何闯
中国铁路上海局集团有限公司徐州供电段 江苏省徐州市 221003
摘要：随着快速铁路网的建成通车，铁路线路更加复杂，行车速度大幅提高，对铁路电气化系统提出了更高的要求。此外，铁路电气化系统自身结构十分复杂，包含很多电气设备，一旦发生事故，所波及的范围很大并会造成重大损失。因此，研究铁路的供电系统可靠性，确保铁路的正常运行具有十分重要的意义。
关键词：铁路配电系统;可靠性分析
引言
在实际的铁路电力配电系统运转过程中，常常有不可控的事件发生，造成铁路配电系统的运行中断。同时，也存在诸多因素，使铁路电力系统出现故障，造成铁路部门断电。所以，铁路部门需要进一步提高电力配电系统的可靠性，完善铁路配电系统。
1铁路电力配电系统
铁路供电系统分为两部分:电力供电和牵引供电，前者为调度指挥、通信信号和旅客服务等业务提供必要的电力保障;而后者为电气化铁路的机车提供必要的电能。
目前，我国铁路电力供电线路一般由沿铁路全线设置一条一级负荷电力贯通线和一条综合电力贯通线构成，通常采用10kV电力贯通线，大约每隔50～70km设置一个配电所或开闭所，沿线与行车有关的通信、信号、综调系统等由一级负荷电力贯通线主供，综合电力贯通线备供。
铁路电力配电系统由于其应用的特殊性，有其自身特点:(1)电压等级低，铁路供电系统中大部分采用10kV配电所和35kV变电所，且铁路变、配电所的结构功能、配置基本相同;(2)供电半径较长，铁路电力配电系统的供电半径通常在50～70km之内;(3)供电可靠性要求高，需要确保配电系统的供电可靠性，以便配合铁路的正常运行。
2铁路电力配电系统出现故障的因素
2.1雷击和酸雨
一般情况下，铁路的供电系统大部分位于室外，而且很多配电系统安装在人烟稀少的地方，加之没有十分坚固的防御系统，配电系统容易受到自然灾害的袭击。基于配电系统的特殊性，不仅在雷雨天易遭受雷电的攻击，在我国的某些地区，铁路配电系统还容易遭到酸雨的腐蚀。同时，就我国铁路配电系统发展现状来看，很多配电系统的防雷工艺没有安装到位，不仅增加了铁路配电系统遭受雷电的风险，更不利于铁路配电系统整体的发展。因此，虽然铁路配电系统遭受自然灾害的事件无法避免，但必须要做好防范措施，以巩固铁路配电系统的安全性。
2.2设备因素
作为铁路供电系统的重要组成部分，铁路电力配电系统主要包括变压器、贯通线路、断路器、电流互感器、熔断器等设备。这些电力设备的生产质量，服役年龄，检修状况等都会影响配电系统正常的运行。例如针对变压器，刚刚开始运行工作，由于设备制造初始缺陷、加工工艺等问题，因此故障率较高，但是随着时间的增长，经过较短的磨合期，故障率逐渐降低，经过磨合期后，设备开始正常平稳运行，但是随着时间的推移，长时间使用，构件疲劳老化，使得变压器的故障率再次升高。
2.3管理因素
铁路电力配电系统包含各种电力设备和线路，在运行过程中，由于人为因素造成的配电系统故障，可以归纳为管理不善。例如在日常巡视检查工作中，并未及时发现电力设备中的各类故障以及事故隐患问题，例如设备发出异常的响声，室内有异味出现，部分仪表显示异常，断路器的指示灯显示异常，室内存在积水等等，未能及时消除电力设备的安全隐患，从而造成了系统故障。
3铁路电力配电系统可靠性发展策略
3.1加强技术管理
在实际的铁路电力现场施工过程中，必须配备专业的技术人员，对配电系统进行安全检查和实时防护，确保施工正常进行。同时，在出现安全故障问题之后，技术人员要及时抢修，保障施工系统正常运转。
铁路电力的正常运行是顺利施工的前提，配电系统必须不间断地运转才能确保整个铁路部门的工作绩效。
