电气化铁道技术论文范文
时间：2023-03-02 03:35:28
电气化铁道技术论文范文第1篇
关键词：电气化铁路；接触网故障；防护措施
中图分类号：TM92文献标识码： A
一、电气化铁道接触网的特点
接触网是一种多在露天架设、没有备用的户外供电装置。因此很容易受到外界各种恶劣自然因素的影响，一旦发生故障，将会直接影响列车的正常运行。所以，一个合理安全的接触网必须具备以下特点: (1)接触网悬挂应弹性均匀；(2)接触线的坡度应变化平滑；(3)接触网在受电弓压力与风力等作用下应具有良好的稳定性；(4)接触网的结构与零件应尽量做到轻巧简单并且实现标准化；(5))接触网应具有一定的抗腐蚀性和耐磨性；(6)接触网的建设应做到满足其要求性能的前提下尽量节约成本。
二、电气化铁路接触网故障分析
(一)弓网故障分析
弓网的作用是受电弓与接触网在良好的密贴接触下，将电能源源不断的输送给电力机车。它有单边供电、双边供电、越区供电三种供电方式。单边供电是指一个供电分区只能从一个牵引变电所获得电能,双边供电是指一个分区可以同时从两个牵引变电所同时获得电能，越区供电就是当一个分区的牵引变电所因故障不能正常供电时,通过其他牵引供电系统为这个分区提供电能的方式。
弓网故障的一般表现是接触网的参数发生了变化,接触网的零件脱落,变形。而这些表面的损坏会直接导致弓网故障。主要有五点原因,第一是因为接触网部件结构有问题,长期的使用过程中出现动荡以及施工时期留下的隐患都会造成接触网零件的变形和脱落。第二是目前铁道系统的列车速度逐渐提高,接触网部件就成了接触网弹性最脆弱的地方,这个地方的弓网压力越大,各部分的螺栓就越容易脱落。第三就是接触网的结构不合理也会造成接触网的故障产生,设计或者是施工的问题,让接触网存在隐患,当出现天气原因或者是温差过大就会出现故障。第四个原因就是接触网的零件主体和安装形式都出现问题,就像现在大街小巷各处所见的各种广告牌,标示牌,因为牌面面积大,并且非常容易就能被铁丝固定,也非常容易被风吹落,接触网的零件也是同样的道理,施工过程安装的越简单就越容易受到外界的影响而脱落。第五是零件脱落还可能是因为零件本身的质量问题,零件质量不过关通常会让接触网的参数发生改变。
(二)绝缘方面的故障
接触网是一种特殊的高压供电设备,所以绝缘是其中最基本也是最重要的技术指标,但是它又是跟地方上的供电线不同的,接触网悬挂的高度跟列车很近,很容易被环境污染,在外界的影响下,绝缘的工作难度大。在绝缘方面,无论是绝缘的材质还是绝缘体跟空气之间的间隙都会引起绝缘故障,一般表现为接触网带电部分会对接触体放电,绝缘体部件被击穿,接触网对地面放电。绝缘方面出现故障主要是因为清扫的间距太长,周围的环境污染过于严重,让绝缘子表面覆盖了很多的导电介质而导致被击穿,也可能清扫工作做到位,但是周围存在化工污染,这样的环境也容易让绝缘子被击穿,另外在电气列车经过的过程中,接触网与电气列车长期处于摩擦的状态,接触网的表面会产生一层碳粉,碳粉会让电弧沿着表面发生击穿故障。在铁路旁边会有建筑物或者自然植物,而这些外界物体都会因为自然灾害而改变存在的状态,所以当接触网跟外界物体的距离变得更近的时候,接触网就会被动的发生漏电故障,同时动物的身体也是引起绝缘故障的原因之一。
(三)电气联结方面的故障
接触网是机电合一的供电设备,所以在运行的过程中发生电气方面的问题是在所难免的,电气方面的故障虽然少,但是也会造成严重的影响,其中最严重的故障就是电气烧伤。一般导致电气烧伤的原因有几种,首先是牵引裕量的问题,一般在电气化的设计过程中,会对线路牵引运能的裕量增加进行考虑,但随着经济的发展,铁路运输飞速发展,目前牵引运能的正价已经超出了裕量,所以容易导致电气烧伤。
综上所述，对电气化铁路接触网故障产生的原因总结起来主要有以下几点：
(1)施工质量不合格。在施工时，没有将各部位螺栓按要求紧固到位，导致在运行过程中螺栓出现松动、脱落等现象，从而引发接触网参数发生改变。当其参数超出受电弓工作范围时，即通常会发生钻弓、打弓故障。
(2)接触网部件变形或零件脱落。在列车长期运行的过程中，很容易就会产生震动疲劳，从而导致部件变形或者零部件脱落。同时随着列车车速的不断提高，接触网所承受的压力亦愈来愈大，也促进了零部件的脱落。
(3)接触网结构不合理。由于施工或者设计方面的原因导致接触网结构不合理从而引发故障的情况也比较普遍。
(4)自然灾害。由于接触网是一种露天装置，所以很容易就会受到外界自然灾害的影响，导致支柱倾斜，接触网参数发生改变等等。同时设置位置的限制还会导致其容易受到破坏造成接触网支柱与接触网悬挂参数的改变从而引发故障。
三、应对故障的措施
(一)对弓网故障的应对措施
加强对接触网的参数监测工作,严格的按照正常运行的指标,定期对接触网的参数进行监测,掌握设备的整体状态,一旦发现问题,及时修正和更换。还要加强接触网中各个部位的螺栓、防松垫片以及螺母等的检查,在设备刚开始投入使用的时候就要对各个部位的螺栓和螺母进行加固,在运行过程中也要定期检查是否有松动的情况。另外在条件允许的情况下,要多使用防松垫片。在设备的安装过程中要主动的考虑到当地的气候条件和温度条件,还要做好预防自然灾害的保护准备。值得一提的是有些不能适应列车运行条件的接触网部件和处所需要改造,比如说高速动车组运行的分段,分相和抬高受限处所,容易脱落的部件如“接触网终点”、“临线有电”就需要及时更换。
(二)对绝缘故障的应对措施
首要工作就是强化绝缘的清扫工作,尤其是对污染严重的区域更要在短周期内进行清扫,另外在外部环境较为恶劣的地方需要采取抗污性能强的硅胶绝缘子,就像在化工厂附近的绝缘体。对于接触网线索的调整要充分考虑外部环境和温度的变化,要绝对保证绝缘物体能够承受一定范围内的温差变化,对于铁路附近的建筑物,植物或者是动物,只要是对铁路会产生影响的都必须清除,动物也要禁止靠近。
(三)对电气联结故障的措施
电气联结故障主要是因为运输过程中出现超负荷的现象,这里两种方法能够解决当前情况,首先是加大电气化铁路接触的负载量,让接触网的负载量能够满足最大运输需要,另外一点就是增设电气铁路,增设接触网,分担运输任务和压力,这样就能在很大程度上降低电气联结方面的故障。
除了以上这些故障处理的措施之外，还要加强电气化铁路接触网的日常检修，以下就对在电气化铁路接触网故障检修方面需要注意的事项进行阐述：
（1）由于受气候影响或工作人员的技术水平等因素的影响，容易造成获取的接触网技术参数存在偏差和修前调查存在误差，因修前调查报告是确定设备是否需要检修的重要依据，修前鉴定工作质量直接影响接触网的设备检修质量及检修后的运行状态。由此可见，定期对接触网设备技术参数测量和巡检，预防设备隐患、技术参数超标而造成接线网故障是多么的重要。
(2)要重点检查接触网设备及零部件松、脱、卡、磨、烧的现象。同时，严格按照检修标准来检修，加强对接触网设备各部螺母、弹垫、螺栓、防松垫片及动态部位零部件活动状况的平推检查。要保证接触网的参数始终在标准范围内，就要先对设备中的各部连接螺栓进行平推紧固，然后通过抽查、总结的方式，使螺栓动态松动周期的摸索整理逐步完成，这样有利于及时对各部件进行紧固，优化检修计划。对有可能造成承力索导线非正常过流的部位加装可靠的电连接，保证电连接线夹设备线夹连接的可靠性。
(3)配置和用好先进的工器具。检修工器具逐步向高精度和大型化发展，维护管理单位积极与上级部门沟通，争取配置先进的工器具，提高检修质量和效率，为设备的稳定运行提供保障。对于配置的先进仪器如“力矩扳手”等先进工器具，要充分利用，妥善保管。
(4)制定科学可行的年度检测计划和月度维修计划：认真分析设备运行规律、存在的倾性问题，对设备缺陷进行分类汇总，总结运行规律，制定出合理、可行的监测、检修计划，提高设备检修的针对性。
