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電力電子與電力傳動技術(shù)在發(fā)展過程中伴隨著傳輸功率的交流傳動，本文回顧了電力牽引傳動控制技術(shù)歷史并揭示了這些技術(shù)的密切關(guān)系，重點在于研究我國目前的電力牽引發(fā)展情況和前景，旨在于讓同行們加強交流，讓電力牽引傳動技術(shù)更好的服務(wù)于車輛裝備和鐵路機車制造業(yè)。

【關(guān)鍵詞】電力牽引 交流傳動 控制 電力 電子器件

在很早的時候，電氣傳動技術(shù)系統(tǒng)剛剛引入牽引機車的技術(shù)領(lǐng)域，第一臺電力驅(qū)動的機車于1879年問世，兩年后也就是1881年成功實現(xiàn)了城市電動機車的大規(guī)模鋪開，西門子公司于1891發(fā)明了三相交流電源直接測試的電動機車，該機車使用的是線式轉(zhuǎn)子異步牽引電動機，直到今天，單相交流供電的電力牽引與控制技術(shù)仍然在飛速的發(fā)展中，測試車輛的規(guī)模也日益變大。交流變換技術(shù)系統(tǒng)規(guī)模過于龐大，能量轉(zhuǎn)換效率低，電能轉(zhuǎn)換機械能過程中的影響因素非常多，這樣的電力牽引力不適用我國現(xiàn)有的鐵路運輸系統(tǒng)。

1955年，整流器的發(fā)明標志是機車電力牽引傳動技術(shù)開始進入實踐動態(tài)。1957年可控硅整流器（即普通晶閘管）的發(fā)明，標志著電力牽引時代的出現(xiàn)，大功率電子硅整流技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械傳動系統(tǒng)，這個技術(shù)使機車傳動和電力傳動系統(tǒng)從內(nèi)燃機-直流或直流電動機向交流電動機轉(zhuǎn)變。1965年，晶閘管的機車牽引動力系統(tǒng)出現(xiàn)了，各國的鐵路運輸系統(tǒng)廣泛采用晶閘管電力傳動系統(tǒng)。大功率可關(guān)斷晶閘管（GTO）的出現(xiàn)和發(fā)展推動了微機控制技術(shù)，在20世紀70年代，交流-直流-交流的傳動系統(tǒng)取代了交流-直流的傳輸模式，至今仍在不斷的進行迭代更新。

1 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交流電動機作為牽引電機具有獨特的優(yōu)勢

（1）交流電機體積小，重量輕，功率大，小體積解決了安裝時占用空間過大的問題，電動機的重量輕，減少地面設(shè)備的體積，有利于提高機車輪軌力，以滿足大功率、高轉(zhuǎn)速的高速動態(tài)要求。

（2）交流電機的速度和保持恒功率范圍比較大，有利于實現(xiàn)通用式的機車以滿足運輸乘客和貨物的需求。

（3）交流電動機沒有換向器、電刷磨損和清除器等易損設(shè)備，提高了整個電力牽引傳動系統(tǒng)的可靠性，降低制造成本和維護成本。

（4）交流感應(yīng)電動機具有牽引性能優(yōu)良的自然特征，有助于提高在復(fù)雜地形的利用率，更好地發(fā)揮電力牽引力的控制作用。

雖然交流電動機，特別是異步電動機具有特殊的優(yōu)點，但在上世紀70年代之前，通過簡單的控制的直流電機得到了廣泛的使用，電力電子開關(guān)與晶閘管整流裝置工藝的改進致使直流傳動系統(tǒng)更加普及。隨著快速晶閘管基礎(chǔ)的牽引電機出現(xiàn)，以快速晶閘管變流器為單元的內(nèi)燃機滑動車組DE-2500內(nèi)燃機車問世了，交流傳動控制技術(shù)領(lǐng)域開啟機車車輛設(shè)備的新紀元。

2 交流傳輸線控制優(yōu)勢

1983年，5臺大功率BR120交流傳輸線控制的電力機車誕生于德國聯(lián)邦鐵路，BR120機車的總體布置、系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)選擇更加優(yōu)化，電路結(jié)構(gòu)和材料的主要成分都有所更新，如臥式水平主變壓器、牽引變流器、牽引電機空心軸和萬向節(jié)等，在外觀設(shè)計和輔助變流器上都成功地進行了嘗試，建立了機車電力牽引設(shè)計和運行的基本模式，交流傳動不僅優(yōu)于直流電機，采用新技術(shù)后帶來了更多的優(yōu)勢：

（1）機車廣泛使用四象限脈沖變流器，大大降低電流諧波分量的電源網(wǎng)絡(luò)，提高供電質(zhì)量，提升通信信號的抗干擾能力。

（2）交流傳動可以實現(xiàn)電網(wǎng)功率的高效能量轉(zhuǎn)換，降低電網(wǎng)能量損耗，多方向的反饋結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好，節(jié)能效果也很優(yōu)異。

（3）前后機車牽引制動操作無需轉(zhuǎn)換，開關(guān)位置的變化可以通過主電路控制，整個系統(tǒng)簡單可靠。

發(fā)達國家已經(jīng)進入大規(guī)模的軌道交通系統(tǒng)，交流傳動的研究和開發(fā)，以及評估技術(shù)更新都完成的比較徹底，交流傳動車輛取代了直流驅(qū)動產(chǎn)業(yè)，形成了自己的新干線，已經(jīng)成為鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化符號，鐵路管理實現(xiàn)高速發(fā)展。在發(fā)展的過程中，發(fā)展電力電子器件的基本技術(shù)就是交流傳動技術(shù)。第一代機車采用快速晶閘管變流器單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率較低，可靠性和可維護性都不突出。GTO在80年代問世，之后大功率交流傳動系統(tǒng)迅速應(yīng)用于機車組，并且伴隨著性能的改進。在上世紀90年代，IGBT高壓裝置提高了電源轉(zhuǎn)換器和更新的效果。同時，控制發(fā)展進步的基礎(chǔ)還是對交流傳動的控制技術(shù)，目前有可控硅移相開關(guān)控制，脈沖PWM控制和四象限整流控制，還有磁場定向控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等。

微電子技術(shù)、信息技術(shù)和通信傳輸技術(shù)的進步也使控制裝置從模擬數(shù)字電路轉(zhuǎn)向復(fù)雜控制，并逐步使其操作簡單化，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)控制的模塊也在單片機和微處理器質(zhì)量提升的推動下不斷提高，發(fā)展為8位，32位和64位的浮點運算程序，每一點科技的進步都會大大提高電力牽引傳動控制技術(shù)的處理能力。這個龐大系統(tǒng)得益于電力電子技術(shù)的發(fā)展水平，牽引力的交流傳動系統(tǒng)依賴于技術(shù)的革新。

3 我國機車電力牽引系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

1958年年底，我國生產(chǎn)的電力機車主表，即機車電力機車是前蘇聯(lián)的直流型電力機車為模型，根據(jù)中國鐵路的規(guī)范研制而成，當時大功率電子器件還不成熟，整流器件是電力機車運行試驗后通過環(huán)形鐵路客車車輛。1962年，前后共5個單元投入到寶鳳線試運行，由于主要設(shè)備（調(diào)壓開關(guān)、牽引電機等）技術(shù)和質(zhì)量問題仍然存在，特別是引燃管整流難以達到實際使用的要求，因此電力機車不能大規(guī)模生產(chǎn)。隨后中國的發(fā)展工業(yè)、電力電子整流二極管的高功率開始進入實用階段，機車電力牽引技術(shù)在該技術(shù)的基礎(chǔ)上形成了新型電力機車，交流-直流電力機車大規(guī)模使用，從1969年開始直到1988年停產(chǎn)，共計826臺，我國機車交流-直流電傳技術(shù)在這個周期內(nèi)廣泛應(yīng)用。

可控硅式裝置使機車電力牽引傳動技術(shù)上了一個新臺階，通過二極管整流級壓力控制形成了最新型的電力牽引傳動技術(shù)，在SS3型電力電路中使用調(diào)壓變壓器，在低壓側(cè)之間的牽引開關(guān)和相控晶閘管調(diào)壓相結(jié)合的平滑調(diào)速技術(shù)，使機車獲得更好的調(diào)速性能。無級調(diào)壓和交流-直流傳動軸重載貨運電力機車構(gòu)成一個相控晶閘管的一系列產(chǎn)品，該型機車由2部分相同的4軸電力機車重新連接每個部分，使機車的性能和質(zhì)量大大提高，成為我們的主要干線運輸機車。

我國機車電傳動技術(shù)已走過50余年的發(fā)展里程，取得了巨大進步，鐵路運輸從速度和功率已被用到技術(shù)極限的交-直傳動邁入速度更快、功率更高的交流傳動的階段，但這項技術(shù)的創(chuàng)新和開拓是永無止境的，它必將隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高到更新的水平上，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻，進而走向世界，在高速、重載鐵路牽引設(shè)備領(lǐng)域與世界先進企業(yè)同臺競爭。

參考文獻

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作者簡介

王森（1983-），男?，F(xiàn)為哈爾濱鐵路局供電處工程師。主要研究方向為牽引供電。

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【關(guān)鍵詞】ASON 電力通信系統(tǒng) 光傳輸網(wǎng)

1 引言

近年來，隨著國內(nèi)電網(wǎng)的發(fā)展，異地數(shù)據(jù)容災(zāi)備份、高清視頻會議，線路實時監(jiān)控等應(yīng)用不斷被電網(wǎng)采用，使得各類電網(wǎng)用戶對電力光通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求越來越大，導(dǎo)致電力光通信網(wǎng)絡(luò)中以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成倍地增長，使電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的光通信網(wǎng)絡(luò)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要一種能夠支持多種類型業(yè)務(wù)、具有動態(tài)連接、并可以根據(jù)實際的需求對帶寬進行實時分配的新型的光通信網(wǎng)絡(luò)來適應(yīng)電力通信的發(fā)展趨勢。

ASON就是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運而生的新一代光傳輸技術(shù)。ASON能夠提供自動發(fā)現(xiàn)和動態(tài)建立功能的分布式控制平面，在OTN或SDH網(wǎng)絡(luò)之上，實現(xiàn)動態(tài)的、基于信令和策略驅(qū)動控制的一種網(wǎng)絡(luò)，它能智能化地自動完成光網(wǎng)絡(luò)管理、交換、控制、保護、恢復(fù)等功能，是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。