加强技术管理，不仅要加强技术人员的工作能力和工作效率，更要提高他们对电力施工的认知能力，才能充分利用好新方法、新技术，将配电系统不断进行改造升级。加强人员技术管理可以分成三步走：
（1）统一培训，增强技术人员的工作能力。铁路电力部门应对全体施工人员进行专业培训，巩固对配电系统的认知和工作中的注意事项，让他们掌握更先进、更前沿的技术手段。例如，铁路部门可以对配电系统的工作人员定期进行考核，并设立一定的奖惩机制，通过对全体配电技术人员的等级划分，选拔出更优秀的人才，促进施工系统的加速运转。
（2）合理设置奖惩机制。在设立奖惩机制的过程中，要根据铁路部门的实际情况进行有步骤的制定，既能让全体配电人员易于接受，又能让实际的奖惩制度发挥最大的效用。同时，可通过工作绩效挂钩晋升条件，激励铁路配电人员的工作积极性。
3.2状态空间法
状态空间法以马尔可夫过程为理论基础。马尔科夫过程表示一个过程在时刻所处的状态为已知的条件下，过程在时刻所处状态的条件分布于过程在时刻之前所处的状态无关的特性，即状态的转移概率与系统之前的历史无关。
应用状态空间法进行铁路电力配电系统可靠性分析时，首先，应用马尔可夫链建立铁路电力设备的模型，并确定各个设备可能的状态，以及状态之间的转换过程和转换概率;对系统的状态进行分析，确定系统在监测过程中的状态;随后，对发生故障进行判断，从而确定在预测的时间内，故障发生概率最大的系统状态，该状态即作为评估状态;最后，所遴选出的系统状态作为概率指标，对系统运行中有可能发生的故障进行预报，或者提出相应的改善措施。
状态空间法可以解决的范围很广，且便于计算机编程计算。但是建立模型相当复杂，由于原件只有两种工作状态，通常情况下，原件的修复时间必须服从指数分布，当系统包含了多个元件时，计算量将成倍增长，且由于近似计算，往往会造成计算精度相对较低。且采用状态空间法进行计算时，要求系统设备的故障是独立的，故该方法具有一定的局限性。
3.3加强安全管理
安全问题一直是铁路电力部门的重中之重。首先，配电技术人员必须要对日常的工作进行严格的安全审查，确保配电的准确无误。另外，配电技术人员还要定期检查配电设备，有效查找安全隐患，切实弥补安全漏洞。其次，安全管理小组在设立之后，对各类技术人员进行安全培训，提高相关技术人员的安全意识。安全问题关乎铁路部门的整体发展，要在平时采取有效措施预防安全故障问题的发生，针对安全问题进行严格的督查和惩治，确保电力配电系统的顺利运转。
3.4引进自动配电技术
自动配电系统可以严格检查配电过程，一旦发现安全隐患，该系统就会自动断电，确保铁路部门的安全。此外，自动配电技术还有母线断线报警保护、自动闭锁、自动减压等功能特性，但在自动配电系统实际的运行过程中，还需要人力监督的支持，确保自动配电系统的合理运行。
实际上，在自动化配电系统的运行过程中，自动化系统在某些方面还存在缺陷。在发展过程中，必须要以完善自动化配电系统为根本目的，确保铁路部门绝对的安全。
结语
在电力施工过程中，不仅要保障用电安全问题，还要有效预防和避免安全事故的发生。随着人工智能时代的到来，铁路配电系统应该引进新技术，以实现铁路电力部门的智能化。虽然铁路电力建设中还存在诸多问题，但只要通过规范的手段和科学的方法，就能最大程度地降低安全事故的发生。
参考文献
［1］郭永基．电力系统可靠性分析［M］．北京:清华大学出版社，2003.
［2］侯晓娜．铁路配电系统的可靠性评估研究［D］．武汉:华中科技大学，2008.
［3］丁伟．基于最小割集的铁路电力供电系统可靠性评估[J]．现代商贸工业，2012（17）：190-191.