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牵引供电系统可靠性建模方法

谢将剑 吴俊勇 吴燕

谢将剑, 吴俊勇, 吴燕. 牵引供电系统可靠性建模方法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 23-26.
引用本文: 谢将剑, 吴俊勇, 吴燕. 牵引供电系统可靠性建模方法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 23-26.
XIE Jiang-jian, WU Jun-yong, WU Yan. Modelling method for reliability of traction power supply system[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 23-26.
Citation: XIE Jiang-jian, WU Jun-yong, WU Yan. Modelling method for reliability of traction power supply system[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 23-26.

牵引供电系统可靠性建模方法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 60674005

铁道部重点项目 E06D0020

北京交通大学校基金项目 EJ07001

详细信息
    作者简介:

    谢将剑(1988-), 男, 江西鹰潭人.北京交通大学工学硕士研究生, 从事牵引供电系统可靠性研究

    吴俊勇(1966-), 男, 湖北宜昌人, 北京交通大学副教授, 工学博士

  • 中图分类号: U223.6

Modelling method for reliability of traction power supply system

More Information
    Author Bio:

    XIE Jiang-jian (1988-), male, graduate student, +86-10-51687683, 07121994@bjtu.edu.cn

    WU Jun-yong (1966-), male, associate professor, PhD, +86-10-51687107, wujy@bjtu.edu.cn

  • 摘要: 采用基于遗传算法的拟合方法, 提出了一种以威布尔分布模型为基础的牵引供电系统的可靠性建模方法。以京广线郑州南段牵引供电系统为例, 根据统计的14年设备失效率信息, 采用建模方法建立了牵引供电系统各设备的可靠性模型, 运用BDD算法得到整个牵引供电系统的可靠性模型, 计算了系统的有效寿命。拟合优度的K-S和W2检验结果表明: 该建模方法是一种适用于牵引供电系统特别是接触网系统可靠性分析的。有效寿命的计算结果表明: 牵引供电系统与接触网的有效寿命分别为3.116年与3.215年, 供电系统的可靠性在很大程度上取决于接触网的可靠性。

     

  • 图  1  拟合流程

    Figure  1.  Fitting procedure

    图  2  牵引变电所主接线简图

    Figure  2.  Simplified main wiring diagram of traction power supply substation

    图  3  牵引变电所简图

    Figure  3.  Simplified diagram of traction power supply substation

    表  1  故障率的实测数据

    Table  1.   Factual data of failure ratios

    时间/年 牵引变压器 隔离开关 电流互感器 接触导线 承力索 绝缘子
    1 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    2 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    3 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    4 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    5 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 461 0.000 000 0.001 955
    6 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.001 797 0.000 000 0.000 000
    7 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 062
    8 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.007 208 0.000 000 0.000 000
    9 0.000 000 0.015 766 0.000 000 0.019 314 0.001 787 0.000 000
    10 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.018 493 0.000 000 0.000 105
    11 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.008 301 0.000 000 0.000 000
    12 0.004 167 0.000 000 0.000 000 0.016 731 0.000 000 0.000 000
    13 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.031 731 0.000 498 0.000 000
    14 0.083 330 0.083 330 0.083 330 0.083 333 0.083 333 0.083 333
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    表  2  故障率拟合结果

    Table  2.   Fitting result of failure ratios

    时间/年 牵引变压器 隔离开关 电流互感器 接触导线 承力索 绝缘子
    1 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    2 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    3 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    4 0.000 001 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    5 0.000 003 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000 0.000 000
    6 0.000 010 0.000 003 0.000 000 0.000 000 0.000 001 0.000 000
    7 0.000 031 0.000 017 0.000 000 0.000 000 0.000 006 0.000 000
    8 0.000 081 0.000 069 0.000 000 0.000 000 0.000 035 0.000 000
    9 0.000 188 0.000 241 0.000 000 0.000 000 0.000 172 0.000 004
    10 0.000 397 0.000 737 0.000 000 0.000 000 0.000 712 0.000 046
    11 0.000 782 0.002 024 0.000 000 0.000 008 0.002 580 0.000 406
    12 0.001 452 0.005 090 0.000 000 0.000 166 0.008 357 0.002 975
    13 0.002 566 0.011 893 0.000 016 0.002 605 0.024 638 0.018 573
    14 0.004 347 0.026 091 0.110 310 0.033 248 0.067 044 0.101 210
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    表  3  可靠性模型的参数与检验结果

    Table  3.   Parameters of reliability models and test results

    设备名称 拟合参数 K-S检验(a=0.01) W2检验(a=0.01)
    α β D 接受否 W2 接受否
    电流互感器 170.629 120.656 1.000 0.710
    隔离开关 182.703 11.602 0.867 0.470
    牵引变压器 226.043 8.113 0.952 0.813
    接触导线 177.000 35.363 0.989 0.700
    承力索 170.957 14.508 0.849 0.247
    绝缘子 170.406 23.879 0.911 0.229
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    表  4  牵引变电所主要设备

    Table  4.   Main equipments of traction power supply substation

    设备种类 符号
    电流互感器 CTi (i=1, 2, …, 8)
    断路器 DLi (i=1, 2, …, 8)
    自动隔离开关 GLi (i=1, 2, …, 8)
    牵引变压器 Ti (i=1, 2)
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    表  5  可靠性模型参数与平均寿命

    Table  5.   Parameters of reliability models and average life-spans

    系统 可靠性模型参数 平均寿命/年
    α β
    牵引变电所 150.87 13.52 11.093
    接触网 55.17 4.86 3.215
    牵引供电系统 54.21 4.36 3.116
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-03-12
  • 刊出日期:  2008-10-25

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