(5)采取集中检修模式，做好修前调查、修中监督、修后验收工作。检修前对要检修区段设备进行详细调查，列出需要检修的项目和内容，使检修工作有的放矢，提高检修的有效性；检修时，监护人员、互修人员要加强监督和提醒，发现不符合工艺、标准的检修要及时制止；对于检修后的设备，要组织技术过硬的人员进行抽查，及时掌握设备的检修情况，确保检修质量。
(6)积极开展设备的平推整治工作，以“先正线、后侧线；先重点、后一般”为原则，最大限度消除验收中遗留的设备缺陷及隐患，全面掌握设备的技术状态，提升整体设备质量。要按照要求填写相应的检修、试验记录，以此记录为依据作为周期性监测、维修的起始日期，将设备纳入正常的运营维护管理中。
(7)严格记名检修制度，检修人本人要签字，保证检修质量。检修完成后需要及时填写“设备检修记录”，检修人要及时在检修记录上签字，不得代签。
(8)制定考核办法：对维修、监测周期范围发生设备故障的，要进行考核。对于检修过的设备在周期内发生故障的，按照“谁检修谁负责”“的原则，对该区段检修人、互检、监护人、工作领导人进行考核。
(9)维护管理单位要建立设备质量评定制度，对设备质量进行周期评定，对发现的质量问题要进行考核。每年建立一个标准区段，使设备在各方面达到技术标准，以后逐年推进，最后达到全管内设备技术达标。
(10)为保证接触网设备的安全运行，针对设备运行过程中存在的倾向性问题，应开展专项性整治工作，重点是绝缘、电气接续、几何尺寸等方面。
(11)加强巡视力度，及时消除外界因素对接触网设备的影响。在隧道漏水大的地方加装绝缘护板，防止水滴落在接触网、供电线上造成跳闸或烧断线。
结语
在电气化铁道中，接触网线路是在电和力两者协调下工作的，是一种特殊的供电设备。其结构和应用环境的特殊性，注定了其故障的多样性和频繁性。能够更深入的了解其故障现象、原因以及与其相对应应该采取的处理和预防方法有助于加强人们对故障本源的认识，从而有利于人们提高接触网的性能，减少接触网发生故障的频率，为我国营造一个安全顺畅的运输系统。
参考文献
[1]陈磊.电气化铁路接触网故障分析与对策研究[J].太原铁道科技,2010,02:19-21.
[2]黄涛.浅析电气化铁路接触网弓网故障及其防范措施[J].甘肃科技,2011,23:70-72.
电气化铁道技术论文范文第2篇
【关键词】电气化铁路；负荷特性；计量方案
随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。
1 电气化铁路的影响以及负荷特点
（1）电气化铁路对电网波形的影响。在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生一定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。
（2）电气化铁路符合的特点。在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。
在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。电力机车有着较大的功率和速度，并且负载状况也会发生频繁的状况，电力机车不仅会产生大量的电力谐波，且具备着不断变化的特点，也会对公用电网产生波动的现象，从而对电力系统产生严重的影响。
总而言之，电气化铁路用电负荷的特点主要包括：较大的容量和负序电流、较高的谐波含量；并且三相和电压会出现严重的不平衡现象，并且电流波形畸变等。用电负荷在具备着这些特点后，通常会对公用电网运行产生严重的影响，对电网的安全性和可靠性都产生影响。电气化铁路用电负荷不仅会对电力系统的电能质量和安全运行都会产生严重的影响，也会对电气化铁路牵引站的可靠性供电产生影响。而在危害电气化铁路因素中，主要就是电力谐波。
2 电力谐波计量方案
目前在谐波电能计量方式中主要分为两种，其一是感应式电能表，其二是电子式电能表。首先是感应式电能表，在谐波电能计量方式中，由于感应式电能表在工作时，有着较小的工作频率范围。在工频范围是45Hz-65Hz之间，它的铁芯才会对基波功率和电能进行测量。当输入信号的频率在发生变化后，使电流、电压磁通也会发生变化，而且电压和电流的夹角也会发生变化，从而引起驱动、抑制和补偿等力矩发生变化，造成计量出现误差的现象。当输入信号的频率不断增高时，误差向负方向也会增大，而计量只能得到较少的电量。在感应式电能表工作频率范围小于高次谐波的频率，从而感应式电能表不能在谐波电流中使用。
在电子式电能表对谐波电流进行计量时，由于数字化技术的快速发展，在很大程度上推动了谐波电流计量技术的发展，主要包括谐波和基波有功电能计量芯片和谐波无功电能计量芯片。在谐波电流计量技术中已经实现了非正弦计量。电子式电能表频率需要较宽的范围，当计量原理出现差异性后，在计量谐波电流时也会出现差异性。在利用电子式电能表进行计量时，主要有三种方式。
首先是普通计量方法。采用普通的计量方法对谐波电流进行计算时，需要利用数字乘法器的原理进行计量。在无功计量时，需要利用基波移相90度的方法。在普通电子表计量方式中，谐波源用户通常产生的谐波功率，会与基波功率相反，然后在向电网馈送，在普通电子表计量方式中会产生有功功率，造成总有功率的减少，也降低了有功电能。
其次是基波计量方式。在基波计量方式中，总有功功率与基波有功功率相等，当将非线性负载的影响消除后，通常也没有将对电网有害的谐波进行计算。
最后就是各次谐波叠加的计量方式。各次谐波叠加计量方式中当基波的有功功率加上各次输出谐波有功功率后就等于总有功功率。不仅将供电网电压中所造成损耗的谐波排除后，也计算了对电网有害的谐波有功功率，具备着较高的科学性、合理性和准确性。
3 选择谐波电流计量方案
（1）普通全波电能表。普通全波电能表应用在较广的范围中，有着最长的运行时间。在普通全波电能表中的有功电能中，主要是进行输入的谐波电能计量，将输出的谐波电能排除，主要适合在电网关口、电厂关口和非谐波源用户等进行计量收费，他们的电磁环境负荷都较为纯净。
（2）基波电能表。基波电能表可以有效的防止非线性负载对电能计量产生的影响，并且基波电能表计量出来的结果，通常都是按照谐波源用户的谐波情况。在基波电能表计量方式中，将电能计量点上的负谐波电能进行排除，只是对用户消耗的有功电能进行计量，并没有计量有害的谐波电能，因此，应用基波电能表只能是在电气化铁路等方面，对用户进行计量和收费。
（3）谐波电能表。谐波电能表在计量数据时，会大于和等于普通全波表所计量的数据。当谐波越大时，计量数据就会出现越大的差值。谐波电能表与其他两种计量方式相比有着更好的科学性、准确性和合理性。使用谐波电能表可以将用给谐波源用户消耗的有功电能进行全面的记录，同时也可以准确的计量用户向电网传输的谐波电能。谐波电能表作为有效的科学依据，可以帮助电力公司向用户征收较多的电费，并且也可以向污染电网的用户征收惩罚性电费。采用谐波电能表可以能够有效的抑制谐波污染，使电能质量得到有效的提高，另外也可以作为净化用电环境的有效手段。但是采用谐波电能表，需要耗费大量的成本。
4 总结
在电气化铁路负荷计量方案中，要对电气化铁路用电负荷的特性进行全面的分析，从而制定有效的计量方案。在制定计量方案时，要对普通全波电能表、基波电能表和谐波电能表进行全面的分析，然后根据它们的特性，从而选择最佳的计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。
参考文献：
[1]朱彬若.电气化铁路负荷特性分析和计量方案研究[J].第四届全国电磁计量大会文集，2007（05）.