2 ASON的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 ASON技術(shù)原理

ITU-T最先提出了自動交換傳送網(wǎng)絡(luò)（ASTN），自動交換傳送網(wǎng)絡(luò)（ASTN）是一種通用意義上的網(wǎng)絡(luò)概念，它與具體的技術(shù)無關(guān)，并且能提供一系列支持在傳送網(wǎng)絡(luò)上自動建立和釋放連接的控制功能。ASON實際上是ASTN技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)中的一種應(yīng)用實例，它是通過能提供自動發(fā)現(xiàn)和動態(tài)連接功能的分布式（或部分分布式）控制平面，在OTN或SDH網(wǎng)絡(luò)之上，可實現(xiàn)動態(tài)的、基于信令和策略驅(qū)動控制的一種網(wǎng)絡(luò)。對比傳統(tǒng)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，ASON增加了智能化的控制平面，使光網(wǎng)絡(luò)能夠在信令的控制下完成網(wǎng)絡(luò)連接和自動建立、資源的自動發(fā)現(xiàn)等過程。其體系結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在ASON的3個平面、3個接口以及所支持的3種連接類型上。

ASON的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)參見圖1。

2.2 ASON的分布式呼叫和連接管理信令（DCM）技術(shù)

任何實體通過網(wǎng)絡(luò)的控制平面進行通信都必須要有信令。信令技術(shù)是ASON的核心技術(shù)之一。ITU-T在構(gòu)建ASON體系時提出了分布式呼叫和連接管理（DCM）。分布式是指網(wǎng)絡(luò)中不存在一個主導(dǎo)的網(wǎng)元，各控制網(wǎng)元在地位上是平等的，每個網(wǎng)元都了解整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲和狀態(tài)等信息，可以自主地發(fā)出控制信息。

在傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)中，連接的管理是由集中式的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來實現(xiàn)的，網(wǎng)管系統(tǒng)中存儲了該區(qū)域內(nèi)的拓撲和鏈路資源信息。ASON的連接控制方式擺脫了上述的集中式控制機制，轉(zhuǎn)而采用分布式控制機制，ASON的每個網(wǎng)元中都有一個包括拓撲和鏈路資源信息的數(shù)據(jù)庫，通過各網(wǎng)元的協(xié)同計算，實現(xiàn)連接的管理。

2.3 AOSN的路由技術(shù)

路由技術(shù)是ASON中控制平面的一項重要的單元技術(shù)，它在實現(xiàn)連接的動態(tài)選路方面發(fā)揮了重要的作用。針對多域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中動態(tài)光通道的建立，ASON智能光網(wǎng)絡(luò)提出了3種路由模式：層次路由（Hierarchical Routing）、源路由（Source Routing）和逐跳路由（Step-by-step Routing）。

目前，ASON中采用最多的路由選擇技術(shù)是基于GMPLS的路由。在ASON中應(yīng)用的域內(nèi)協(xié)議主要包括OSPT-TE和IS-IS-TE，域間協(xié)議主要包括在同一運營商管理域內(nèi)不同控制域間使用的DDRP和在不同運營商管理域或控制域之間采用的BGP。

2.4 ASON的自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)

自動發(fā)現(xiàn)是指網(wǎng)絡(luò)能夠通過信令協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源（包括拓撲資源和業(yè)務(wù)資源）的自動識別。自動發(fā)現(xiàn)是ASON的主要特征之一，對于網(wǎng)絡(luò)來說是一個十分關(guān)鍵的過程。自動發(fā)現(xiàn)主要完成物理端口映射、邏輯鄰接關(guān)系綁定、檢測錯連線路以及業(yè)務(wù)能力通告等功能。ASON的自動發(fā)現(xiàn)可分為兩個基本的過程：傳送平面的發(fā)現(xiàn)和控制平面的發(fā)現(xiàn)。兩種發(fā)現(xiàn)在時間上相互獨立，在命名空間上也完全分開。

3 引入ASON技術(shù)的原因

華東電力光傳輸網(wǎng)覆蓋了江蘇、浙江、安徽、福建和上海四省一市的省級調(diào)度中心、備調(diào)中心和大多數(shù)500kV變電站。其中，上海地區(qū)的核心網(wǎng)絡(luò)資源比較緊張，除了承載華東網(wǎng)調(diào)至上海市調(diào)、上海備調(diào)和上海區(qū)域內(nèi)各500kV變電站的業(yè)務(wù)外，華東網(wǎng)調(diào)至江蘇、浙江、安徽和福建四省省調(diào)、備調(diào)和其所屬區(qū)域內(nèi)500kV變電站的業(yè)務(wù)也需通過上海地區(qū)的核心網(wǎng)進行轉(zhuǎn)接。同時，由于核心網(wǎng)上承載的業(yè)務(wù)十分重要，網(wǎng)絡(luò)的保護問題的重要性更加突出，因此決定率先將上海地區(qū)的核心網(wǎng)改造為ASON網(wǎng)絡(luò)。

4 ASON技術(shù)在華東電力光傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

4.1 華東電力通信系統(tǒng)

ASON核心網(wǎng)規(guī)劃

根據(jù)華東電網(wǎng)電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)傳輸?shù)膶嶋H需求，華東電力通信系統(tǒng)ASON核心網(wǎng)選取了10個站點作為ASON節(jié)點，包括華東網(wǎng)調(diào)、上海市調(diào)和上海地區(qū)重要的500kV變電站。在設(shè)備配置方面，華東網(wǎng)調(diào)作為ASON核心網(wǎng)中最重要的節(jié)點，配置了3套ASON設(shè)備，其余9個節(jié)點：上海市調(diào)、變電站A、變電站B、……變電站H，分別配置1套ASON設(shè)備，設(shè)備型號均采用愛立信OMS32xx系列，設(shè)備之間鏈路的傳輸速率主要為10G（STM-64），并輔以若干2.5G（STM-16）鏈路，提供了更多的帶寬資源。

根據(jù)ASON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點，結(jié)合華東電網(wǎng)光纜資源的實際情況，華東電力通信系統(tǒng)ASON核心網(wǎng)采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以充分體現(xiàn)ASON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)置了2個關(guān)口站點，用來連接其他非ASON站點并進行通信、數(shù)據(jù)傳輸。其中，變電站H作為該ASON核心網(wǎng)與華東電網(wǎng)江蘇光通信網(wǎng)連接的關(guān)口站；變電站A作為該ASON核心網(wǎng)與華東電網(wǎng)浙江光通信網(wǎng)連接的關(guān)口站。

ASON網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的光通信網(wǎng)絡(luò)比較，增加了控制平面（CP），因此在ASON網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需要給每個ASON網(wǎng)元以及每一個帶有ASON功能的端口規(guī)劃都配置一個網(wǎng)絡(luò)地址，這個網(wǎng)絡(luò)地址在網(wǎng)絡(luò)控制平面內(nèi)是唯一的，ASON的控制平面通過這個地址對鏈路進行控制。華東電力通信系統(tǒng)ASON核心網(wǎng)絡(luò)拓撲參見圖2。

4.2 ASON核心網(wǎng)設(shè)備的光接口設(shè)計

光接口設(shè)計和選取過程中，所涉及的衰減受限傳輸距離和色散受限傳輸距離的計算采用符合ITU-T G.957 建議的方法。

4.2.1 衰減受限傳輸距離計算――最壞值法

L=（PsCPrCPpCAcCMc）/（Af+As） （1）

L=（PsCPrCPpCAc）/（Af+As+ΔMc） （2）

本項目采用的是公式（1）。

式中：

（1） L：再生段最大距離（km）；

（2）Ps：S點壽命終了（EOL）最小平均發(fā)送功率（dBm），已扣除設(shè)備連接器的衰減和耦合反射噪聲代價；

（3）Pr：R點壽命終了（EOL）最差靈敏度（dBm）（BER≤10-12 ），已扣除設(shè)備連接器Ac的衰減；

（4）Pp：光通道代價，它包括反射、碼間干擾、模分配噪聲和激光器啁啾而產(chǎn)生的總色散功率代價。一般在1310nm波長時取1dB，在1550nm波長時根據(jù)傳輸距離的長短分別取1dB或2dB；

（5）MC：光纜線路光功率余量（光纜富裕度），光纖長短不同取值不同，最大取值為3dB。公式（1）中取3dB；公式（2）中ΔMc單位為dB/km，一般為0.02～0.03 dB/km。

（6）Ac：S和R點間所有活動連接器衰減之和（dB） ，每個活動連接器衰減取0.5dB；

（7）Af：光纖衰減系數(shù)（dB/km），取0.26 dB/km～0.37 dB/km（1310nm）或0.18 dB/km～0.22 dB/km（1550nm）；

（8）As：光纖熔接接頭每公里衰減系數(shù)（dB/km），與光纜質(zhì)量、熔接機性能、操作水平有關(guān)。工程中一般取0.01～0.02dB/km。

4.2.2 色散受限傳輸距離計算

Ld=ε/ Dm

式中： Ld：色散受限傳輸距離（km）；

（1）ε：光源的色散容限值（ps/nm），由光源的性能決定；

（2）Dm：光纖色散系數(shù)ps/（nm?km）。 G.652光纖的色散系數(shù)一般取18ps/（nm?km）。

根據(jù)上述計算方法，結(jié)合愛立信OMS32xx系列設(shè)備10G光接口和2.5G光接口參數(shù)，可以確定所有設(shè)備的光接口類型。

4.3 ASON核心網(wǎng)的作用

通過引入ASON技術(shù)，使華東電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加趨于完善，ASON核心網(wǎng)內(nèi)的光傳輸設(shè)備由單一功能的SDH設(shè)備升級為支持業(yè)務(wù)自動發(fā)現(xiàn)路由的智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進一步提高主干網(wǎng)對抗光纜故障的能力，同時網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)自動迂回功能也將運行人員從繁重的業(yè)務(wù)調(diào)配中解放出來，在提高了網(wǎng)絡(luò)安全性的同時提高了工作效率。而在環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展也是下一步華東電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的主要目標之一，同時也為最終將整個華東電力光傳輸網(wǎng)由功能單一的傳統(tǒng)SDH平臺向智能光網(wǎng)絡(luò)平臺推進奠定基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗。

