論文導(dǎo)讀：我國(guó)鐵路在2007年實(shí)施第六次大面積提速之后,有線部分地段鐵路的最高運(yùn)行速度達(dá)到了250km/h,要求電氣化鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量、可靠性以及作業(yè)安全防護(hù)都要得到保證,然而卻沒(méi)有相應(yīng)提高接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置的水平。大同煤礦集團(tuán)下的電氣化鐵路，采用了接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)的供電和接觸網(wǎng)的維護(hù)至關(guān)重要，電氣化鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置不完善與電氣化鐵路快速發(fā)展的需要是不相適應(yīng)的。目前，煤炭企業(yè)電氣化鐵路的牽引負(fù)荷在時(shí)間和空間上的分布非常不均勻，具有很強(qiáng)的沖擊性和波動(dòng)性，這使得電氣化鐵路電能質(zhì)量綜合治理非常困難。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用,推廣和應(yīng)用牽引供電搶修輔助決策系統(tǒng),該系統(tǒng)集設(shè)備運(yùn)行、技術(shù)資料、檢修、運(yùn)行環(huán)境、搶修資源管理及故障定位、快速查找、搶修過(guò)程視頻監(jiān)控、信息傳遞、搶修預(yù)案等功能于一體，方便故障搶修決策和故障原因分析處理,使得接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備水平和煤炭企業(yè)電氣化鐵路管理維護(hù)水平不斷提高。
關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè)，電氣化鐵路，管理，維護(hù)
1. 煤炭企業(yè)電氣化鐵路管理及維護(hù)存在的問(wèn)題
1.1電氣化鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置不完善
我國(guó)鐵路在2007年實(shí)施第六次大面積提速之后,有線部分地段鐵路的最高運(yùn)行速度達(dá)到了250km/h , 要求電氣化鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量、可靠性以及作業(yè)安全防護(hù)都要得到保證, 然而卻沒(méi)有相應(yīng)提高接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置的水平。落后的車梯和簡(jiǎn)單的工具、機(jī)具仍在一些區(qū)段的接觸網(wǎng)工區(qū)使用，進(jìn)行接觸網(wǎng)的檢修和搶修工作。第六次大面積提速區(qū)段線路采取了封閉措施, 但是仍然要依靠汽車和車梯等簡(jiǎn)單的工具進(jìn)行接觸網(wǎng)的搶修工作, 當(dāng)接觸網(wǎng)故障時(shí),不能使搶修人員、工具、機(jī)具快速到達(dá)搶修現(xiàn)場(chǎng), 嚴(yán)重延誤了搶修時(shí)間。免費(fèi)論文。
大同煤礦集團(tuán)下的電氣化鐵路，采用了接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)的供電和接觸網(wǎng)的維護(hù)至關(guān)重要，電氣化鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置不完善與電氣化鐵路快速發(fā)展的需要是不相適應(yīng)的。免費(fèi)論文。
1.2存在多種電能質(zhì)量問(wèn)題
1.2.1牽引負(fù)荷的波動(dòng)性和沖擊性強(qiáng)
目前，煤炭企業(yè)電氣化鐵路的牽引負(fù)荷在時(shí)間和空間上的分布非常不均勻，具有很強(qiáng)的沖擊性和波動(dòng)性，這使得電氣化鐵路電能質(zhì)量綜合治理非常困難。牽引負(fù)荷與多種因素有關(guān)，比如線路情況、牽引重量、機(jī)車類型及操縱、機(jī)車速度、運(yùn)行圖等。
我國(guó)電氣化鐵路牽引變電站的最大容量和高速客運(yùn)專線牽引變電站遠(yuǎn)期規(guī)劃容量分別達(dá)到80MVA和120MVA，而且由于電氣化鐵路建設(shè)時(shí)考慮到高達(dá)100%的過(guò)載容量，因此峰值負(fù)荷可以達(dá)到160-240MVA。這么大的集中負(fù)荷會(huì)在電網(wǎng)較薄弱的地區(qū)對(duì)該地區(qū)的供電系統(tǒng)造成巨大的沖擊，甚至導(dǎo)致電壓波動(dòng)和閃變等問(wèn)題的產(chǎn)生。
1.2.2三相嚴(yán)重不平衡
由于電力機(jī)車是單相負(fù)荷的，因此將其接入三相對(duì)稱的電網(wǎng)中將在牽引變壓器系統(tǒng)側(cè)產(chǎn)生負(fù)序電流。該負(fù)序電流幅值較大，它的大小取決于牽引變壓器的連接方式及牽引負(fù)荷。如果牽引變電站采用單相接線變壓器，其牽引負(fù)荷等于牽引負(fù)荷電流的0.144倍，牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引起的負(fù)序電流與正序電流是相等的；如果牽引變電站采用單相V/V接線變壓器，在兩個(gè)方向的牽引負(fù)荷相等的情況下，其牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引起的負(fù)序電流是正序電流的一半，在兩側(cè)牽引負(fù)荷不相等的情況下，兩側(cè)負(fù)荷電流之差的絕對(duì)值與負(fù)序電流成正比。
這樣嚴(yán)重的負(fù)序電流將在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中產(chǎn)生負(fù)序磁場(chǎng)，造成負(fù)序同步轉(zhuǎn)矩在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生，并能夠?qū)е赂郊诱饎?dòng)，同時(shí)引起電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，影響出力。電力變壓器容量利用率會(huì)由于三相不對(duì)稱負(fù)荷而下降，同時(shí)變壓器能量損耗會(huì)增加，鐵芯磁路也會(huì)發(fā)熱。此外，負(fù)序電流也會(huì)對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的負(fù)序參量啟動(dòng)原件造成一定的干擾，導(dǎo)致它們頻繁發(fā)生失誤。免費(fèi)論文。
1.2.3功率因數(shù)較低