[2]景德炎.电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议[J].会议论文，2008（11）.
[3]周星明，付连元，马晓燕，杜昊.银川城市电网负荷特性分析及预测[J].宁夏电力，2007（04）.
电气化铁道技术论文范文第3篇
关键词 高速铁路电力供电系统
Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.
Keywords high speed railway power supply system.
中图分类号：U224 文献标识码：A
一、电力牵引供电系统的概述
（一）电力牵引供电系统
电力牵引供电系统，是指电气化铁路中由牵引变电所和接触网组成的向电力机车供给牵引用电能的系统。牵引变电所将电力系统通过高压输电线送来的电能加以降压和变流后输送给接触网，以供给沿线路行驶的电力机车。有些国家电气化铁路有时由专用发电厂供电。
电力牵引供电系统按照向电力机车提供的电流性质分为直流制和交流制，交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。各种电流制的电力牵引供电系统的设备有很大的差别。
工频交流单相电力牵引供电系统主要有牵引变电所和牵引网组成，牵引网实行单相供电，由馈电线、接触网、轨道电路及回流线等组成。为了使电能有效、可靠地供给电力机车、开闭所等。我国规定牵引网额定电压为25kv，额定平率为50Hz。牵引供电构成的回路是：牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨和大地——回流线——牵引变电所。
（二）电力牵引特点
1、电力牵引机车本身不带燃料，可使用二次能源，为非自给式牵引动力，并由大容量电力系统供电，连接全国电网，能源有保证。
2、机车或动车组总功率大，具有启动和加速快、过载能力强，运输能力大等特点，能满足各种现代交通运输队快速、大运输能力的需要。
3、不造成空气和环境（噪声）污染，改善劳动条件。
4、电力牵引的总效率高，节约能源。我过的铁路机车牵引经历了蒸汽机车、内燃机和电力机车的发展阶段。
5、安全性高。随着信息技术、微电子技术的广泛应用，电力机车可实现实时检测故障、自动驾驶、遥测及遥控，电力牵引系统易于实现全面自动化和信息化，从而大力提高劳动生产效率和经济效益。
6、有利于铁路沿线实现电气化，促进工农业发展。
二、接触网供电概述
（一）接触网供电
从牵引供电回路可知，接触网受到牵引供电系统的影响。接触网是在电器化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。
接触网主要由以下内容组成：①基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；②基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；③接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；④其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。
接触网的电压等级：工频但相交流制度:25KV。
接触网主要通过单边供电、双边供电、越区供电及并联供电四种方式。
（二）优化接触网
接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给店里机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态讲直接影响着电气化铁道的运输能力。为了减少接触网的弊端，我们主要通过；接触网的控制；供电方式的调整；防干扰设施来优化接触网。
1、接触网的控制
由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：①在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车的正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。②接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。③要求接触网对地绝缘好，安全可靠。④设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。⑤在事故的情况下，便于抢修和迅速恢复送电。⑥尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。
2、供电方式的选择
供电方式直流制电气化铁路接触网普遍采用两边供电方式，在相邻的两个牵引变电所供电的接触网中间设置分区亭，将接触网连通。运行中的电力机车由两边的牵引变电所同时供电。这种供电方式可降低接触网中的电能损失，减小接触网的电压降，一个牵引变电所停电时，电力机车运行不致中断。交流制电气化铁路则常采用一边供电方式，接触网在分区亭处断开，分区亭只在一边牵引变电所停电时接通，由另一边牵引变电所越区供电。
3、防干扰设施的建立
防干扰设施为了减少接触网电流的电磁感应对沿线通信电路的干扰，在交流制电气化铁路邻近城镇的区段将接触网每2～4公里划成一个吸流分段，设置回流线和吸流变压器。这时，电力机车的电流沿回流线流回牵引变电所，从而沿轨道和大地流回的电流很少。回流线和接触网的电流近似相等，方向相反，这就大大减轻了电气化铁路对沿线通信电路的干扰。这种方式的缺点是吸流变压器串接在电路中，加大了接触网阻抗。日本新建设的工频单相交流制电气化铁路采用了自耦变压器方式，沿铁路每10公里左右设置一台自耦变压器。自耦变压器中性点接地，一端接接触网，另一端接回流线，称为正馈（电）线。正馈线和接触网电流大小相等，方向相反，同样起着减小对通信电路干扰的作用。另一方面，由于接触网和正馈线之间电压为二倍接触网电压，沿接触网电压降便大大减小。
三、牵引供电系统主要供电设备
（一）电气设备的概述：
一次设备分：开关电器、变换电气、保护电器、补偿电气、成套装置和组合电气。
（二）牵引变压器
电力变压器是变电所中最重要的一次设备，其主要功能是变换电压和传输电能，将一次侧的电能通过电磁能量转换的方式传输到第二侧，同时根据应用的需要将电压升高或降低，完成电能的输送和分配。
（三）变压器分类
1、按相数分：单相变压器和三相变压器。
2、按用途分：普通用途分升压变压器和降压变压器：其他用途分电炉变压器、电焊
3、变压器、整流变压器、掉压变压器和实验变压器等。
4、按铁芯结构分：心式变压器和壳式变压器。
5、按绕组数目分：自耦变压器、双绕租变压器、三绕组变压器和多绕变压器。
6、按绕组材质分：铝绕组变压器和铜绕组变压器。
7、按冷却介质和冷却方式分：油浸式变压器和干式变压器。
四、总结
本文通过对电力牵引供电系统的了解认识，更好的理解了接触网对我国高铁的应用。有效的协调了牵引供电系统可能对临近线路接触网的影响。减少接触网的弊端，实现我国高铁未来的高速的发展。
参考文献
[1]孙谦，叶健慧，李宁，陈浩，金鑫，汪佳，姚建刚.高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究[期刊论文]. 湖南大学学报（自然科学版），2012（10）.