5 結(jié)束語

ASON技術(shù)是構(gòu)建下一代光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，其在廣泛吸收其他技術(shù)優(yōu)點的同時，借助路由選擇協(xié)議和信令機制，使得傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)變得智能起來，進一步增強了網(wǎng)絡(luò)中承載大顆粒業(yè)務(wù)的能力，改善了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提升了帶寬容量利用率、可靠性和安全性，使電力通信網(wǎng)向大容量、智能化方面又邁出了重要的一步。

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作者單位

篇3

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀；電力傳動技術(shù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.162

0 引言

依據(jù)我國中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要，電力電力技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，對其的研究越來越收到重視，但目前與國際水平相比較，還有很大的進步空間[1]。如今我國電力電子技術(shù)和電力電子裝置在多個重點行業(yè)和領(lǐng)域得到重視，但為了能夠拉近我國電力電子技術(shù)與國際水平的差距，我國加強對電力電子技術(shù)的研究，為實現(xiàn)自主創(chuàng)新出臺了各項政策，為我國電力電子與電力傳動技術(shù)的發(fā)展提供了良好的機遇。

1 電力電子的含義及應(yīng)用的重要性

隨著我國整體實力的快速增長，多個行業(yè)對電力的需求和要求越來越高，如機械行業(yè)、交通行業(yè)、石油化工行業(yè)、環(huán)保行業(yè)、國防及航天等，因此加強對電力電子的研究，提高電力電子水平具有比較[2]。對電力電子的研究，主要是針對電力電子器件、變流器拓撲及控制等，確保電能量、磁能量的控制、傳輸?shù)?，實現(xiàn)對電能高效率的使用，提供高質(zhì)量電能。在對電力電子進行研究時，主要需要對電力電子元器件、功率集成電路、電力電子變流技術(shù)、電力電子應(yīng)用技術(shù)、電力電子系統(tǒng)集成等方面進行研究，以保證電力電子系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展，且具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

電力電子將各種能源轉(zhuǎn)換成電能的方式，不僅方便人們的生活，還具有節(jié)能環(huán)保的特征，有效推動電力系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)自動化、智能化和節(jié)能化。根據(jù)對我國電力電子的發(fā)展分析，可以從以下方面針對電力電子的應(yīng)用優(yōu)勢進行分析：①分布式發(fā)電和可再生能源發(fā)電，分布式發(fā)電技術(shù)在國外頗受重視，其可以讓發(fā)電設(shè)備拉近與用戶的距離，實現(xiàn)近距離輸電，且還可以實現(xiàn)用戶用電的獨立性，在應(yīng)對自然災(zāi)害時，有效提高安全和應(yīng)變能力。此外風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等均采用分布式發(fā)電系統(tǒng)，對電力電子技術(shù)的依賴性較強。根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查可知，全球?qū)﹄娏﹄娮赢a(chǎn)品應(yīng)用在分布式和混合式發(fā)電設(shè)備的發(fā)展勢頭越來越猛，尤其是逆變器、頻率變流器、靜態(tài)傳輸開關(guān)等，但由于很多可再生能源和分布式發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能存在不穩(wěn)定的狀態(tài)，此時需要加強電能儲存技術(shù)的應(yīng)用，即利用電力電子技術(shù)對不穩(wěn)定狀態(tài)進行控制。②電能質(zhì)量控制，電力電力技術(shù)在電力系統(tǒng)改造方面具有重要的作用，能夠有效實現(xiàn)節(jié)省電能，提高用電效率，而且隨著高壓大功率電力電力裝置的應(yīng)用，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生、輸送和分配等應(yīng)用價值越來越高[3]。

2 當前我國電力電子發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題

雖然我國自改革開放以來非常重視電力電子技術(shù)的開發(fā)和研究，但由于受到財力支持和科技發(fā)展基礎(chǔ)等因素的影響，我國電力電子技術(shù)的發(fā)展仍然明顯落后于國際水平。如目前我國電力電子產(chǎn)品和裝置，主要還是基于晶閘管，而其他高技術(shù)電力電子產(chǎn)品和裝置，是借助國外生產(chǎn)的先進器件組合而成，因此我國自主創(chuàng)新和研發(fā)的電力電子產(chǎn)品和裝置與國際先進水平差距還就有較大的距離。而且我國雖然加大了國外先進技術(shù)的引進力度，但對于一些核心技術(shù)和重要部件，大部分國外公司仍然拒絕轉(zhuǎn)讓，如全控電力電子器件、大功率變流器、電力電子全數(shù)字控制水平、重大工程經(jīng)驗等均處于較低水平[4]。因此我國當前處于大力發(fā)展國內(nèi)電力電子技術(shù)的緊急時期。

3 我國電力電子與電力傳動技術(shù)發(fā)展的機遇

要想推動我國向資源節(jié)約和環(huán)境友好等方向進一步發(fā)展，發(fā)展強大的、世界先進水平的電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)具有重要的價值。如今我國專門針對電力電子器件及電力電子裝置等項目明確了支撐指南，主要包括新型電力電子器件及電力電子集成技術(shù)、電能質(zhì)量負荷控制技術(shù)及裝置、電氣化鐵路同向供電裝置等。促進我國在完善電力電子產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新自主知識產(chǎn)權(quán)芯片、技術(shù)等方面加大了推廣力度，其中芯片產(chǎn)業(yè)化主要包含絕緣柵雙極晶體管、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、門極換流晶閘管等產(chǎn)品芯片的制造、組裝[5]。此外電力電子產(chǎn)業(yè)鏈還包含模塊產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用裝置產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)工藝設(shè)備和測試儀器產(chǎn)業(yè)化等，重點內(nèi)容包含電力電子器件系統(tǒng)集成模塊、電機節(jié)能、自主知識產(chǎn)權(quán)芯片電力電子裝置、電力電子器件生產(chǎn)專用工藝設(shè)備等。

如今對高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)電壓型PWM逆變器的頻繁使用，推動了PWM技術(shù)的進步，其主要可以實現(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點，改變逆變電路輸出電壓的大小。PWM技術(shù)主要包含三種類型，分別為優(yōu)化PWM、正弦PWM、隨機PWM，其中以正弦PWM應(yīng)用作為廣泛。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，將其應(yīng)用在芯片中，可以有效提高芯片的運算能力和可靠性。如利用電力電子技術(shù)制造的有源濾波器，在治理電網(wǎng)諧波、改善電網(wǎng)功率因數(shù)等方面有重要的作用，且隨著全球不可再生能源的深入挖掘，風力、太陽能、潮汐、地熱等可再生能源越來越來越收到重視，而要將這些能源轉(zhuǎn)換為可以使用的電能，則必須采用逆變器、充電器、穩(wěn)壓器等進行電能質(zhì)量的控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著科技的進步，人們生產(chǎn)生活中的科技產(chǎn)品和技術(shù)對電力電子技術(shù)和電力傳動技術(shù)的需求越來越多，具有良好的發(fā)展空間和前景。通過加大對電力電子技術(shù)和電力傳動技術(shù)的研究，將電力電子技術(shù)作為核心技術(shù)給予大力支持，是促進我國電力電子與電力傳動技術(shù)拉近與國際水平距離的重要措施。

參考文獻：

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[3]唐媛芬，李宏，楊宏亮.電力電子技術(shù)的發(fā)展給感應(yīng)加熱電源帶來的機遇和挑戰(zhàn)[J].工業(yè)加熱，2010（06）：6-9.

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關(guān)鍵詞：電力傳動系統(tǒng) 智能控制 應(yīng)用措施 應(yīng)用意義

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0013-01

隨著控制手段的日益更新和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制技術(shù)已經(jīng)逐漸在控制行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，相應(yīng)的大量的智能控制軟件也逐漸取代了常規(guī)的控制軟件，像在生活中經(jīng)常提到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊控制等都屬于智能控制的范疇。由于智能控制的控制效果很好，很適合應(yīng)用在電力傳動系統(tǒng)中，因此有必要研究適合電力系統(tǒng)的更簡便，性能更優(yōu)異的智能控制系統(tǒng)。同時，要想將智能控制這一理念成功的應(yīng)用在電力傳動系統(tǒng)中就必須充分了解智能控制的原理和應(yīng)用特點，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了一些應(yīng)用實例，但是這并不普及，還有許多缺陷，因此，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制系統(tǒng)仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。

1、智能控制簡介

智能控制是現(xiàn)代自動控制領(lǐng)域內(nèi)一個全新的詞匯，但是其憑借著自己獨特的控制優(yōu)勢已經(jīng)迅速的發(fā)展起來，如今已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了各個領(lǐng)域中。相信在不久的將來，智能控制系統(tǒng)也能為電力行業(yè)帶來嶄新的面貌。與大多數(shù)理論產(chǎn)生的背景一樣，智能控制也是為了解決工程技術(shù)問題而在實踐中產(chǎn)生并發(fā)展起來的一個理論。隨著“自動化”理念的逐漸深入以及社會對控制要求的不斷提高，以前的控制理念早已不能跟上社會發(fā)展的腳步，隨之，智能控制理念就逐漸出現(xiàn)了。按以往的經(jīng)驗來看，在電力等行業(yè)中，手動控制雖然控制效率差但其效果很好，只要技術(shù)熟練，工作人員就能操作自如，因此人們就想到了用計算機模擬人的操作來進行控制的方法，這就是我們所說的智能控制。計算機技術(shù)可以在判斷，推理，計算，數(shù)據(jù)處理，信息收集等諸多方面模仿人的思維模式，這也是智能控制實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

與普通的自動化控制相比，智能控制系統(tǒng)具有如下幾個特點：（1）智能控制系統(tǒng)成功的完成了脫離傳統(tǒng)模式中依靠的數(shù)學(xué)模型進行工作的模式，它以實際效果作為控制對象，在控制的實施中不依賴任何數(shù)據(jù)模型。（2）智能控制系統(tǒng)很好的模擬的人腦的思維模式，并采用非線性控制系統(tǒng)的工作模式。（3）智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)當前系統(tǒng)的工作狀態(tài)來調(diào)整自己的控制模式進而提高系統(tǒng)的工作性能。（4）許多智能控制系統(tǒng)還具有在線識別，在線決策以及自我評估的能力，這有效的提高了整個系統(tǒng)的控制效率和工作效率。（5）智能控制系統(tǒng)采用分層信息處理法工作，反應(yīng)速度較快。

