电气化铁路新型电缆供电系统可靠性研究

摘要

近年来，随着电气化铁路的飞速发展，牵引供电系统的重要性日益凸显，在这种背景下，对系统的安全性和可靠性的要求就愈显重要。在既有的牵引供电系统中，由于是采用异相供电方式，电分相环节是必然存在的，列车频繁过分相，存在动力中断，牵引力下降和以负序为主的电能质量的问题，影响安全运行。而采用新型电缆供电技术不仅可从根本上解决电分相和电能质量问题，还可带来提高供电能力、保障运输能力、提高系统可靠性等多方面效益。
　　本文对新型电缆供电方案结构原理进行了分析，阐述了该方案的优点与应用前景。为了深入了解和把握新型电缆供电系统的可靠性，对新型电缆供电系统进行可靠性分析是非常必要的。本文给出新型电缆供电系统可靠性研究的基本框架及其可靠性指标，把电气化铁路新型电缆供电划分为了以下几个层次:中心变电所层、电缆层、牵引变电所层和接触网层。
　　首先对于中心变电所层运用GO法，根据新型电缆牵引供电系统的中心变电所的两种电气主接线分别建立GO图，然后对GO图进行化简，并运用MATLAB编写GO法计算程序，对其进行定量分析和定性分析。在定性分析的基础上找出中心变电所的薄弱环节并针对这些薄弱环节提出几种改善措施，然后对改善后的系统进行可靠性分析，并与改善前的系统作对比，为新型电缆供电系统中心变电所的设计提供参考。
　　然后对电缆层、牵引变电所层和接触网层分别进行了可靠性分析。对于电缆层，分析了电缆可靠性的研究现状，对新型电缆供电系统方案建立了电缆层的可靠性模型，给出了3种备用方案，并对每种方案进行可靠性分析，得出具体的可靠性指标，通过对比选出最佳方案。对牵引变电所层建立可靠性分析模型，分析得出可靠性指标。对接触网层应用现有的可靠性参数对其进行了可靠性分析，得出可靠性参数。
　　最后在此基础上对新型电缆牵引供电系统进行了可靠性分析，并运用模糊综合评判理论对系统进行可靠性分配，把系统的可靠性指标合理地分配到组成该系统的各个子系统中去，从而对系统的可靠性进行了改进和优化。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 新型电缆牵引供电系统结构及可靠性

2．1 既有牵引供电系统结构及其特点

2．1．1 既有牵引供电系统结构

2．1．2 既有牵引供电系统存在的问题

2．2 电气化铁路新型电缆牵引供电系统结构

2．2．1 中心变电所结构

2．2．2 沿线电力电缆敷设

2．2．3 沿线牵引变电所和牵引网结构

2．2．4 电缆末端电压补偿

2．3 牵引供电系统可靠性分析方法

2．4 新型电缆牵引供电系统可靠性分析指标

2．5 本章小结

第3章 新型电缆供电系统中心变电所主接线可靠性分析

3．1 可维修系统可靠性GO法分析

3．1．1 相关操作符的计算公式

3．1．2 可维修系统的GO法停工相关性分析

3．1．3 共有信号的精确处理

3．1．4 等效故障率和故障重要度

3．2 新型电缆牵引供电系统中心变电所主接线可靠性GO法分析

3．2．1 第一种中心变电所主接线可靠性分析

3．2．2 第二种中心变电所主接线可靠性分析

3．3 中心变电所可靠性提高措施

3．4 本章小结

第4章 新型电缆牵引供电系统可靠性分析

4．1 新型电缆牵引供电系统电缆可靠性分析

4．1．1 影响电缆可靠性因素

4．1．2 新型电缆牵引供电系统电缆可靠性实例计算

4．2 新型电缆牵引供电系统牵引变电所和接触网可靠性分析

4．2．1 沿线牵引变电所可靠性分析

4．2．2 接触网可靠性分析

4．3 系统可靠性的分析

4．4 新型电缆牵引供电系统可靠性提高措施

4．5 本章小结

第5章 新型电缆牵引供电系统可靠性分配

5．1 可靠性分配的目的

5．2 可靠性分配的原则

5．3 可靠性分配方法

5．4 利用模糊综合评判对新型电缆牵引供电系统可靠性进行分配

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果