电气化铁道技术论文范文第4篇
关键词 电气化铁路；接触网；动态检测
中图分类号U22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0128-02
0 引言
接触网是在电气化铁道中、沿钢轨上空“之”字形架设的、向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网主要包含以下几项内容：1）基础设施，主要作用是固定并保持接触悬挂及支持装置在空间的位置状态；2）支持结构，主要作用是支持接触悬挂并保持其在空间的位置状态；3）接触悬挂，主要作用是传输电流给电力机车及保持接触网的状态；4）其他辅助构件，包括附加悬挂、电连接、中锚、绝缘设备、避雷设备、隔离开关、接地装置等。
为适应中国铁路全面提速及动车组列车大面积开行，满足新型信号系统及列控系统的检测需要，本文采用全新的分散式系统结构，增加了牵引回流检测、应答器模拟信息检测等功能，研制出了运用于高速综合检测列车的新型信号动态检测系统。
2 轨道电路检测系统
轨道电路检测系统由轨道电路感应线圈（STM天线）、STM接线盒、和轨道电路采集处理机、数据交换设备等构成。轨道电路信号被STM天线接收形成感应信号，通过信号电缆送入检测系统轨道电路采集处理机，轨道电路接收处理机对信号进行解析处理，处理结果通过数据交换机提供给综合检测系统，进行显示、统计、分析、存储。
轨道电路感应信号进入轨道电路采集处理机后信号通过输入保护、接口匹配，信号调理电路，隔离放大，带通滤波，有效值转换，电平变换等电路，最终转换成适合数据处理芯片采集的信号。由数字信号处理器芯片8051F320对采集到的数据进行IIR数字滤波，形成主感应信号、干扰信号等包络，利用频域分析技术对主感应信号进行数字处理，计算出信号的载频、低频、细化谱、主要成份幅值等信息。
2.1输入保护及接口匹配电路
输入保护电路由稳压二极管组成，利用二极管反向击穿特性。正常工作时不对输入信号造成影响。当输入电压信号异常，超过设置电压范围时，二极管工作在反向击穿特性区，超出的电压通过被释放，从而保护其他电路正常工作。 接口匹配电路由电阻电容网络组成，用于匹配天线接入电路阻抗，使天线工作于最佳状态。
2.2信号调理电路
信号调整电路是整个系统的核心，它包括连续信号调理、干扰信号调理和数字信号调理。连续信号：将信号经过高阻隔离后提供给后级电路。50Hz陷波器把信号中的牵引电流干扰祛除，这部分电路很重要，作用比较明显。信号经跟随器变换后分别送给移频、交流计数带通滤波器，利用有效值变换电路把交流信号变成表示有效值的直流信号，供A/D采集用。干扰信号：电路原理基本同上，信号经过高阻隔离，并进行50Hz滤波、有效值变换等处理后，供A/D采集用。50Hz陷波电路：50Hz陷波电路是抗混叠滤波器。为了防止信号频谱产生混叠，滤波前对信号进行抗混叠滤波。50Hz陷波电路使用UAF42专用滤波芯片。
2.3带通滤波电路
带通滤波电路采用UAF42有源滤波器芯片。它是美国Burr-Brown公司90年代设计、生产的一种性能很好的通用型集成有源滤波器模块。可方便的设计出高通、低通、带通、陷波电路。该模块内部集成四级精密运算放大器、50KΩ±0.5%精密电阻和1000pF±0.5%精密电容，解决了以往有源滤波器设计中难以获得电阻、电容的匹配和损耗等问题。根据公式计算合适的外接电阻就能设计出满足要求的滤波器。机车感应器模拟量信号调理电路设置了中国移频（400Hz～1000Hz）、UM71（1600Hz～2700Hz）、交流计数（20Hz～80Hz）带通滤波器、50Hz干扰带通（45Hz-55Hz）、50Hz干扰陷波器，性能比较理想，调试比较简单。
3 牵引回流检测系统
电力牵引列车通过接触网、受电弓等设备获取电能牵引列车运行，牵引电流经接触网、列车受电弓、列车电力牵引设备等，最终通过钢轨返回大地构成供电回路。在实际运用中因线路原因、列车自身原因等往往会出现左右两条钢轨牵引回流不平衡现像。不平衡的因牵引电流会被机车感应器接收，形成较强的工频干拢，影响机车信号正运用，甚至烧毁机车信号设备。 轨道电路检测系统由牵引回流感应线圈（ASTM天线）、ASTM接线盒、和牵引回流采集处理机、数据交换机、工控计算机等构成。
左右两条钢轨上的牵引回流分别由ASTM天线接收，ASTM天线接收的两路信号通过电缆和相关接线端子接入到牵引回流采集处理机。牵引回流采集处理机分别对两路信号进行模数转换，形成可以被计算机处理的数据。数据通过高速串行通讯接口送入机箱内的嵌入式计算机，由嵌入式计算机对数据进行处理，分别计算出两条钢轨上的牵引电流幅值、电流谐波成份等信息，并将这些处理结果数据通过以数据交换机上传到牵引回流检测系统工控计算机。计算机将牵引回流信息结合综合数据进行综合运算完成牵引回流、牵引回流不平衡率、牵引回流谐波等指标的显示、分析、存储和统计。
4 应答器检测系统
应答器检测系统由车载应答器读取设备（BTM主机）、应答器数据天线（BTM-D）、应答器信号接收天线（BTM-T）、应答器接收处理机、高速数据采集处理卡、工业计算机等构成。实现在车载BTM-D天线通过地面应答器有效范围的瞬间向地面应答器发送能量信号，地面应答器收到能量信号并被激活，对外发送由报文信息调制的FSK射频调制信号。BTM-T天线接收FSK射频调制信号，并由应答器接收处理机对该信号进行处理。
在对应答器检测的过程中应答器被能量信号激活后发出的FSK射频调制信号由应答器信号接收天线接收，该信号通过电缆进入应答器检测处理机，经过谐振放大器进行放大形成具有一定幅度的应答器信号。然后信号被分成两路，其中一路经过自动增益放大形成稳定的FSK调制信号，再经过FSK解调电路解调出原始调制信息数据，解调完成的数据信息由处理器进行一系列软件解码处理。最终获得应答器报文、报文误码率、有效接收报文数量等信息。
另一路信号经线性放大器放大，电平变换电路调整，得到一个反映应答器发射信号强度的模拟信号。该模拟信号由高速数据采集卡进行采集，工控计算机对采集卡获得的数据进行计算处理，解析出信号的上边频、下边频、幅度等信息。
应答器信号上边频、下边频、信号强度、以及报文、报文误码率、有效接收报文数量等信息上传到信号检测系统，检测系统显示界面对应答器报文链接关系进图示分析，并将应答器检测的各项数据结合综合信息进行显示、存储、分析、统计。
5 结论
本论文对电气化铁路的整体结构和检测参数进行了简单的介绍，研究了电气化铁路综合动态检测系统，同时研究了综合动态检测系统组成，包括轨道电路检测系统、牵引回流检测系统、数据采集系统、应答器检测系统，为电气化铁路系统施工、设备安装、验收及竣工后的维护、检修等各个环节提供了有效的数据支持，也为逐步改进电气化铁路设计标准及施工、检修工艺提供了有力的参考依据。
参考文献
[1]周平.铁道概论[M].北京：中国铁道出版社，2009.
[2]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2003.
[3]马玲.牵引供电规程与规则[M].北京：中国铁道出版社，2012.
[4]陈海军.电力牵引供变电技术[M].北京：中国铁道出版社，2012.