2、幾種常見的智能控制系統(tǒng)

2.1 模糊控制

模糊控制就是用模糊集合來刻畫人們?nèi)粘Ｋ褂玫母拍钪械哪：?，從而使控制器能夠模仿人的控制思維的一種控制方式，盡管模糊控制器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是其輸入輸出特性都是比較簡單的形式，在實際應(yīng)用中，如果在模糊控制器上增加積分效應(yīng)那么它就相當于一個PID控制器。

2.2 單神經(jīng)元控制

眾所周知，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強的信息處理能力，可以高速的解決許多復(fù)雜問題，但是不可否認，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺乏計算機硬件的支持?？墒菑目刂齐姎鈧鲃酉到y(tǒng)這一角度出發(fā)，單神經(jīng)元控制器構(gòu)成的電氣傳動控制系統(tǒng)可以很好的完成控制系統(tǒng)工作的任務(wù)，并可以提高系統(tǒng)的魯棒性。

3、電力系統(tǒng)中的智能控制

在電力傳動系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制理論已經(jīng)引起了許多學(xué)者的研究興趣，專家表示通過智能系統(tǒng)的合理應(yīng)用很可能將電力系統(tǒng)的控制水平提升一個臺階。目前所使用的交直流傳動系統(tǒng)的控制手段比較成熟，如矢量控制，閉環(huán)控制等都有很好的效果。雖然利用PID控制法可以很容易的完成數(shù)學(xué)建模進行傳統(tǒng)的控制，但是可以發(fā)現(xiàn)實際的電力傳動系統(tǒng)并不是穩(wěn)定不變的，電機本身的一些參數(shù)要隨著其工作狀態(tài)的改變而不斷變化，這就為傳統(tǒng)的建?？刂茙砹撕艽蟮睦щy。智能控制便可以很好的解決這一問題，首先智能控制是采取非線性，變結(jié)構(gòu)的模式來進行工作的，它可以很好的克服電力傳動系統(tǒng)的變參數(shù)問題，從而在很大程度上提高電力傳動系統(tǒng)的魯棒性。另外值得注意的是將智能控制應(yīng)用到電力傳動系統(tǒng)中時要結(jié)合傳統(tǒng)的控制理念共同作用，如果完全排斥傳統(tǒng)控制方法，生搬硬套的直接應(yīng)用智能控制不但不能發(fā)揮其優(yōu)勢反而會引發(fā)一系列問題，因此在引入這一控制手段時要注意繼承一些傳統(tǒng)的控制理念，做到揚長避短。就拿交流電機為例來說，前面已經(jīng)說到交流電機以往采取矢量控制和閉環(huán)控制，因此在將智能控制引入之一系統(tǒng)中時，應(yīng)該保留一些矢量控制法和PID控制法，可以將智能能控制作為外環(huán)控制，將一些傳統(tǒng)的控制手段用做內(nèi)環(huán)做輔助控制，這樣新舊相結(jié)合的方法可以將智能控制的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，提高系統(tǒng)的工作效率。這主要是因為內(nèi)環(huán)的控制可以幫助外環(huán)完成采樣工作，提高外環(huán)采樣頻率同時通過內(nèi)環(huán)的控制可以減少外環(huán)的控制誤差。

參考文獻

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[2]費敏銳，陳伯時，郎文鵬.綜合智能控制方法概述[A].1995年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（上冊）[C]，1995年.

篇5

引言

傳統(tǒng)的電力機車指代牽引電動機進行驅(qū)動車輪的機車。電力機車由于所需要的電能是由電氣化鐵路的供電系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)或著第三軌供正在行駛中的電力機車進行供電，因此是一種不是自帶能源的機車。其電力機車有著過載能力較強、速度非常之快、維護過程小、方便滿足多機牽引、有效節(jié)約能源和可以使用再生制動、運營經(jīng)費不高、整備作業(yè)時間不長、牽引較大、功率非常大等一些列優(yōu)點。采取電力機車帶動車列，能夠有效提升列車的運行速度以及承載重量，最終大幅度的提升鐵路總體的運輸能力與通過能力。

1 我國傳統(tǒng)電力機車的現(xiàn)狀

其機車主要是由下面多個子系統(tǒng)組合而成：即受電弓、避雷器、高壓電壓互感器、交流異步電機以及真空主斷路器、高壓電流互感器等組合而成的主電路系統(tǒng)；它是由輔助變流設(shè)備、充電機、協(xié)電機等組成的輔電路儀器；基于現(xiàn)階段所出現(xiàn)的世界factory instrumet protocol網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中的微機型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；貫穿在所有子系統(tǒng)中的單獨式通風冷卻系統(tǒng)；由機車工作監(jiān)視控制設(shè)備、信號裝置、遠程重聯(lián)監(jiān)視控制設(shè)備與能夠控制的列尾設(shè)備、無線電臺等組合而成的列車安全行駛控制以及監(jiān)測儀器；低動力效果轉(zhuǎn)本文由收集整理向架；以及機車單獨的生活間、壓車鐵以及工具柜等附屬設(shè)備。在機車的合理的設(shè)備中，機車整體重量大概在185噸上下，對應(yīng)軸的質(zhì)量在24噸上下；再附上壓車鐵軸的質(zhì)量大概是25噸，那么機車的整個重量就在230噸上下，在此種情況下，能夠有效的發(fā)揮出最大的黏著牽引力[1]。

電力機車一般使用交流電到直流電再到交流電的傳動系統(tǒng)、25千伏/50赫茲的電壓制式，和不但有著交流電同時也有著直流電傳動機車比較，有著恒功范圍較廣寬、軸功率較大、黏著性能較高、功率系數(shù)高、諧波干擾不大、維護率以及全壽命的運營成本極低、運營可靠以及適用范圍寬廣等優(yōu)點。其機車能夠達到單機牽引一萬噸重載列車，借助遠程重聯(lián)能夠有效的滿足雙機牽引達到兩萬噸重載組合列車作用下的運行模式[2]。

從本世紀初期開始，我國北車集團山西大同電力機車和阿爾斯通公司聯(lián)合實施和諧d2b型機車問題的磋商。鐵道部在我國舉辦奧運會的前一年和大同電力機車以及阿爾斯通公司簽下采購合同，總共制定購買了五百輛電力機車，其合同的總價值高達114億元人民幣（大概為11億歐元），這其中涵蓋了機車采購合同、進口零部件采購合同以及技術(shù)服務(wù)合同、技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同等幾個相互聯(lián)系的合同，這其中阿爾斯通公司于該協(xié)議中所占的份額達到了將近30億人民幣。為山西大同電力機車在2005年和阿爾斯通公司聯(lián)手設(shè)計、引進先進技術(shù)以及制造180臺功率極大交流電傳動8軸和諧d2型號的電力機車之后的又一次合作。

2 hxd2b型電力機車的主要特點

2.1 設(shè)計理念

該電力機車為我國某公司自主研發(fā)的首代交流傳動類貨運電力機車，它所遵循的一般準則是：

0 堅持設(shè)計起點必須較高、技術(shù)要求領(lǐng)先的原則。依照大功率貨運的電力機車現(xiàn)實需要，應(yīng)該盡最大可能使用安全、成熟的先進技術(shù)。

1 堅持使用世界上較為先進的技術(shù)或者可靠的技術(shù)與我國成熟的技術(shù)結(jié)合起來的原則，以此獲取最高的性價比。

2 為了能夠整體性的實現(xiàn)新時期鐵路設(shè)備的標準，要堅持達到操縱簡便、工作安全以及檢修方便的原則[3]。

2.2 關(guān)于電氣系統(tǒng)的組成

電力機車電氣系統(tǒng)其組成部分廣義的說有很多，但是主要是以主傳動和它的控制系統(tǒng)、機車控制和監(jiān)視系統(tǒng)以及輔助傳動和它的控制系統(tǒng)。

機車主傳動和它的控制系統(tǒng)的作用主要是借助對機車的牽引流器的控制，來達到對牽引電動機的實際控制，以此滿足機車牽引與動力制度的特征控制。它的設(shè)計方法關(guān)鍵是依照國外傳動機車的變流技術(shù)來進行設(shè)計的，其牽引變流器使用用水冷igbt作為主要核心的極大功率變流器。

而機車輔助傳動和它的控制系統(tǒng)的主要作用是滿足對機車協(xié)助電動機進行控制，協(xié)助電動機依據(jù)它的工作特性，能夠把它分成以下兩種：一種為對牽引電動機與冷卻塔的冷卻使用通風機中電動機的控制，此類控制能夠依據(jù)變頻變壓方式進行工作；第二種為取得壓縮機等相關(guān)負載的電動機，此類電動機只是在定額定壓的方式下進行工作。所以分別使用兩套輔變流器進行供電[4]。

實際上，機車微機控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)為機車控制最為重要的部分，它是駕駛員的所有命令與關(guān)鍵性控制電器中的控制信號，比如：輔電動機自動開關(guān)等，都借助機車微機控制和監(jiān)視控制系統(tǒng)實施輸入，利用機車微機控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)和機車牽引變流器的控制電源、atp控制單元以及電空制動單元、輔變流器控制單元等實施數(shù)據(jù)的交換與通信[5]。

2.3 牽引逆變器

所謂的牽引逆變器就是電機側(cè)變流器，就站在負載的角度來說，它能夠分成電壓型與電流型兩類。其電壓型變流器是以直流電壓內(nèi)電路供給中一個穩(wěn)定的直流電壓，它的元件過電壓額可能性非常小，不過因為中電路的內(nèi)阻也不大，負載出現(xiàn)問題與換流等出現(xiàn)問題，都會引發(fā)過電流現(xiàn)象。

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【關(guān)鍵詞】電力機車；主電氣電路；輔助電氣電路；控制系統(tǒng)

1 引言

和諧系列電力機車是南車集團和北車集團與國外企業(yè)合作，引進消化技術(shù)，并國產(chǎn)化的新一代交流貨運機車，型號有HXD1、HXD1B、HXD1C，HXD2、HXD2B、HXD2C和HXD3、HXD3B、HXD3C。和諧型系列機車電氣系統(tǒng)的主、輔回路均采用了交流控制技術(shù)，系統(tǒng)的設(shè)計堅持起點高、技術(shù)領(lǐng)先的原則，采用先進、成熟、可靠的技術(shù)，按照標準化、系列化、模塊化、信息化的總體要求進行全方位設(shè)計的。

