客运专线论文:客运专线牵引供电系统可靠性分析与评估
客运专线论文:客运专线牵引供电系统牢靠性分析与评估 【中文摘要】新形势下,我国高速客运专线正处于日新月异的跨越式发展阶段,到2020年将达到1.6万公里。牵引供电系统(TPS)作为高速客运专线的重要子系统,为动车组的持续运行供应动力来源,所以牵引供电系统的牢靠干脆关系到铁路运输的稳定与平安。牵引供电系统牢靠性探讨能够为铁路运营决策、修理安排的制定供应重要的理论依据,进而能够为铁路的平安运营、稳定运输保驾护航。鉴于牵引供电系统牢靠性探讨的重要意义,重点围绕牵引供电系统的结构组成、修理因素、继电爱护及软件开发四个主题绽开关联探讨,致力于发觉修理和爱护与牵引供电系统牢靠性的定量关系,以提高牵引供电系统的牢靠性,更好地为客运专线服务。系统阐述了牵引供电系统牢靠性的探讨意义、探讨现状,从现有文献中找寻了相关探讨的重要切入点:考虑修理和考虑爱护的牵引供电系统牢靠性探讨。针对牵引供电系统的结构特点,将3F技术(即综合故障模式及后果分析(FMEA)、故障树分析(FTA)和故障报告、分析及订正措施系统(FRACAS)等三项技术)引入到牵引供电系统的牢靠性探讨中,分别进行了TPSFMEA、TPSFTA、TPSFRACAS等三项工作,论述了牵引供电系统3F(3TPSF)技术的综合应用。3TPSF技术是一个相互作用的有机组合,可以理顺故障事务的前因后果,有效地积累系统的牢靠性数据,防止类似事务的再现,不失为一种探讨牵引供电系统牢靠性的好用方法。修理是影响牵引供电系统牢靠性的重要因素之一,为说明修理对牵引供电系统牢靠性的定量影响,选定以牵引变电所电气主接线为探讨对象。首先,针对基本串并联系统的牢靠性,具体阐述了其理论分析过程及特征结果;然后,在基本系统分析的基础上,建立了牵引变电所电气主接线的不行修理和可修理牢靠性模型,给出了两种模型的平均无故障工作时间(MTTF)和平均首次故障前工作时间(MTTFF)的计算策略;最终,通过对比分析不行修理与可修理两种模型的MTTF和MTTFF的计算结果以及三种电气主接线的计算结果,得出如下结论:可修理模型的MTTFF值始终大于可修理模型的MTTF值,可修理模型的MTTFF值始终大于不行修理模型的MTTFF值,可修理模型的MTTF值与不行修理模型的MTTF值的比较则取决于部件修理率的大小。这些结论对牵引供电系统的牢靠性规划、设计以及修理策略和标准的制定都有指导意义。继电爱护系统作为牵引供电系统平安运行的第一道防线,而且如今高速客运专线的继电爱护都采纳多功能数字爱护装置。为说明继电爱护系统与牵引供电系统的内在联系,以数字爱护的基本功能为动身点,考虑了爱护系统故障的四种起因:硬件、软件、协助设备和人为失误,在此基础上建立了爱护系统/牵引供电系统部件牢靠性模型,另外,还考虑了对系统起重要影响的检测和修理过程中的人为失误、定期检修效率、自检的不同牢靠性水平、近后备爱护误动和断路器失效,并区分了定检和自检分别在检测拒动和误动两种故障模式时的不同。通过算例定量分析了硬、软件故障如何影响系统牢靠性,定检周期、自检周期对系统牢靠性的影响,计算了保持系统最大正常工作概率的条件下的最佳定检周期和自检周期。所建立的模型能验证多种问题与系统牢靠性的关系,满意了多种因素的分析须要。为了更便利、更快捷地进行牵引供电系统的牢靠性分析,以现有文献应用成熟的FMEA和FTA为理论依据,研制了一套“客运专线牵引供电系统牢靠性评估和数据管理平台”,可以实现牵引供电系统的FTA的建树分析和FMEA的建表分析以及对相关设备的牢靠性数据进行有效的管理。 【英文摘要】Under the new situation, high-speed dedicated passenger line (DPL) is being quickly changing during a leap in the development stage, which will reach 16,000 km until 2012. Traction power supply system (TPS) is part and parcel of DPL, which can provide electric energy for motor train-sets. So, the reliability of traction power supply system can guarantee DPL’s safe operation and steady transportation and provide DPL with accurate theoretical foundation that is necessary to make operating decisions and maintenance strategies, which is directly related to railway transportation dependability and safety. Due to the importance of traction power supply system reliability research, this paper concentrates on structure and elements, maintenance,relay and software development of TPS, in order to find the quantitative relationship between maintenance,relay and TPS, to improve TPS reliability, to serve DPL better.Significance and situation of TPS reliability research has been stated. From existing references two important points of penetration—TPS reliability analysis considering maintenance and relay.In allusion to structural features of TPS,3F(namely synthesis of Failure Modes and Effects Ananlysis(FMEA),Fault Tree Ananlysis(FTA),Failure Reporting, Analysis & Corrective Action System (FRACAS) )technique has been introduced for analyzing TPS reliability, FMEA tables, FT models,FRACAS of TPS have been created,synthesis applicat