电气化铁道技术论文范文第5篇
【关键词】电气化铁路;牵引变电所;馈线故障;保护功能
在电气化铁路中牵引变电所是牵引供电系统中重要的组成部分。因此，相关人员一定要做好对牵引变电所馈线的保护工作，确保其性能良好及安全运行。一般牵引变电所的保护系统是由以下几个部分组成的：变压器主保护、变压器后备保护、馈线保护及其他一次设备的具体保护组成的。而在其中，最具有不稳定性质的馈线在条件极差的铁道环境中更易产生故障问题，这会导致整个牵引供电系统的运转困难，从而对电气化铁路的安全运行带来影响。因此，相关人员重点要对馈线的正常供电实施保护工作。
一、牵引变电所馈线故障问题的有关分析
1.1馈线故障的简要介绍
接触网出现故障是在电气化铁路牵引变电所中最常遇到的问题之一，也是发生频率最高、范围最广的一种故障。随着电气化铁路的发展，特别是高速客运专线的建设运行对电能的需求与质量的要求越来越高，馈线故障就亟待解决，对馈线继电保护的功能就需要越加完善、准确，不然就会影响牵引变电所供电系统的正常运转。
对于馈线故障的处理技术经过了三个不同的阶段，分别是：人工式馈线处理阶段、分布式馈线处理阶段以及集中式馈线处理故障阶段。研究人员对这三种不同阶段的处理方式进行了大量的试验后指出分布式馈线处理方式是最基本的解决馈线故障问题的方法。
1.2馈线故障的原因分析
馈线故障是归属于接触网故障又称短路故障中的一种典型的故障类型，其发生的频率高，范围广泛。在2013年3月9日13：16左右，京广高铁定州东站的牵引变电所211#、212#的馈线发生跳闸现象，经过相关人员的整体故障排查后进行了手动合闸操作，结果合闸失败。随即在13：29分，相关人员从开展供电调度工作，将定州东站的牵引变电所的F线撤下，给予T线供电成功。接着在3月10日凌晨左右，相关人员对天窗内的基础设备进行检修时发现，在保定东至定州东站的跨中处F线与PW线有灼伤的痕迹。对此，有关人员召集所有设计工程师开会对此问题进行研讨，经过细致的现场排查与检修工作以及在查阅了借鉴了国内外著名的有关著作后，这起馈线灼烧事故的主要故障原因是受当时强风天气的影响，F线与PW线发生放电现象，这次放电主要的原因是在F线与PW线对向下锚柱处，其之间的动态安全距离小于规定的300mm。
仔细分析以上的京广高铁的牵引变电所馈线发生故障的典型案例后，我们大致可以得出易引起馈线发生故障现象的原因主要有以下两种因素：
1.2.1客观原因
由于接触网长期暴露于空气中，受到空气中的阳光、大气、微粒子等漂浮杂质的影响，其稳定性不强的绝缘层就会产生故障现象，间接就会导致接触网馈线产生短路故障，进一步会对接触网的馈线部分产生一定的安全损害。虽然这种故障问题的发生率极高，但是由于其本身对整体供电系统所构成的安全危害性较少，因此，只要相关人员积极采取处理措施，就可以避免此类问题的发生。
1.2.2主观原因
这里所指的主观原因大致可以概括为牵引变电所本身的性能不完善、设计人员设计的不合理以及科学供电技术的不完善这三个方面。在电气化铁路中牵引变电所是一种把区域电力系统送来的电能通过牵引变压器将220kV的电压降至27.5kV，再输送到铁路上的接触网，为电力机车提供电力来源的电力设施，其本身由于科学技术的不完善，以及在铁路干线的分布与设置布局上面没有做到结合实际地质情况等特点，使得牵引变电所的设置与布局不够合理等从而导致变电所里的馈线产生不同的故障问题。
二、牵引变电所馈线保护功能的深入研究
现如今，只有积极的采取合理的方式去完善牵引变电所供电系统中的馈线保护装置，使其能正常地在实际应用中发挥其应有的性能，这样才能促进我国的电气化铁路的高效运行与快速发展。下面就主要分析在日常操作中应用最广泛，解决馈线故障问题的两种可行方法，并对馈线保护提出了完善策略。
2.1距离保护措施的原理及应用分析
为了能够检测出被测试线路的电压与线路电流的比例大小，从而更好的去解决馈线故障，我们就要采取这种叫距离保护的方式。距离保护措施是由启动元件、方向元件，阻抗元件、时间元件与出口元件这四个部分组成。在距离保护措施中还有一个元件也很重要，它就是阻抗继电器，其通常都是单相式的，其可以在继电器内只加入一个电压u与一个电流i，而在这继电器中电压u与电流i的比值就叫做继电器的测量阻抗值Zm。通常的测量阻抗可表示为：。一般的阻抗继电器可以分为以下三类：
（1）圆特性阻抗继电器
在其中最常见的就是全阻抗继电器，它是一个以坐标原点为圆心，以阻抗值的绝对值为半径的一个圆形，在圆内区域为保护区，圆外为非保护区。在保护区内工作的表达式为。只要测量阻抗机器在保护区内，那么继电器就在工作状态，从而达到保护馈线的作用。
（2）方向阻抗继电器
在方向阻抗继电器中的圆形构建就不同于圆特性的阻抗继电器，其是以一个阻抗值的绝对值为直径并且通过坐标原点的圆，同理圆内保护，且保护的动作具有一定的方向性。其特点在于对于加入到阻抗继电器中的电压与电流会产生相应的变化，致使其的动作阻抗就会不同。
（3）偏移特性阻抗继电器
此种类型的阻抗继电器是介于上述两种阻抗继电器性能之间的一种，其的动作特性发生了向右偏移了一个量的改变。其的特性圆的组成方式也会有所不同。
分析完不同类型的阻抗继电器后，通过图1距离保护措施的原理示意图，我们可以设阻抗继电器的使用电压为Uop=Um-ImZset，这里的Zset是指在馈线中要保护的区域的阻抗值。由此得知，在馈线的保护区域内出现短路的故障，电压小于0，如果在馈线的保护区域外出现短路的故障，那么电压就会大于0.当整体电压值大于测量阻抗值时，这就表明此时变电所处于保护馈线的状态。
图1 距离保护措施的原理示意图
在分析距离保护时限的特性时，我们可以借鉴参考三段式保护电流的时限设定。距离保护的时限配合是馈线进行防护工作的首要选择措施：
例如在新丰镇铁路牵引变电所，其采用了国内目前最先进的综合自动化设备，其中设有18条不同区域不同方向的馈线传输电能，在有一次使用过程中由于受到了外界环境的影响，绝缘层发生了故障，导致其供电系统整个瘫痪，在经过专业人员的仔细排查与分析后，采取增加电流的方法使得测量阻抗值逐步增大，起到了对馈线的保护作用。由于其反应的电压与电流值较直观，明显，又便于测量，测量结果又较为精确，因此，人们多采取这种距离保护措施去解决馈线故障的问题。
2.2自适应距离保护措施应用分析
在对自适应距离的保护措施进行试验时我们采用的是综合谐波含量，利用新的数学定义式对测量阻抗值进行了细致的计算，由于供电系统的电力机车中含有丰富的奇次谐波能量，所以测量出的谐波阻抗值如果功率大于整定值，那么就表示自动收缩继电器的功能处于边界状态，如果测量出的阻抗值大于整定值，在遇到馈线发生短路问题时，一定量的谐波能量也会在短路的线路中存在，这时将短路线路的综合谐波含量定位一个参数，将测量出的阻抗值与这个定值参数进行比较分析，当阻抗值小于这个综合谐波含量值时就表明此刻保护装置应减少或停止对于边界的收缩。由于自适应距离保护措施设计到不同领域的专业知识以及其需要利用不同的数学与物理公式进行试验与计算，在一般的实际操作中，专业人员还是更青睐于使用距离保护措施来提高牵引变电站馈线的防御性能。
当检测到的二次谐波含量超过整定值时，会闭锁距离保护：
其中：KYL为二次谐波含量整定值。
・动作特性实现
当检测到的综合谐波含量超过整定值时，会对距离保护抑制：
其中： =（I2+I3+I5）/I1;
I1、I2、I3、I5―分别为基波、二次、三次、五次谐波分量;
Kh─谐波抑制加权系数;
Rh、Xh―分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗。
在馈线装置中应用自适应距离保护措施时要注意对于平台要使用适合的工作速率，尽量避免使其达到限制速度，在保护装置上要采用1.2k/s的采样速度。通过对于sin与cos的滤波器的幅频图表的分析得知，sin的保护装置对于高速率的频率相比于cos的保护装置的抑制能力更好，而cos的保护装置对于直流电源的抑制作用要更好，各有各的优点。但是根据各方面综合来看，在电气化铁路的牵引变电所中对于馈线装置的保护选择cos保护装置是最好的，主要是因为cos保护装置抑制的直流电源对测距的影响较大，这就可以减少馈线在使用中所受的损害。而高频分量的成分少，对馈线的损害也就减少。
2.3 馈线保护的后续措施完善
在对馈线进行以距离保护为主导方式的保护工作后，还需要通过其他的方式来做好对馈线保护功能以及系统的完善。这里的完善后续措施主要有：配置线路电流增量保护、电流速断保护以及馈线过负荷保护等。其中最常见的也是最易操作的就是电流速断的方式，在图2的人工式馈线故障处理图中，我们可以看到在变电站M的后部位置有速断装置，在变电站的电能经过这速断装置的处理后就会通过线路的电流方向传输电能，这样也是在对牵引变电所的馈线起到了保护作用。
图2 人工式馈线故障处理技术示意图
三、结语
在经过长期的应用后，距离保护措施在解决馈线故障方面可行性最好。因此，作者建议相关人员积极采取距离保护等措施去解决馈线故障的问题，并积极采取电流增量、电流速断、馈线过负荷保护等后续措施去完善馈线保护措施，这样才能更好的解决馈线故障问题，进一步推进我国的牵引变电所供电系统能够更好的为不同区域的不同用户服务。
参考文献：
[1]武静.浅析电气化铁路牵引变电所馈线保护系统[J].同煤科技，2014-04-12.