2 主電氣系統(tǒng)

機車主電氣電路主要由網(wǎng)側(cè)電路、主變壓器、牽引變流器及牽引電機構(gòu)成，如圖1所示。其中和諧型系列電力機車網(wǎng)側(cè)電路主要由受電弓、主斷路器、臺避雷器、高壓電壓傳感器、高壓電流傳感器、高壓隔離開關(guān)、主變壓器原邊、回流側(cè)互感器和接地碳刷等組成。下面主要從主變壓器、變流器和牽引電機三個方面進行比較。

圖1 簡化主電氣電路

2.1 HXD1型電力機車主電路特點

（1）主變壓器

采用EFAT6744型電力機車牽引變壓器。其內(nèi)除主變壓器外，還裝有兩臺100HZ濾波電抗器。它們裝在一個郵箱內(nèi)，共用一個冷卻系統(tǒng)。主變壓器是單相變壓器，臥式結(jié)構(gòu)，采取車體下懸安裝方式。

（2）牽引變流器

每臺機車由2節(jié)車組成，每節(jié)車設(shè)有1個牽引變流柜，每個牽引變流柜由2套相互獨立的變流器組成。一個變流器包含2個并聯(lián)的四象限整流器、1個牽引逆變器和1個輔助逆變器等。

（3）牽引電機

采用西門子公司的1TB2624-0TD02型或國產(chǎn)化的JD160型鼠籠式三相異步牽引電動機，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強迫通風，采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）。

2.2 HXD2型電力機車主電路特點

（1）主變壓器

主變壓器為模塊化的臥式結(jié)構(gòu)，包括1個原邊繞組，4個牽引繞組，4個二次濾波電抗器，2個輔助濾波電抗器，強迫油循環(huán)風冷卻系統(tǒng)以及內(nèi)置的多種保護電器。

（2）牽引變流器

采用ONIX系統(tǒng)將IGBT技術(shù)應(yīng)用于異步交流傳動機車。牽引傳動系統(tǒng)的每臺牽引電機與1個牽引逆變器和1個四象限整流器相連，組成四個獨立的驅(qū)動單元，這樣每根車軸驅(qū)動可以單獨切除，因此發(fā)生一個單獨的故障后，1臺機車上仍保持3/4牽引功率。

（3）牽引電機

牽引電動機采用由永濟電機公司國產(chǎn)化的YJ90A型牽引電機（阿爾斯通公司原型號為6 FRA 4567 B型），該型電動機為六極三相鼠籠式異步牽引電動機，定子采用全疊片無機殼結(jié)構(gòu)以減輕重量和改善散熱，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強迫通風，采用磁場定向直接轉(zhuǎn)矩控制。

3 輔助電氣系統(tǒng)

輔助電氣系統(tǒng)是由三相輸出輔助電源、充電機、輔助負載、低壓電器和輔助控制單元等組成。

3.1 HXD1型電力機車輔助電氣系統(tǒng)特點

HXD1型電力機車輔助電氣系統(tǒng)由集成在牽引變流器內(nèi)的輔助逆變器供電。兩個輔助逆變器分別從牽引變流器的一路中間直流環(huán)節(jié)取電，通過濾波變壓器和一組濾波電容器濾波后向兩個三相支路供電。230V/60Hz單相交流支路由一個440V/230V變壓器從三相恒頻恒壓支路取電。直流負載支路由蓄電池充電機供電。

3.2 HXD2型電力機車輔助電氣系統(tǒng)特點

兩個獨立的輔助變流器均采用 IGBT技術(shù)。每個輔助變流器包括降壓斬波器和逆變器，直接由主電路中間回路供電，變壓器不用設(shè)輔助繞組。在正常模式下，一個輔助變流器為定頻載荷供電，另一個為變頻載荷供電。如果一個輔助變流器驅(qū)動失效，另一個將為蓄電池充電器和整個機車的輔助載荷供電。蓄電池充電器單節(jié)車采用冗余設(shè)計，每兩節(jié)車也互為冗余，保證了110V電源的可靠性。

3.3 HXD3型電力機車輔助電氣系統(tǒng)特點

在HXD3型機車中，其三相輔助電路采用了輔助變流器給機車的各類輔助電機供電，三相輔助變流系統(tǒng)是采用日本東芝公司現(xiàn)有成熟的輔助傳動變流技術(shù)，由兩組輔助變流器組成。每組輔助變流器的功率均為230kVA，它們分別是APU1和PU2。APUl和APU2分別同2套牽引變流器安裝在一起，組成兩組功率變流柜。其風冷部分共用一個通風機和通風道，簡化了機車通風系統(tǒng)，減少了牽引變流器和輔助變流器之間的電氣接口，有利于設(shè)備安裝、檢修和維護。

4 微機控制系統(tǒng)

機車控制監(jiān)視系統(tǒng)，簡稱TCMS可以實現(xiàn)以下功能：根據(jù)司機指令完成對機車邏輯控制、主變流器及牽引電機控制、輔助變流器控制、牽引特性控制、制動特性控制、定速控制、半自動過分相控制，機車運行狀態(tài)顯示，具備故障保護、顯示、記憶，并在一定程度上可以自動排除、切換故障。

4.1 HXD1型電力機車微機控制系統(tǒng)特點

HXD1型電力機車裝載了西門子公司開發(fā)的“SIBAS32”32位微機控制系統(tǒng)和列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN），并安裝了“Locotrol”多機牽引無線同步控制系統(tǒng)和克諾爾公司的“CCB II”微機控制電空制動系統(tǒng)。“SIBAS 32”系統(tǒng)采用集散控制模式，由中央控制單元（CCU）、牽引控制單元（TCU）、輔助控制單元（ACU）、液晶顯示屏（HMI）和外設(shè)智能接口（KLIP）構(gòu)成，并采用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，由絞線列車總線（WTB）和多功能車輛總線（MVB）兩級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，使機車控制系統(tǒng)具有控制、監(jiān)測、傳輸、故障診斷、顯示和存儲功能。

4.2 HXD2型電力機車微機控制系統(tǒng)特點

HXD2型電力機車采用了阿爾斯通公司開發(fā)的“Agate”微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于WorldFIP網(wǎng)絡(luò)通信總線，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為FIP車輛網(wǎng)絡(luò)（FIPV）和FIP列車網(wǎng)絡(luò)（FIPT）兩級，其中FIPV負責每節(jié)機車內(nèi)部各設(shè)備的信息交換，而FIPT用于兩節(jié)機車之間或兩組重聯(lián)機車之間的通信；控制系統(tǒng)具有全面的機車控制、監(jiān)測、傳輸、故障診斷、顯示和存儲功能。由基本硬件和軟件模塊組成：MPU（主處理）、CRT（牽引傳動控制模塊）、 CRA（輔助控制模塊）、RIOMS（遠程輸入輸出模塊）、DDU（司機室顯示器）等。

5 結(jié)論

通過對和諧型系列機車的電氣系統(tǒng)的分析，掌握了各系列機車交流電氣系統(tǒng)的特點，為機車的運營和管理提供可靠的技術(shù)支持。

參考文獻：

[1]黃濟榮.電力牽引交流傳動與控制.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[2]王立民，郝鳳榮.HXD3型交流傳動電力機車電氣系統(tǒng).鐵道機車車輛，2008.

[3]連級三.電傳動機車概論.成都：西南交通大學(xué)，2001.

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【關(guān)鍵詞】HXD3C電力機車；列車供電；應(yīng)急處置

1、問題引出

旅客列車上除了照明，還有很多用電的設(shè)備。尤其是近幾年研制的新型快速列車、準高速列車更是增加了空調(diào)裝置、車門集中遙控、糞便集存密封處理、燃油及電熱兩用取暖裝置等電氣設(shè)備，最大用電量高達400kW。第一代列車供電裝置。就是客車的底架或轉(zhuǎn)向架上吊掛的發(fā)電機。發(fā)電機通過皮帶與安裝在車軸上的皮帶輪連接，當列車運行時，車輪滾動，由皮帶帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動而發(fā)電，供應(yīng)車上各種電器具使用。這種靠車輪轉(zhuǎn)動，通過皮帶帶動發(fā)電機發(fā)電的供電方式，稱為車軸發(fā)電機式供電。中國鐵路列車曾廣泛采用這種供電方式。這種供電方式的發(fā)電裝置，運用數(shù)量最多的是J型三相交流感應(yīng)子發(fā)電機，其發(fā)電量只有5kW，顯然不適于用電量大幾百倍的新型空調(diào)客車。第二代列車供電裝置。新型空調(diào)客車采取的供電方式是集中式供電，就是在列車中的某一節(jié)車廂內(nèi)設(shè)置發(fā)電站，向整個列車供電。即發(fā)電車，發(fā)電車是再列車中安裝柴油發(fā)電機組，構(gòu)成列車發(fā)電站。列車發(fā)電站的工作由專門的配電盤控制，發(fā)電站發(fā)出的電，通過貫穿全列車的輸電干線和專門的車端連結(jié)器，送到列車各節(jié)車廂。第三代列車供電裝置。是在電氣化鐵道的列車牽引區(qū)段，由電力機車直接給列車供電，即電力機車將接觸網(wǎng)供給的25kV，50Hz的單相交流電通過調(diào)壓、整流變?yōu)榱熊嚳梢灾苯邮褂玫碾娫?，這種供電系統(tǒng)，配線經(jīng)濟、發(fā)電量不受列車速度的影響、環(huán)保可靠，所以已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