在電力機(jī)車的不同工況下，牽引網(wǎng)電壓的變化幅度大，進(jìn)而引起牽引負(fù)荷電流相位角的變化幅度較大，從而導(dǎo)致平均功率因數(shù)偏低。在機(jī)車處于再生制動(dòng)工況的情況下，機(jī)車電流就會(huì)反饋牽引網(wǎng)，引起電流相位角滯后120°到130°；同理，在機(jī)車處于其他工況的情況下，相位角和功率因數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。
因此，大量的無(wú)功電流就會(huì)通過(guò)電力機(jī)車向電網(wǎng)注入，使得發(fā)電裝置的效率以及輸電設(shè)備的輸送能力降低，線損增加，導(dǎo)致?tīng)恳╇姳垭妷旱南陆�，威脅電氣化鐵路的煤炭運(yùn)輸安全。
2.煤炭企業(yè)電氣化鐵路管理及維護(hù)的方法
2.1提高電氣化鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備水平
2.1.1配置搶修列車
為了使大型故障的搶修更加及時(shí)有效, 在樞紐地區(qū)或大型區(qū)段站附近，應(yīng)該設(shè)置搶修基地, 做好搶修車輛的配置，配置一些搶修列車。對(duì)接觸網(wǎng)搶修列車分組，每組都包括放線車、綜合作業(yè)車、平板車和軌道吊車。其中，在80km/h以上區(qū)段, 為了和較高速度接觸網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的要求相適應(yīng)，放線車必須具有恒張力放線功能。,為了和鄰線有貨物列車也能搶修其上部接觸網(wǎng)的需要相適應(yīng)，綜合作業(yè)車必須具備全方位的作業(yè)功能。一般來(lái)說(shuō)，搶修列車的搶修半徑為200km。為了保證在作業(yè)車無(wú)法及時(shí)到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)的情況下,人員和機(jī)具能先行到達(dá)，應(yīng)該在每個(gè)接觸網(wǎng)工區(qū)配置1臺(tái)平板車、1輛電力搶險(xiǎn)工程車、2臺(tái)接觸網(wǎng)作業(yè)車。為了方便供電線等高空設(shè)備檢修和搶修，在鐵路樞紐接觸網(wǎng)工區(qū)，應(yīng)有1臺(tái)帶高空作業(yè)吊籃的高空作業(yè)車。搶修時(shí)間直接受到軌道車輛運(yùn)行速度的影響, 要配置好搶修列車，提高搶修時(shí)間。
2.1.2依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，配置好輔助搶修設(shè)備
為了和管內(nèi)接觸網(wǎng)搶修通信需要相適應(yīng),接觸網(wǎng)工區(qū)所在地不僅要配置作業(yè)用防護(hù)電話，而且應(yīng)該配置基地通信臺(tái)。搶修車輛應(yīng)該配置車載通信臺(tái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用, 推廣和應(yīng)用牽引供電搶修輔助決策系統(tǒng), 該系統(tǒng)集設(shè)備運(yùn)行、技術(shù)資料、檢修、運(yùn)行環(huán)境、搶修資源管理及故障定位、快速查找、搶修過(guò)程視頻監(jiān)控、信息傳遞、搶修預(yù)案等功能于一體，方便故障搶修決策和故障原因分析處理,使得接觸網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備水平和煤炭企業(yè)電氣化鐵路管理維護(hù)水平不斷提高。
2.2采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方案
目前，兩類動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置靜止動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）和靜止無(wú)功補(bǔ)償器（STATCOM）已在日本、法國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)的大量工程中得到實(shí)際應(yīng)用。
SVC裝置的基本原理是利用晶閘管能夠?qū)崿F(xiàn)電感的連續(xù)可調(diào)，它實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償是通過(guò)無(wú)源器件儲(chǔ)能的方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)波動(dòng)性負(fù)荷進(jìn)行快速、連續(xù)地補(bǔ)償，并可以利用無(wú)源濾波器濾除系統(tǒng)中的高次諧波。
STATCOM裝置是由大功率自關(guān)斷電力電子器件構(gòu)成的，它實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是通過(guò)將變流器經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，并對(duì)其交流側(cè)輸出電壓的相位與幅值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，或直接控制其交流側(cè)電流。相對(duì)于SVC，STATCOM具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括響應(yīng)速度高、運(yùn)行范圍大、工作效率高、諧波含量低、負(fù)荷適應(yīng)性好、占地面積小等。STATCOM具有雙向無(wú)功補(bǔ)償及相間有功轉(zhuǎn)移的能力，因此，它對(duì)負(fù)序電流和無(wú)功電流的補(bǔ)償效果更顯著，更適合用于電氣化鐵路電能質(zhì)量綜合治理領(lǐng)域。
實(shí)踐證明，基于STATCOM的牽引變電站綜合補(bǔ)償技術(shù)是解決電氣化鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題的理想途徑。
3. 結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)幾十年來(lái)我國(guó)電氣化鐵路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn), 結(jié)合大同煤礦集團(tuán)下的電氣化鐵路的實(shí)際情況，要做好煤炭企業(yè)電氣化鐵路管理及維護(hù)工作，為煤炭企業(yè)電氣化鐵路的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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