[2]张天宝.电气化铁道牵引变电所馈线保护研究[D].山东大学，2006-05-10.
电气化铁道技术论文范文第6篇
【关键词】接触网；故障分析；可靠性
1.接触网主要故障分析
1.1空间结构尺寸方面故障
接触网不仅要保障向电力机车提供的电流质量良好，而且还要保证在规定的空间几何位置上接触悬挂能牢固地接触，保证受电弓从接触线上取流能平滑并且质量良好。由于机车受电弓有限的宽度和愈来愈快的运行速度，一旦接触网的技术参数发生变化或接触悬挂上零件脱落的情况发生，就会给电力机车或电动车的运行带来很大障碍，严重的情况下还会造成弓网故障。受当时条件限制，建设初期标准偏低的接触网已经不能很好适应当今铁路发展形势，导线质量不一，时常发生断线状况，疲劳耗损较为严重。
1.2绝缘方面故障
绝缘是接触网这一特殊的高压供电设备的重要技术指标之一，接触网不同于地方的供电线，距离机车近且悬挂高度较低，常常遭到环境和混合牵引的机车的污染，具有相当大的绝缘难度。根据绝缘介质来划分，接触网的绝缘主要包括绝缘体绝缘和空气间隙绝缘两种，接触网的正常运行会受到任何一方面放电的影响。鉴于我国设计方面和特殊的自然环境的原因，整个故障占比例较高的就是绝缘方面的故障，其影响范围也较广，应该得到较为严肃认真的对待。
1.3电气联结方面故障
因事先难以发现并且具有严重的危害性，电气烧伤故障作为铁路电气化接触网设备的一类故障，已引起供电运营检修部门的高度重视。由于接触网设备主要在力与电的双重作用下工作，所以接触网故障的主体由机械故障和电气烧伤故障构成。由于接触网运行时间长久和不断增加的牵引运能，越来越突出设备的电气烧伤现象已得到检修部门的关注。供电运营单位为确保供电安全的一个重要任务就是预防和防治接触网设备发生电气烧伤故障。
2.接触网可靠性发展状况
“受流质量、安全可靠、景观设计”是接触网需要解决的三大问题，可靠性列在其中。高速铁路由于具有系统本身结构复杂、设备繁多、任务繁重等特点，一旦出现事故，波及范围及社会政治经济影响都很大，研究接触网的一项重要课题就是研究其供电可靠性。高速铁路的供电可靠性也因高速客运专线铁路的大规模兴建而倍受关注。可靠性工作受到国外的电气公司与各种国际机构（如IEC、IEEE等）的高度重视，专职的可靠性工程师在一些著名的电气公司或可靠性管理部门非常常见。不管有些产品有无规定可靠性指标，公司内部都会开展可靠性研究工作，国外各公司间竞争的一个非常重要的手段就是产品可靠性的高低。国外也有着活跃的可靠性学术交流，目前国际上已将传统的可靠性评估扩展为RAMS评估。该项评估包括对系统可靠性（reliability）、可用性（availability）、可维护性（maintenance）和安全性（safety）的全面评估。现在有关铁道的RAMS国际标准已由最早的EN50126：1999上升为IEC62278：2002。有许多涉及到可靠性的国际学术会议，例如，IEEE霍姆接触会议（每年召开一次）、国际可靠性物理学会议（每年召开一次）、国际电接触会议（每年召开一次）、国际可靠性与维修性会议（每年召开一次）等等。
可靠性理论在我国只有30年的引进历史。我国于1976年了第一个可靠性行业标准《可靠性名词术语》。第一个可靠性国家标准于1979年。80年代，我国在IEc/Tc56有关标准和美国军工标准作为参照下，制定了一批可靠性标准，基本完成了可靠性基础标准配套工作。90年代以来，产品的可靠性工作受到机械工业系统的高度重视，产品的可靠性标准（包括可靠性试验方法）和质量标准中的可靠性指标已经得到普遍使用。1990年，机械电子工业部在《加强机电产品设计工作的规定》第二十四条作出明确规定：新产品鉴定定性时，必须有可靠性试验报告和设计资料。在铁道方面，制定了（113/T1335―1996）《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》。进入21世纪后，（G1150068-2001）《建筑结构可靠度设计统一标准》在建筑领域正式形成。将可靠性原理方法与供电系统科学结合，电气化铁道的供电可靠性评估采用最科学经济的方法充分发挥电气供电设备的潜力，保证铁路运行所需的连续不断电力。
3.接触网可靠性分析的方法
人们根据可靠性分析结果对系统进行评价，发现了许多可靠性分析方法。确定性方法和概率性方法是计算可靠性方法的两大类。概率性方法按照所使用的数学工具又可以分为：解析法和模拟法。确定性方法可用于在预期故障发生的情况下研究系统可靠性水平。以前常用的系统N-1或N-K安全性检验，就是评价确定性可靠性的常用方法。此方法具有考察的状态数有限、能详细而精确的描述每个考察状态的优点。缺点是在于这些状态表的生成受技术人员的经验的决定，有可能漏掉状态，而且状态的严重程度也可能不能察觉的随时间变动。对系统的安全性进行粗略估计可以采用确定性方法的计算结果，改进薄弱环节，但它只能进行一些故障阶数较少的故障类型的事故后果的预想，而且不能预测事故发生的可能性具体有多大。近年来，概率性分析方法已逐渐取代确定性可靠性评估方法。
根据零部件故障和修复的统计值，概率性方法可以计算出系统和节点的运行参数变化区间和风险指标，从而对系统的可靠性作出较为全面和客观的评价。概率性可靠性评价方法分为解析法和模拟法两种。解析法对零部件或系统的寿命过程进行合理的理想化，并将这一寿命过程用数学模型描述，如用指数分布等。再通过运算来求解，得出可靠性指标。网络法、状态空间法和故障树分析法是解析法的常用方法。
在系统设计过程中，通过对系统各组成部分的潜在的故障模式分析，对系统功能的影响分析，按严酷程度对每一个潜在故障模式进行归类类，总结出可采取的预防措施来促进系统可靠性的提高。
4.结语
随着列车不断提速以及电气化铁道运营范围的不断扩大，对接触网可靠性有着越来越高的要求。因此，分析我国的接触网系统故障情况并探讨如何提高接触网系统可靠性显得极为重要。
【参考文献】
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[2]杨媛.高速铁路供电系统RAMS评估的研究[D].北京大学博士论文，2011.