2、HXD3C型交流傳動電力機車供電系統(tǒng)介紹

2.1總體情況。HXD3C 型機車是和諧型交流傳動電力機車系列中首款適用于客貨運兩用車型，也是首種具備給列車供電能力的車型，HXD3C型機車牽引變壓器內(nèi)設(shè)置兩組獨立的AC860V供電繞組，DC600V供電裝置將供電繞組輸出的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車供電，每臺機車設(shè)有兩個獨立的供電柜，每個供電柜的額定容量為 580kVA。主電路采用相控整流電路（半控橋），輸出端經(jīng)過LC濾波電路輸出高精度、諧波含量小的直流600V。該產(chǎn)品技術(shù)性能和相關(guān)參數(shù)以及其它技術(shù)條件均滿足TB/T3063 2002旅客列車DC600V供電系統(tǒng)技術(shù)條件中有關(guān)DC600V供電電源裝置的相關(guān)要求，并且滿足DC600V列車供電系統(tǒng)冗余改造和加裝車載診斷及信息遠程監(jiān)測技術(shù)方案審查意見 運裝技驗[2004]355號通知的要求。

2.2列車供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。HXD3C型機車DC600V列車供電系統(tǒng)主要由主變壓器供電繞組、列車供電柜、供電插座、集控插座等設(shè)備組成。通過列車供電柜內(nèi)的變流裝置將主變壓器供電繞組提供的860V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流600V電壓向旅客列車供電。針對客運列車運用可靠性高的特點，HXD3C型機車在設(shè)計時對可能影響供電系統(tǒng)的列車供電柜、供電控制系統(tǒng)和電壓傳感器進行了冗余設(shè)計。每個列車供電柜的供電控制系統(tǒng)均設(shè)有兩組微機控制單元和3個電壓傳感器，其中2個電壓傳感器分別是A/B組微機控制單元所使用的控制電壓傳感器，另外1個電壓傳感器是接地電壓傳感器 當A/B組控制電壓傳感器或微機控制單元故障時，司乘人員可通過設(shè)置在操縱臺處的A/B組轉(zhuǎn)換開關(guān)進行轉(zhuǎn)換，大大提高了DC600V列車供電系統(tǒng)的可靠性

2.3技術(shù)特點。主要性能指標

2.4主要功能。HXD3C型機車DC600V列車供電系統(tǒng)具備以下功能：集中控制功能；控制系統(tǒng)冗余備份；故障顯示及隔離功能；通信功能；故障自診斷及信息轉(zhuǎn)儲功能；電能計量功能；交直流過壓保護；交直流過流保護；短路保護；主電路接地保護；電抗器過熱保護；冷卻風機過載保護。

3、HXD3C型機車DC600V列車供電系統(tǒng)應(yīng)急處理

為保證列車供電系統(tǒng)正常運行，機車檢查人員要加強對供電設(shè)備的定期檢修、維護，在機車出庫擔當運輸任務(wù)之前，機車乘務(wù)人員要對列車供電系統(tǒng)進行空載試驗，確保設(shè)備正常后再出庫擔任牽引任務(wù)，途中發(fā)生故障后可以按照以下步驟進行處理：

3.1兩路不能供電。a.機車與車輛聯(lián)掛好后，車輛請求供電，給供電鑰匙，微機顯示屏兩路供電無DC600V顯示，則斷供電鑰匙及主斷，通過電臺與車輛乘檢聯(lián)系，對方確認已經(jīng)給出請求供電指令，則打開Ⅰ、II端列供電柜上方合頁門，將集控扳鈕打到隔離位，重新合主斷給供電鑰匙供電。b.運行中兩路不能供電故障比照上述方法處理。

3.2有一路不能供電：運行中有一路供電無輸出。a.斷供電匙及主斷，將故障對應(yīng)的列供電柜上方合頁門打開，供電控制箱轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到另一組，再合主斷重新給供電鑰匙；b.將集控扳鈕打到隔離位，重新合主斷給供電鑰匙供電；c.如不能消除故障則一路供電維持運行。

3.3供電接地故障。a.運行中出現(xiàn)一路供電接地故障，重新復(fù)位供電一次不能消除則斷供電匙及主斷，將故障對應(yīng)的列供電柜上方合頁門打開，供電控制箱轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到另一組，再合主斷重新給供電鑰匙，故障消除則可繼續(xù)運行。b.如果不能消除，通知車輛將負載投入到未故障的另一路，另一路無接地現(xiàn)象，則為600V供電干線回路接地，一路供電維持運行；c.若另一路也出現(xiàn)接地，則為車輛負載接地，通知車輛查找接地點并隔離接地點。d.若車輛乘檢確認車輛無接地時，機車乘務(wù)員必須與車輛乘檢通過電系，車輛乘檢確定車輛正常無接地后，斷供電匙及主斷，將對應(yīng)列供電柜上方門打開，將列供柜內(nèi)的供電控制箱接地扳鈕開關(guān)由“投入位”轉(zhuǎn)至“隔離位”，再合主斷重新供電維持運行，并密切注意微機屏列供電電流、電壓顯示，有異常波動則立即停止供電。e.機車、車輛連掛后供電時出現(xiàn)供電接地，重新復(fù)位供電一次不能消除，斷供電鑰匙及主斷，將供電轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到另一組也不能消除時，應(yīng)立即要求車輛人員摘開供電電纜，機車進行供電空載試驗，判斷機車是否正常。

3.4過流故障。a.運行中發(fā)生過載故障時，應(yīng)重新供電一次，如能消除故障則繼續(xù)運行。b.如頻繁過載，斷供電匙及主斷，將操縱臺右方供電轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到另一組，再合主斷重新供電，仍不能消除則應(yīng)通知車輛乘檢查找故障點。

3.5直流側(cè)過壓。a.運行中微機狀態(tài)屏偶爾提示直流側(cè)過壓時，如能很快消除，屬正?，F(xiàn)象，無需處理。b.如長時間提示某一路過壓，應(yīng)和車輛乘檢聯(lián)系確認車輛600V電壓是否正常，正常時維持運行，回段處理。c.如車輛600V電壓不正常，則通知車輛乘檢將負載轉(zhuǎn)至正常的一組維持運行。

4、結(jié)束語

HXD3C型交流傳動電力機車填補我國交流傳動客運電力機車無列車供電的空白，對鐵路客運安全、平穩(wěn)運行具有重要意義。

篇8

鐵道機車車輛人才需求機車乘務(wù)員

1高職鐵道機車車輛專業(yè)的人才培養(yǎng)目標與就業(yè)崗位

高職鐵道機車車輛專業(yè)主要面向國有鐵路機務(wù)系統(tǒng)、地方鐵路、城市軌道交通企業(yè)、機車車輛裝備修造企業(yè)、有鐵路專用線的大型工礦企業(yè)電力機車運用和檢修部門一線崗位，培養(yǎng)具有高職文化素養(yǎng)和職業(yè)道德，具有規(guī)范操作、敬業(yè)愛崗、團結(jié)協(xié)作、安全意識強、服從統(tǒng)一指揮的職業(yè)素質(zhì)，熟悉有關(guān)鐵路技術(shù)管理規(guī)程及規(guī)章，具備電力機車運用、監(jiān)測與維護、故障判斷處理和檢修能力的高端技能型專門人才。主要就業(yè)單位是鐵路機務(wù)段、機車檢修段（廠）、車輛段、車站、編組場、城市軌道交通業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)運輸部的機車駕駛、機車檢修、地勤、機車保養(yǎng)等領(lǐng)域。主要升遷崗位有指導(dǎo)司機、工長、車間技術(shù)員、車間主任、項目主管、機務(wù)安全監(jiān)察等機務(wù)運用與檢修管理崗位。

2軌道建設(shè)的迅速發(fā)展對鐵道機車車輛人才需求迅猛增長

2.1東北鐵路建設(shè)的快速發(fā)展需要大批鐵路特色專業(yè)人才

東北是貨物運輸大進大出的地區(qū)，其中鐵路是最主要的運輸方式。自2005年以來，鐵道部與東北三省多次簽署了《關(guān)于加快遼寧/吉林/黑龍江鐵路建設(shè)的協(xié)議》。我校地處遼寧省，是全國既有鐵路網(wǎng)最為稠密的地區(qū)之一，遼寧省與鐵道部共同規(guī)劃建設(shè)19個鐵路項目，全長2360多公里，總投資約1530億元，包括京沈客運專線項目、哈大客運專線、丹東至大連鐵路建設(shè)項目等，加大電氣化改造力度，構(gòu)建內(nèi)通外聯(lián)、多通道、大能力的鐵路運輸網(wǎng)。2005年以來，鐵道部與吉林省先后四次簽訂戰(zhàn)略協(xié)議，確定實施新建、改建鐵路項目37個，新建、改建鐵路里程約7460公里，總投資約2365億元，將實現(xiàn)“市市通高鐵、縣縣通鐵路”的目標。鐵道部與黑龍江省攜手推進30個重點項目，總投資近2400億元，鐵路運營里程將達到8500公里以上，盡快形成以哈爾濱為中心，以哈大、哈齊客運專線等為主軸的便捷順暢鐵路運輸網(wǎng)絡(luò)。東北鐵路建設(shè)進入了快速發(fā)展時期，為鐵路特色專業(yè)人才需求提供了廣闊的發(fā)展空間。

2.2東北地鐵迅猛發(fā)展，需要大批鐵路特色專業(yè)人才

東北地鐵也在迅猛發(fā)展，僅沈陽地鐵規(guī)劃就由11條線組成，整個線網(wǎng)呈“四橫、四縱、兩L、一弦線”，線網(wǎng)總規(guī)模為400公里，其中一號線西起張士開發(fā)區(qū)，東至棋盤山，規(guī)劃全長為44公里。二號線北起蒲河區(qū)，南至空港新城，規(guī)劃全長為42公里。地鐵動力系統(tǒng)全部采用電力牽引，同樣需要大批鐵路特色專業(yè)人才。

3電力牽引占居軌道交通牽引動力主導(dǎo)地位，需要大批鐵道機車車輛專業(yè)人才

交流傳動電力牽引發(fā)展已經(jīng)進入成熟期，尤其是在鐵路高速和重載牽引方面顯示了極大的優(yōu)越性。2006年“和諧型”系列大功率重載交流傳動機車投入運用，單軸功率達到1000～1600kW，在250～300km/h及其以上的高速領(lǐng)域，交流傳動的電動車組更是獨領(lǐng)。到2015年全國將有1萬多臺“和諧型”機車投入運用，大功率交流傳動電力機車將成為我國主流牽引動力。電力機車除了在鐵路干線上應(yīng)用以外，在城市交通運輸包括城郊電動車組、地下鐵道電動車組、地面電車和工礦企業(yè)內(nèi)運輸?shù)确矫嬉捕计鹬絹碓街匾淖饔?。電力牽引占居軌道交通牽引動力主?dǎo)地位，需要大批鐵道機車車輛專業(yè)人才。

