的交通运输方式，对供电系统的稳定性具有极高的要求。地铁的供电系统必须尽量保证有效性，一旦发生供电故障或事故，会对社会产生巨大的影响。轻微的供电故障会影响地铁的运行效率，给人们的出行带来不便，会产生一定的经济损失。严重时将导致运营中断，给城市的交通带来巨大的压力，更会造成巨大的经济损失，甚至造成公共秩序混乱，对社会稳定造成不利的影响。保证地铁供电系统的安全性和可靠性，有利于维持地铁的正常运行，对地铁交通具有重要的意义。因此，要不断加强对地铁供电系统的可靠性和安全性的研究力度，进行全面、深入地分析，寻找供电系统易产生故障的环节，并制定相应的解决措施提高供电系统的可靠性和安全性。只有有效提供电系统的安全性和可靠性，才能将地铁供电故障的发生率降到最低。降低地铁的供电故障发生概率，是对乘客人身安全和财产安全负责的表现，保障了地铁交通的运行效率，节约了地铁的运行成本。

三、地铁供电系统安全性和可靠性的影响因素

影响地铁供电系统安全性和可靠性主要有以下几个因素：（1）由于地铁的供电系统是通过供电设备组成的，一旦供电设备老化，就会给供电系统带来安全隐患。供电设备使用越久的时间，供电系统发生故障的概率就越高。供电设备的老化程度决定了系统的运行是否安全可靠。因此，我们应该对设备的使用程度定期进行检查，并制作牵引供电系统设备的故障模式后果分析表，包含问题的解决方法及设备老化失效后会产生的问题，可以对故障进行预防和预测。分析完成后，应根据最终结果注意供电系统安全性最差、可靠性最弱的环节，尽可能地降低设备发生故障的概率，减少对地铁运行的影响。（2）地铁的供电安全没有统一的体系，管理时存在不足。提高供电系统安全性和可靠性，可以建立安全评估体系作为基础，应用安全性和可靠性的评估方法，对供电系统全面分析的方法。这种方法将设备管理、人员管理和组织管理等安全因素作为管理基础，可有效提高工作人员对设备、人员的管理强度。对系统进行全方位的安全性和可靠性的评估，不仅能降低地铁的维护费用，还能大大提高地铁的服务水平。（3）制定科学的维修计划，可以大大减少维修预算。地铁的供电系统每年需要大量人力、物力进行维护、维修，提高了地铁的运行成本。降低维护频率虽然可以减少维护费用，但会提高故障的发生率，一旦发生事故，经济损失将远远高出维修费用。因此必须对安全性和可靠性进行细致的分析，制定合理的维修规划。

四、地铁供电系统可靠性与安全性的分析

（一）地铁供电系统可靠性的分析方法

对地铁供电系统的可靠性进行分析，可以采用可靠框图法、故障树分析法和故障模式后果法。通过可靠框图法进行分析主要依靠地铁供电系统中的相关关系，使用结构模型的可靠性框图表示系统结构，通过得到的框图进行分析，是供电系统最基础的分析方式，能在大部分系统中得以应用。常用的可靠性框图有并联和串联结构。并联结构一般在所有单元都发生故障时，才会引起故障的发生，其可靠度的公式为：Rs(t)=1-[1-R1(t)]×[1-R2(t)]…×[1-Rn(t)]，其中，Rs(t)为系统的可靠度；Ri(t)为各部分自身的可靠度，i=1，2,3，…，n。

串联结构中，任何一个单元发生故障，都会引发系统故障，可靠度公式为：Rs(t)=1-R1(t)×R2(t)…×Rn(t)，其中，Rs(t)为系统的可靠度；Ri(t)为各部分自身的可靠度，i=1，2,3，…，n。

（二）地铁供电系统安全性的分析方法

最常用的安全性分析方法是,综合评判法，是对多种影响因素进行整体评价的方法。其构建因素是指影响因素的集合，通常用U表示，U={u1，u2，u3，…，un}。其中每一个单元都是影响因素。构建评价集选择如下：V={v1，v2，v3，v4，v5}。其中，v1为绝对安全，v2为很安全，v3为安全，v4为比较安全，v5为不安全。

权重可以采用敏感性分析进行拟合，或历史数据以及专家评判等方式。因素矩阵是分析法中的重要一环，因素判断矩阵的隶属，可以采用贴近度或数理统计的方式进行确定。

五、结束语

综上所述，随着地铁在我国各个城市的应用和推广，其为推动我国的城市化进程发展奠定了良好的基础。该研究在对地铁供电系统进行研究时，发现目前其会由于受到多种因素的影响而出现安全性、可靠性降低的现象，严重影响了地铁的稳定运行。因此，通过故障树分析法、可靠性框图法等方法，可以有效实现对地铁供电系统可靠性和安全性的分析，使其可以为地铁的运行提供稳定的供电保障，减少我国地铁安全事故的发生，为提高人们日常出行的安全性提供了有效的理论支持。

参考文献

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