电气化铁道技术论文范文第7篇
论文摘要：介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明，该基地具有国内领先技术水平，完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术，该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。
0引言
西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。
分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。
1模拟变电所简介
我校模拟变电所分为两期建成:
i期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。
ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中s”模拟变电所采用了wbh-891型电铁主变微机保护装置、wkh-891型电铁馈线微机保护装置、dqwc-03牵引变电所二次设备测试系统。
模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与rtu (remote terminal unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人rtu的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。rtu是采用施耐德电气公司的plc系列中模块式结构的momentum，其编程软件con-cept是一个基于microsoft windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件ifix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(dcs)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。
2教学实践基地的开发
1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。
2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。
3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。
4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。
5)利用一般的浏览器访问各rtu中plc的网页，实时了解该plc的运行、通信等状态的实验。
6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、ifix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。
7)利用组态软件concept对plc进行配置，使学生熟练掌握利用concept按照所用的plc型号及设计要求对plc进行配置;利用concept对plc遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握concept编程方法。
8)自动化组态软件ifix系统的安装，熟悉掌握ifix系统软件的运行环境及其安装过程。
9)通过在ifix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解ifix系统的可组态性及可扩展性。
10)进行继电保护单体测试及数据管理。
11)进行继电保护盘上测试及数据管理。
12)微机保护装置的调试与特性实验。
3实践意义
模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:
1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。
2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。
3)目前西南地区铁路已完全实现电气化，全区拥有牵引变电所200多座，其中大都为上世纪70~80年代所建，技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成，对其技术改造具有借鉴的意义，在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。
4结束语
电气化铁道技术论文范文第8篇
关键词 电气化铁路;牵引变压器;接线方式
中图分类号U224 文献标识码A 文章编号1674-6708(2010)26-0112-02
0 引言
近几十年来,随着国民经济的突飞猛进和工业基础设施的完善,我国的电气化铁路发展迅猛,铁路线总里程不断加长,列车载重量不断增加,铁路牵引变压器需求数量随之越来越多,需求容量也越来越大。我们知道,电气铁路的27.5kV(BT制)或55kV(AT制)的单相牵引电网是通过牵引变电所从常规三相电网获取电能的,牵引变电所的主要作用便是将110kV或220kV三相交流电变换成27.5kV或55kV单相交流电,并供电给电牵引网和电力机车。根据供电方式和具体要求的不同,牵引变压所采用的牵引变压器种类也不同,主要有:单相牵引变压器,V/V接线变压器,普通三个绕组对称的三相变压器,三相―两相平衡牵引变压器。本文拟从接线原理、负序和零序影响、容量利用率等方面对两种特殊接线形式的牵引变压器加以总结和评述,以期对电气化铁路牵引供电系统的研究有所帮助。
1 Le Blanc结线变压器
1.1 接线原理分析
Le Blanc变压器绕组结构如图所示,其初级绕组与普通三相变压器绕组相同,基于电气化铁道的不同要求,它们可以为型或Y型,本文仅分析 型,以防由于不平衡负荷产生的谐波(主要是三次谐波)进入系统。在二次侧有5个将三相电源转化为两相电源的非对称绕组,其接线如图1所示。
1.2 负序和零序影响
二次侧各绕组的变比如下
当k=1时,由接线原理图和绕组匝数关系可得电流关系式:
根据对称分量法,电压平衡关系得一次侧各相的正负零序电流:
当Iα=Iβ时,原方三相线电流完全对称,无负序电流存在,故该接线也具有将两相对称负荷转换为原方三相对称负荷的能力[1]。
1.3 优缺点分析
1)其料利用率稍高,最关键的是其制造工艺要求上容易实现;
2)与斯科特变压器相比,中性点也是不接地,低压侧两相输出依然没有电的联系;
3)在具有相等容量的情况下,和平衡变压器相比,体积小、价格低[2]。
2 阻抗匹配牵引变压器
2.1 接线原理分析
阻抗匹配平衡变压器的接线如图2所示。高压侧采用星型接线,每相绕组匝数为W1 ;低压侧采用三角形接线,每相绕组匝数为W2 ,并且还在ab绕组的两端各接一个外延绕组,其匝数为W= 0.336 W2,这样可使两供电臂的电压Uα和Uβ形成90°的相位差。
副边绕组三角形结线结构即在非接地相增设两个外移绕组 。内三角形接线的一角c与轨道,接地网连接。 两端分别接到牵引侧两相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂牵引网供电。
2.2 负序和零序电流
根据阻抗匹配平衡变压器的结构,并且变比k=W1/W2=1可得一二次侧电流关系:
由上式知,变压器高压侧没有零序电流,并且当低压侧电流和负荷阻抗角越接近时,高压侧电流不对称度就会越小,当低压侧两供电臂上的负荷阻抗完全相等时,高压侧三相电流完全对称。在同样的牵引负荷作用下,新型的阻抗匹配平衡变压器注人电网的负序电流比普通的Y/-11接线的变压器要小[3]。
2.3 优缺点分析
1)显著的减少电力牵引负荷注入电网的负序电流[4-5];
2)平衡绕组与a(或b,c)绕组的匝数比和阻抗匹配系数两个方面,必须予以考虑.当阻抗匹配系数相匹配时,无论副边负荷电流大小是否相等,原边三相电流平衡,即无零序电流。当副边负荷电流对称时,原边三相电流对称,没有负序电流对电力系统的影响,原边三相制的视在功率完全转化为副边二相制的视在功率,变压器容量可全部利用;
3)原边仍为YN结线,有中性点引出,降低了对变压器绝缘的要求,减少了投资[6],与高压中性点接地电力系统匹配方便。副边仍有结线绕组,三次谐波电流可以流通,使主磁通和电势波形有较好的正旋度;
4)次边两相不对称负荷时,原边三相电流依然具有较好的对称性[6]。对接触网的供电可实现两边供电;
5)设计计算及制造工艺复杂,造价较高。无论从设计上还是制造工艺上来讲,要得到预先确定的某一阻抗匹配系数都是相当困难的,因此在设计上和制造工艺上的难度是不言而喻的;
6)分相绝缘器两端承受的电压为55kV ,绝缘要求高。
3 结论