4沈陽鐵路局機務(wù)系統(tǒng)機車乘務(wù)員供不應(yīng)求

我校鐵道機車車輛專業(yè)畢業(yè)生的主要去處為中國特大的幾個鐵路局之一的沈陽鐵路局，全局機務(wù)系統(tǒng)共設(shè)置機務(wù)段5個，即沈陽、蘇家屯、錦州、通遼、吉林機務(wù)段。蘇家屯機務(wù)段是沈陽鐵路局最大的以貨物運輸為主的機務(wù)段，由長春、大連、本溪、丹東等十段合一，共有職工1萬多人，配屬機車500多臺，擔當固定交路近400對。將全局的11個中修車間22個臺位全部集中整合到蘇家屯，形成一個車間10個臺位，具備年中修電力機車250臺、內(nèi)燃機車500臺的能力。沈陽機務(wù)段始建于1904年，地處東北鐵路網(wǎng)交通樞紐，是全局唯一的客運機務(wù)段，具有日完成5臺機車小輔修任務(wù)的能力，承擔沈陽、沈陽北、山海關(guān)部分入庫機車的檢查和整備任務(wù)，承擔京哈線秦沈段救援和沈陽站、沈陽北站調(diào)車任務(wù)。近年，機車乘務(wù)員單班單司機值乘改為雙司機值乘，對鐵道機車車輛人才的需求量翻倍增長，相應(yīng)的電力機車運用和檢修人員更是供不應(yīng)求。沈局在2009年的“千名司機培養(yǎng)工程”就是在人才急需的情況下采取的應(yīng)急措施。2012年以來，沈局又在復(fù)退軍人，應(yīng)屆高職畢業(yè)生中，招收了大批專業(yè)知識幾乎零基礎(chǔ)的后備司機，作為機車乘務(wù)員隊伍的必要補充。其中的千名大學(xué)生后備司機絕大部分都不是鐵道機車車輛專業(yè)，有的甚至是文科畢業(yè)，沈局鐵道機車車輛人才匱乏可見一斑。

5機車乘務(wù)員隊伍正面臨職業(yè)素養(yǎng)全面升級

高鐵作為高技術(shù)、高科技的產(chǎn)物，需要大量的專業(yè)技術(shù)人員。按照《鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的要求，實施“人才強路”戰(zhàn)略，堅持人才優(yōu)先、以用為本的指導(dǎo)方針，以高鐵運營等領(lǐng)域人才為重點，保證高鐵主要行車崗位人員動態(tài)優(yōu)化。沈局機車乘務(wù)員隊伍正處在新老交替的關(guān)鍵期，四五十歲的人居多，前期錄用的多為技校、中專畢業(yè)生。自1998年以來的這十幾年間沈局機車乘務(wù)員基本上錄用的都是復(fù)退軍人，他們知識基礎(chǔ)相對薄弱，專業(yè)能力沒有多少提升空間，整個機車乘務(wù)員隊伍正面臨職業(yè)素養(yǎng)全面升級。近年，隨著鐵路新技術(shù)的發(fā)展和大量新裝備投入使用，沈局招收機車乘務(wù)員的要求進行全面調(diào)整，不再招復(fù)退軍人，而改招高職專門人才。我校在這個時候開辦鐵道機車車輛專業(yè)，就是審時度勢，適逢其時。

軌道特色高職院校擔負著為鐵路行業(yè)和地方城市軌道交通建設(shè)培養(yǎng)高端技能型專門人才的重任，鐵道機車車輛專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)前景樂觀是毋庸置疑的。引用我校鐵道機車車輛專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會主任、沈陽鐵路局機務(wù)專家崔總的話，我校鐵道機車車輛專業(yè)辦得好，這個時候辦鐵道機車車輛專業(yè)就是抓住了方向，抓住了鐵路用人的黃金期，非常受歡迎。

參考文獻：

[1]郝鳳榮等.HXD3B型交流傳動電力機車主輔電路.電力機車與城軌車輛，2010（2）：5-9.

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關(guān)鍵詞隔離開關(guān)；檢修管理；對策

中圖分類號TM91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）112-0155-02

由于隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中的運行數(shù)量很多，并且起著隔離電源、改變系統(tǒng)運行方式等重要作用，所以其檢修管理好壞將直接影響到電力系統(tǒng)的正常運行。然而隔離管理的檢修管理卻缺乏嚴格的規(guī)定，所以認真做好隔離開關(guān)的全方位檢查工作，對保障電力系統(tǒng)安全運行等方面都具有十分重要的意義。

1隔離開關(guān)的常見缺陷及檢修方法

1.1隔離開關(guān)底座傳動困難

因為隔離開關(guān)主要部件直接暴露在自然環(huán)境中，所以易銹蝕。而銹蝕會增大傳動阻力，給操作帶來困難。通常新投入的隔離開關(guān)在前兩年都能保證正常操作，但兩年一過就可能會出現(xiàn)不同程度的傳動困難，甚至出現(xiàn)拒動的現(xiàn)象，以致于不得不停運整條線路對其進行臨時大修處理。因此，定期進行防銹處理，對各傳動部位加劑，特別是使用性能優(yōu)異的二硫化鉬劑是解決傳動困難的有效措施。

1.2操作機構(gòu)故障

隔離開關(guān)操作機構(gòu)的故障往往表現(xiàn)為機構(gòu)傳動部分卡澀，操作阻力增大，嚴重時甚至會造成拒動。造成操作機構(gòu)故障的因素主要有以下兩點：1）機構(gòu)箱密封不好或銹蝕進水，雨水流人機構(gòu)轉(zhuǎn)動部位內(nèi)部，造成機構(gòu)銹蝕嚴重。此時若強行操作，將可能造成連桿扭彎等零部件損壞；2）電動操作機構(gòu)的控制回路故障。

因此，機構(gòu)箱應(yīng)采用質(zhì)量優(yōu)良的不銹鋼產(chǎn)品，并定期對其進行密封檢查。此外，還要加強對操作機構(gòu)控制回路的檢查，確?；芈吩骷o損壞。

1.3 導(dǎo)電回路過熱

隔離開關(guān)運行年數(shù)較長，主要零部件趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞，夾力不夠?qū)е虏糠钟|指與動觸頭不接觸或接觸面積變小，如果工作電流在較大，就會造成燒損。此外，觸頭鍍銀層工藝差、合閘不到位、接觸面臟污、迎峰度夏負荷較大時或常年處于穩(wěn)定大負荷狀等也可能引發(fā)回路過熱。

此時，可以采取以下方法進行應(yīng)對：視老化情況及時更換觸頭彈簧部件或整個接觸頭；頂起對隔離開關(guān)的導(dǎo)電電阻進行測量，發(fā)現(xiàn)有過熱情況要及時處理；調(diào)整觸頭插入深度；定期清潔接觸面或采用自清潔觸頭。

1.4瓷瓶閃絡(luò)

瓷瓶閃絡(luò)主要是由瓷瓶表面和瓷裙內(nèi)積污嚴重造成的。現(xiàn)在由于電力設(shè)備由計劃檢修制向狀態(tài)檢修制過渡，停電周期變長，使定期清掃幾乎成為不可能，所以有必要尋找可替代定期清掃的方法，如帶電水沖洗等。

2加強隔離開關(guān)檢修管理的對策

2.1實施新型混合檢修策略

隔離開關(guān)的傳統(tǒng)檢修方式是隨著主設(shè)備的定期檢修而進行，這種模式雖然可能對存在故障隱患的開關(guān)進行了必要的維修，但對健康水平良好的隔離開關(guān)則勢必會造成超量檢修，而對急需維修的開關(guān)則可能由于未到檢修周期而造成漏修。因此，改變隔離開關(guān)的定期檢修管理手段，探索故障檢修、計劃檢修、狀態(tài)檢修融為一體的混合檢修策略勢在必行。

近年來對隔離開關(guān)的檢修發(fā)現(xiàn)，達到規(guī)定的檢修周期后進行大修時，除部分負荷較大的隔離開關(guān)導(dǎo)電部分存在著傳動困難、操作機構(gòu)故障、靜觸指壓緊彈簧老化等缺陷外，絕大部分隔離開關(guān)的工作狀態(tài)良好，其傳動部分也很少出現(xiàn)銹死卡澀現(xiàn)象。因此，在增大巡視維護力度、對部分產(chǎn)品進行技術(shù)改造或升級換代的基礎(chǔ)上，采用更為先進的混合檢修策略是可行的。具體而言，可以學(xué)習借鑒 “點檢定修”的設(shè)備管理工作理念，將對隔離開關(guān)以修為主變?yōu)閷ζ湟怨転橹鳌Ｍㄟ^對開關(guān)定人、定時、定項、定方法和定標準的全方位的動態(tài)監(jiān)測與分析，并綜合有關(guān)運行數(shù)據(jù)、檢修維護情況等，對隔離開關(guān)的工作情況實行跟蹤管理，對存在故障隱患的隔離開關(guān)進行及時處理，而對健康狀態(tài)良好的開關(guān)則僅作必要的日常維護即可。

2.2把握好隔離開關(guān)的初始狀態(tài)

由于隔離開關(guān)的初始狀態(tài)對其往后再電力系統(tǒng)中的正常運行有著直接影響，所以應(yīng)重視對隔離開關(guān)的選型和質(zhì)量驗收工作，對質(zhì)量不合格的產(chǎn)品要堅決拒收。同時，對某些由于設(shè)計、制造工藝等方面的原因而在運行中暴露出的先天性缺陷，如果不能依靠檢修維護徹底消除，則應(yīng)更換產(chǎn)品。

2.3重視檢修人員的培訓(xùn)工作

結(jié)合隔離開關(guān)的實際工作情況，組織檢修人員學(xué)習常見故障的發(fā)生規(guī)律和檢修方法，同時還可以采用案例教學(xué)和實戰(zhàn)演練的方式來加深檢修人員對所學(xué)內(nèi)容的印象和理解。此外，還應(yīng)通過制定完善的考核制度、責任人制度和獎懲制度等來提高檢修人員的業(yè)務(wù)水平和責任心。

