城市轨道交通供电系统电力技术探讨

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摘要：一个城市的轨道交通能否可以正常、顺利地运行，关键在于城市轨道交通的供电系统是否具备稳定性以及可靠性，对此，本文对城市轨道交通供电系统的一些组成及各项技术应用于地铁中作出详细的介绍，并且有效分析供电系统中的电力技术，根据分析的问题给出相应的解决方式，并阐述了故障检测与健康管理。

关键词：城市轨道交通；供电系统；大数据；技术

一个城市的交通是否可以正常地运行，关键在于其供电系统，因为这一系统保证了电能的供应以及传输功能的实现，因此整个轨道交通运行的质量以及效率才可以得到保障。随着城市的不断发展，轨道交通网络也逐渐地发达，并且运行的线路也在不断地增加，这对供电系统的可靠性提出了更高的要求，因此，对于供电系统的结构及电力技术的分析是非常有意义且可以带来现实价值的。

1研究背景

直流制以及交流制是城市轨道交通牵引供电系统的供电制式的两种不同的形式，但是，随着社会的不断发展、科学的进步，对这两种模式也逐渐研究出相结合的模式，命名为双制式的供电系统，并且对于每个环节的数据采集以及健康系统的设定也逐渐地进行落实，主要功能是可以对于回路电压电流或者是某个故障存在跳闸的现象进行监视，对于开关的遥控合分进行测试，但是，在研究的过程中也会出现一定的问题，致使导体的连接质量以及是否存在绝缘损坏等问题无法感知检测。由于城市轨道交通的供电系统是由人工进行定期的巡检，导致重要的工作环节的工作效率难以有效地提高，并且存在一些巡检人员自身的业务水平本就不高导致其巡检的质量也无法得到保证，因此，对于供电系统的运行的优化以及调整一定要高度的重视，避免由于人工巡检的质量低下导致供电系统无法正常运行。随着大数据技术的有效提高，在城市轨道交通供电系统中也大量地应用大数据技术，有效地提高了智能运维的工作效率，因此，这项突破也需要得到更多相关单位的重视，从而来保证这种技术可以更好地应用在供电系统的运行过程中，不但要实现其高效的运行还要将供电系统在运行的过程中存在的问题有效地解决。综上，对于大数据技术的应用，实现供电系统的优化过程是十分重要的，所以对于大数据技术的应用是否可以提高健康管理以及故障检测效果至关重要。

2城市轨道交通交流牵引供电系统概述

牵引电机是列车在运行过程中的主要动力来源，这种电机通常分为两种，主要是直流牵引电机以及交流牵引电机，在列车实际运行的过程中，对于交流牵引电机的使用数量是最多的，因为这一牵引电机的功率的承受能力远远大于直流牵引电机，因为直流牵引电机存在换向环等机械机构，但是，交流牵引电机不存在机械结构，因此，其可以在较高的转速情况下稳定地工作，所以在轨道交通列车中用交流牵引电机逐渐地取代了直流电机。单向链接是交流牵引供电系统的主要链接方式，有两台变压器为其工作，双绕组单相变压是其变压方式，它的结构从外部来看，像一个开口的三角形，电网的两端存在高低电压，接地的一端为低压，电网的接入端为高压，母线负责链接其他的端口，因为终端供电需要进行降压，因此，加设了降压系统，但是由于列车需要照明，在需要照明的地方加了偏高一点的电压，建立了增压系统，使得电器可以正常地运行。

3大数据技术

3.1大数据技术的主要应用

从某种程度上说，数据的有效分析离不开大数据，但是大数据又来源于各种各样的数据，在这些数据中，可以获得存在价值的信息。它是这个高科技时代的产物，具有强大的数据处理能力，使得各项数据的有效处理得到保证。并且可以将大数据在供电系统平台合理地应用起来，将数据的采集、储存以及处理等各个环节充分地发挥出来，并且可以通过日志的形式将大量的数据进行有效的展示、传输以及筛选等功能的实现。同时，大数据技术的应用在城市轨道交通供电系统可以预测能源消费的发展趋势，掌握能源消耗的城市轨道交通的发展规律，以便它可以根据实际情况，改进和建立有针对性的节能措施，降低城市轨道交通的能源消耗。此外，通过对供电系统运行中存在的隐患和故障进行大数据分析，可以了解隐患和故障的相似性和关键因素，有针对性地消除隐患，预防故障。城市轨道交通运营高峰和低谷两次，每次都存在一定的差异，所以为了确保安全稳定运行，必须掌握城市轨道交通供电系统，通过数据可以及时地掌握电源的供电系统和相关的各种参数,全面提高电力供应的质量。

3.2故障预测与健康管理

针对正在建设或者计划未来建设的城市轨道交通新路线，在建设之前，进行详细的电能质量评估是非常有必要的，尤其对于其中的重要参数，要在评估后进行准确的记录，进而为后续进行供电系统设计提供良好的数据支持和理论基础。而在预测算法上，一般会采用ARIMA时间序列算法对电能质量中的有功功率进行评估，并且根据所得数据与所采集的电能质量稳定指标建立一个算法模型，进而进行更加精准的预测。此外，在城市轨道交通供电系统的实际运行过程中，也会存在不同因素造成的问题，这些问题一旦得不到重视，最终会导致故障的发生，一旦出现故障必然会导致城市轨道的正常供电受到影响。因此，为使存在的问题得到有效地解决，对故障的预测以及健康管理的工作要不断地落实，保证每个环节的工作得到有效的优化，并且对于遇到的问题要进行全面的分析，对故障的预测以及健康管理工作认真地落实，保证每个工作环节切实得到优化。这就需要计划长期的监测方案，不但要对电压、电流、温度、湿度等关键的数据进行监测，还要根据实际的情况进行寿命模型的建立，牢牢地掌握其使用的寿命，对于老化问题的出现，要及时地进行零件的更换以及维护，避免由于这一问题的出现，导致城市轨道交通的安全稳定运行受到影响。（1）充分利用大数据对城市轨道交通系统的分析情况，并优化采集方案，合理地将城市轨道交通供电系统的各类数据进行采集、传输，储存到数据库中，为后期各类数据分析做好准备。而且新技术的应用如智能传感器的应用，能够进一步保障数据采集的准确性，使得故障预测与健康管理质量得到全面提升。（2）在进行状体监控这一环节展开工作的过程中，首先，要根据城市轨道交通的供电系统进行相关供电方案的合理选择，并且制定出具有针对性的供电状态的监控系统，充分地利用智能传感器技术对电流、电压以及温度等进行实时的数据监控，及时高效地把握住供电系统的运行状态，对于管理工作的顺利开展有着非常重要的意义。（3）各大城市发展速度飞快，城市面积不断扩张，城市人口也不断增加，也就给城市交通带来了巨大的压力，提供一个更加便捷并且更加快速的交通方式就成为一个迫在眉睫的任务，因此，预测并管理好这些故障是非常重要的。（4）进行决策辅助一定要根据故障的相关语境信息以及健康的状态进行数据信息情况的评估，还要依照现实情况制定出供电系统运行维修的关键点，这是高效开展管理工作的主要方法，对于经常发生故障的区域，不但要进行故障的维修工作，还要做好事故发生之前的预防工作，以此检测维护的效率得到有效的提高。（5）在短时间尺度上进行故障预测与快速诊断、在中时间尺度上进行健康评估与剩余寿命预测、在长时间尺度上进行系统可靠性评估与风险评估，并根据健康状态制定系统的状态维修策略，保障轨道交通系统的安全可靠、经济高效运行。本成果国际领先。本成果适用于新一代信息技术、轨道交通和节能环保领域。

4结语

综上所述，在城市化不断发展的前提下，对各行各业都提出了更高的要求，作为城市轨道交通的重要组成部分之一的供电系统，一定要加强其稳定性，对新技术的融入要不断地加强，对各个环节要高度重视监控并做好分析工作，保证系统可以安全有效地运行，为人们的出行提供安全可靠的保证。

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作者：王金永 单位：科华恒盛股份有限公司