2.4做好技術(shù)管理工作

只有把握好隔離開關(guān)的初始狀態(tài)、加大檢修人員的培訓(xùn)力度、完善混合檢修工作制度，才能提高隔離開關(guān)的檢修質(zhì)量和檢修效率，而所有這些都依賴于隔離開關(guān)的技術(shù)管理工作。要做好隔離開關(guān)的技術(shù)管理工作，具體需要做到以下幾點：首先，檢修人員在隔離開關(guān)的選型初期就應(yīng)全面參與產(chǎn)品的調(diào)研、設(shè)計、出廠驗收及安裝，以盡早地進入產(chǎn)品的技術(shù)管理角色，為今后產(chǎn)品的技術(shù)改造、升級換代、故障排查等工作打下堅實的基礎(chǔ)；其次，各個系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)定期組織召開技術(shù)會議，并結(jié)合本系統(tǒng)內(nèi)部隔離開關(guān)的工作情況制定統(tǒng)一的技術(shù)管理標準，通過技術(shù)標準的規(guī)范執(zhí)行，使檢修工藝更具規(guī)范性、檢修管理工作水平不斷得到提高。最后，相關(guān)單位制定實施的混合檢修策略要符合隔離開關(guān)的技術(shù)管理現(xiàn)狀和運行管理水平，力求通過實施科學(xué)的檢修策略來增加技術(shù)管理工作的質(zhì)量，進而充分保證隔離開關(guān)的正常運行。

3結(jié)論

總之，提高隔離開關(guān)的檢修質(zhì)量和效率是保障電力系統(tǒng)安全運行的重要基礎(chǔ)，也是電力企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益增長的保障，具有極其重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：礦山電力機車 蓄電池 架線 電纜 安全生產(chǎn)

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）26-01-01

一、引言

隨著礦山機電設(shè)備自動化程度的不斷提高，礦山機電設(shè)備逐漸成為影響礦山生產(chǎn)運營的重要因素。目前，科學(xué)技術(shù)日新月異，礦山生產(chǎn)技術(shù)裝備不斷更新，傳統(tǒng)的礦山機電設(shè)備逐漸被先進的電力設(shè)施所代替。

在各種礦山機電設(shè)備中，礦山機車是放在首位的，可以說，沒有礦山機車，就無法維持礦山的生產(chǎn)作業(yè)。礦山機車主要包括蒸汽機車、內(nèi)燃機車和電力機車三種形式，此外各種機車又分成不同的種類，在選用礦山機車時，要根據(jù)礦山的作業(yè)環(huán)境、供電能力、生產(chǎn)能力以及投資能力等方方面面進行斟酌和對比，最終選擇最符合礦山投資的機車設(shè)備。同時，在惡劣的礦山作業(yè)環(huán)境中，要不斷加強安全管理，實現(xiàn)“安全生產(chǎn)”的安全目標。

二、礦山電力機車概述

（一）礦山電力機車簡介

在礦山系統(tǒng)中，電力機車設(shè)施具有非常重要的作用，它是當前我國礦山系統(tǒng)的主要運輸工具。礦山電力機車系統(tǒng)主要包括機車軌道、機車車體、牽引裝置以及輔助設(shè)備等，它與耙礦設(shè)備、裝礦設(shè)備、帶式輸送機等礦山設(shè)施共同構(gòu)成一條完整的礦山運輸系統(tǒng)。礦山電力機車主要用于井下運輸大巷和地面的長距離運輸，它相當于鐵路運輸中的電氣機車頭，牽引著由礦車或人車組成的列車，完成對煤炭、矸石、設(shè)備以及人員的運送任務(wù)。機車運輸是組織生產(chǎn)、決定礦山生產(chǎn)能力的主要因素，其主要作業(yè)流程是：將礦石（或廢石）通過運輸巷道運至地下儲礦倉、井底車場，再將井底車場處的各種物資和人員運送到選礦場，經(jīng)選礦作業(yè)后將廢石運至排土場。

（二）礦山電力機車組成

概括地說，礦山電力機車由機械部分和電氣部分組成。其中，機械部分包括車架、輪對、軸承箱、彈簧托架、制動裝置、撒砂裝置、連接緩沖裝置等，電氣部分包括直流串激電動機、控制器、電阻箱、受電弓、空氣自動開關(guān)或隔爆插銷等，有的還包括蓄電池設(shè)備。簡單地說，車架是機車的主體部分，由厚鋼板焊接而成。整個機車系統(tǒng)，除了輪對和軸承箱以外的所有機械零部件和電氣裝置都安裝在車架上，整個車架通過彈簧托架支承在軸承箱上，軸承箱與輪對兩端的軸頸配合安裝，這樣就構(gòu)成了一個完整的電力機車。礦山電力機車采用齒輪傳動，主要有兩種型式：一種是單級開式齒輪傳動，另一種是兩級閉式齒輪減速箱。由于開式傳動方式傳動效率低，而且傳動比較小，再考慮到礦山系統(tǒng)相對惡劣的作業(yè)環(huán)境，不宜選擇開式齒輪傳動形式。另外，閉式齒輪箱不僅能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的工作環(huán)境，而且具有較高的傳動效率，齒輪的整體使用壽命也相對比較長。

三、礦山電力機車的選型

礦山機車主要包括蒸汽機車、內(nèi)燃機車和電力機車三種形式，也可以說它們依次是礦山機車的三個時代：蒸汽機車逐步淘汰，內(nèi)燃機車僅僅適用于地上部分的運輸作業(yè)，電力機車是目前礦山機車的主流運輸工具。

第一種，架線式電力機車。

架線式電力機車的主要工作原理是：高壓交流電經(jīng)牽引變流裝置進行降壓、整流處理，將其正極連接到架空線上、負極連接到鐵軌上，隨后電力機車上的受電弓與架空線充分接觸，將整定后的電流引入機車內(nèi)部，再依次經(jīng)過空氣自動開關(guān)、控制器、電阻箱等電氣元器件進入牽引電動機，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)。電動機運轉(zhuǎn)之后，通過機械傳動裝置，帶動車輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對機車的牽引過程。在電力機車正常工作的過程中，從電動機流出的電流經(jīng)軌道流流裝置，從而在機車內(nèi)部形成一個閉環(huán)電路。架線式電力機車的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，維護方便；成本較低，速度較快；機車的用電效率高，運輸能力大，應(yīng)用范圍廣。但是，架線式電力機車也存在著下述缺點：首先，必須有整流和架線設(shè)施，不夠靈活；第二，工作過程中容易產(chǎn)生火花，因此應(yīng)避開瓦斯嚴重區(qū)域；第三，初期建設(shè)投資較大，投資回報周期較長。

第二種，蓄電池式電力機車。

顧名思義，蓄電池式電力機車就是用蓄電池供給電能，需要有配套的蓄電池充電設(shè)施。對于電力機車而言，每臺機車需要至少配備2-3套蓄電池組。這種電力機車的優(yōu)點是：無須架線，作業(yè)靈活，適用于產(chǎn)量小、巷道不規(guī)則的運輸系統(tǒng)；作業(yè)過程中不產(chǎn)生火花，能夠在有瓦斯的礦井使用。其缺點是：需要配置足夠的充電設(shè)備，因此初期投資比較大；在生產(chǎn)作業(yè)過程中，用電效率較低，運輸費用較高。

第三種，架線-蓄電池式電力機車。

這種電力機車是在架線式電力機車與蓄電池式電力機車相結(jié)合的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的，這種電機車上有自動充電器，可利用架線電源隨時對車載蓄電池自動充電。在工作過程中，它既能從架線取得電能工作，同時能夠在不便裝設(shè)架線的區(qū)域依靠蓄電池進行供電。架線-蓄電池式電力機車具備了架線式與蓄電池式電力機車的共同優(yōu)點，提高了機車的利用率，甚至能夠用于直接開進開拓掘進巷道。

第四種，架線-電纜式電力機車。

架線-電纜式電力機車是將架線式電力機車與電纜相結(jié)合的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的。當其在運輸大巷工作時，可以直接從架線吸取電能；在不方便裝設(shè)架線的區(qū)域行使時，可以采用電纜供電。

四、礦山電力機車的安全管理

電力機車等機電設(shè)備的安全運行是礦山安全生產(chǎn)的重要組成部分。近年來，因機電設(shè)備造成的安全事故和人身傷害案例時有發(fā)生，給企業(yè)和個人帶來巨大的經(jīng)濟損失和心理傷害。因此，分析查找事故原因，采取有效的預(yù)防措施，最大限度減少或杜絕此類事故的發(fā)生是礦山企業(yè)義不容辭的責任。

做好礦山電力機車的安全管理，主要應(yīng)從兩個方面著手：第一，要建立健全包括全體員工、各個方位、全過程的安全信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，并制定和健全科學(xué)的行之有效的安全信息管理工作程序，使安全工作檢查經(jīng)?；?；第二，要形成制度化的安全教育和培訓(xùn)工作，應(yīng)該建立專門的安全監(jiān)督監(jiān)察部門，主管安全教育培訓(xùn)，寧轉(zhuǎn)原來安全培訓(xùn)多頭管理的現(xiàn)象。

為了提高礦山機電設(shè)備安全管理的效率，礦山企業(yè)應(yīng)該順應(yīng)時代潮流，在電力機車的控制和管理上應(yīng)用計算機技術(shù)。現(xiàn)代化大規(guī)模的生產(chǎn)方式要求礦山企業(yè)重視對井下安全信息的交流，以保證隨時作出正確的決策進行安全管理。從目前情況來看，我國從大部分礦井安全信息中心站反映出來的情況中，比較突出的問題是信息中心站每天收集到反映安全狀況的大量信息，靠人工方法在短時間內(nèi)進行全面的信息登記，分析和處理是比較困難的，并且在這個過程中還容易出現(xiàn)差錯，這就需要借助于現(xiàn)代化的信息處理工具來實現(xiàn)，而計算機就是適合參與并完成這項工作的輔助設(shè)備。

現(xiàn)代化的礦山機電設(shè)備安全管理系統(tǒng)是一個綜合性很強的項目，這其中不僅僅涉及到礦山電力機車等重要的機電設(shè)備設(shè)施，還涵蓋了整個礦山生產(chǎn)中的方方面面，比如礦山企業(yè)的人、機、料、法、環(huán)等諸多的環(huán)境因素。

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