在对电气化铁路供用电的研究领域里,电力机车作为大功率单相负荷,其运行对三相电网造成的诸多不良影响,一直都是电力方面的研究人员努力解决的问题,而作为电网和牵引网的交叉点的牵引变压器,便是一个不容忽视的研究课题。本文综述了国内单相交流供电环境下两种特殊接线形式的牵引变压器接线、电气原理、及其优缺点。这些研究丰富了电铁研究领域的理论内容,不仅对研究电铁对三相电网的稳定性影响有重要意义,也可为其他大功率单相交流负荷的具体工程的设计和规划提供依据,具有一定的理论意义和工程价值。
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电气化铁道技术论文范文第9篇
关键词：氧化锌避雷器、接触网、相角差法
0 引 言
根据铁路中长期发展规划：“十一五”期间建成7000公里高速客运专线，到2020年左右，我国将建成线路长度约1.2万km的高速铁路，而“十一五”期间建成7000公里高速客运专线。按未来15年高速铁路将建设2万公里计算，将有约一万公里高速铁路区段处在多雷区、雷电活动特殊强烈地区，而截至目前，雷电事件，已给铁路客运系统造成多起安全故障[1]。
以“723”甬温线事故为例，2011年7月23日19时30分左右，雷击温州南站沿线铁路牵引供电接触网或附近大地，通过大地的阻性耦合或空间感性耦合在信号电缆上产生浪涌电压，在多次雷击浪涌电压和直流电流共同作用下，LKD2-T1型列控中心设备采集驱动单元采集电路电源回路中的保险管熔断[2]。同时，雷击也造成轨道电路与列控中心信号传输的CAN总线阻抗下降，导致5829AG轨道电路与列控中心之间出现通信故障，雷击是造成此次事故的首要原因。
根据事故所在区域雷击数据进行的统计分析[2]，7月23日19时27分至19时34分，温州南站至永嘉站、温州南站至瓯海站铁路沿线走廊内的雷电活动异常强烈，雷击地闪次数超过340次，每次雷击包含多次回击过程，幅值超过100千安的雷击共出现11次。
在高速铁路发达的欧洲中部地区每100公里接触网在1年时间内才可能遭受1次雷击[3]。基于这样的雷击概率数据，德国采用的方法是在雷电较多的地段安装避雷器，而在其它雷电较少的区段，一般不考虑安装避雷器等防雷装置。而与德国相比，日本的地理环境、气象环境完全不同，因此对电气化接触网的保护措施也截然不同。日本根据雷击频度及线路重要程度，将防雷等级划分为A、B、C三级区域。A级区域雷害严重且线路重要，全线接触网都架设避雷线，同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电缆接头连接处、架空避雷线接地线终端等重要部位设置避雷器；B级区域雷害较重且线路重要，对部分特别地段的接触网架设避雷线，同时在与A级区域相同的重要位置安装避雷器；对于C级区域，一般只在一些重要位置安置避雷器[3]。
对于雷电的形成来分析，我国很多地区（比如西南地区、东南沿海地区）有类似于日本的地理和气象环境，但铁路接触网的防雷保护却没有吸取日本高铁的经验，反而机械地学习了德国经验，所以在高速铁路刚发展的几年内，不可避免的由于雷电影响而造成多起事故，给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响。
因此电气化铁路接触网的防雷避雷形势十分严峻，避雷器作为电力系统中常规的避雷防雷装置，将会在铁路接触网系统中得到普遍的应用，而其状态性能的好坏也将直接关系到整个牵引系统防雷工作的成败，因此对电气化接触网避雷器性能状态监测的研究势在必行！
避雷器性能优劣检测原理与监测方法仍然沿用电力系统中的常用的研究方法。但铁路牵引系统与电力系统相比具有负荷移动、方式多变等特点，加之接触网与电网不同的拓扑结构，导致对接触网用避雷器进行状态性能检测的时候面临谐波电流复杂、频繁操作过电压等诸多新的问题。
1 铁路接触网特性分析
本课题所针对的避雷器运行的背景环境是牵引供电系统，它是指三相电力系统接受电能向单相交流电气化铁道行驶的列车输送电能的电气网络，主要构成部分如图1所示。牵引变电所控制及变换电能，转换接触网与电力系统之间的电压，接触网则负责向列车供给电能，我国干线电气化铁道的供电制式是工频单相交流制，接触网的额定电压是25kv[4]。
图1 牵引供电系统结构图
负荷的特殊性决定了接触网的特征不同于一般三相输配电网络，主要原因有以下几点：
1、 电力机车是大功率单相负荷。
2、 电力机车是移动性负荷，由于电气化铁道线路的条件多变，机车在行进过程中阻力也不断的变化，频繁地在起动、加速、惰行、制动等工况之间转换，机车负荷的剧烈波动容易造成接触网电压异常波动，容易带来操作过电压影响。
3、 电力机车是非线性负荷，我国大量采用的交直流型电力机车，主电路一般都为相控整流电路，网侧电流含有较大谐波成分，且含所有奇数次谐波，包括3次及3的倍数次[4]。
本文主要针对接触网用避雷器的工作条件及背景环境，其他的有关牵引供电系统及接触网的内容不作为研究的对象，而能够给避雷器性能状态带来危害的谐波电流和电压波动也是本文分析的重点之一。
1.1 接触网谐波特性分析
在避雷器性能检测过程中，阻性电流值因其能够很好的反映避雷器的状态性能常用来判断避雷器性能优劣的重要依据。但是在谐波污染严重的情况下，阻性电流中就含有较大分量的谐波含量[5]，严重的影响了性能分析的精确性[6]。而在电气化铁路系统中，电力机车多采用PWM控制电路，容易给接触网带来严重的谐波污染[7]，谐波在接触网传播的过程中，当接触网参数与机车匹配时会发生谐振和严重的谐波放大[8]。根据CRH2动车组的模型仿真分析[9]，当机车在运行工况之间切换时，对应的输出功率会发生变化，由于基波与各谐波电流的变化不同步，导致不同输出功率下谐波电流含量的变化较大。由谐振引起的电压畸变，会进一步使机车谐波电流增大，形成了一个类似于正反馈的相互激励过程，导致接触网形成谐振过电压，烧损避雷器等设备 [10]。
因此，在避雷器性能监测分析的过程中，谐波含量的检测对避雷器工作状态的分析具有重要的作用[11]。基于场强法的谐波检测方法在笔者的论文[12]中已经具体阐述实现并已成功运用到本系统中。
1.2接触网电压波动分析
电气化铁路牵引负荷表现为移动且运行工况切换频繁的特点，是一种十分典型的日波动负荷，符合短时冲击的特点。接触网的电压波动与线路条件、机车类型、运行工况、机车速度、牵引重量等因素有关，且这些影响因素具有随机的特点。根据数据统计，接触网电压波动范围最大可达30%，同时电压峰值最高达到460V，波峰系数达到1.92，电压峰值的大范围变化对设备的安全构成了较大的隐患[13]，这其中也包含避雷器。因此在对避雷器性能在线监测的过程中，频繁的操作过电压将是一个值得深究的问题。
为此，在本系统中额外添加了避雷器运行过电压监测功能，设定运行过电压的阈值，并记录下运行过电压的时间和次数，有助于对避雷器性能状态和故障原因的研究分析。
2 氧化锌避雷器在线监测系统的结构设计
氧化锌避雷器在线监测系统主要由传感器、监测点装置、数据采集节点及上位机数据管理平台组成，其结构设计如图2所示，分别利用感应式电压传感器和电流互感器采集避雷器运行的电压信号和电流信号，每只避雷器有其固定的监测点装置，采集处理监测到的状态数据；一只数据采集节点可以处理多个监测点装置的监测数据，利用RS485实现多个数据采集节点与上位机之间的数据通信。
主控PC向下位机数据采集节点发出索要数据的控制指令后，节点根据接收的指令要求再向监测点装置索要当前的监测数据，监测点装置在收到指令后就按要求将监测数据回传给数据采集节点，节点确定收到监测数据之后，再将这些数据有次序的回传给主控PC，上下位机之间采用ModBus通信协议，并通过CRC校验，以保证数据传输的准确性。
图2 避雷器在线监测系统的结构设计
2.1 监测点电路结构设计
避雷器性能在线监测点主要完成避雷器运行电压及泄漏电流的采集、计算及其信号处理和组网通信等功能。整体结构由电流采集模块、电压采集模块、90E36信号处理模块，单片机控制模块、电源模块、RS485通信模块、雷击计数模块及LCD显示模块组成，其结构设计框图如图3所示。
图 3 监测点电路结构设计框图
2.2 RS485串行组网通信结构设计
在数据通信、计算机网络应用中，RS485是一种常用的串口通信标准，它是在RS232标准基础上发展起来的一种平衡传输标准，能够克服RS232通信距离短，速度低等缺点，其最高传输速率达到10Mbit/s，最远传输距离可达1200m；具备多点、双向通信功能，即可允许同一条总线上连接多达32个数据节点，而且节点驱动能力强、冲突保护特性好。由于RS485标准对接口要求的特殊性，用户亦可建立自己需要的通信协议。因此，本系统采用RS485标准组网通信，如图4所示，其中N≤32。
图4 RS485组网通信框图
3 结 论
在高速铁路刚发展的几年内，就因雷电影响造成多起列车停车晚点事故，给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响，铁路系统的防雷避雷研究已经成为一个研究的热点课题。传统的避雷器的故障监测研究只针对于电力系统的应用背景，铁路牵引系统具有负荷移动、运行方式多变而造成的谐波电流复杂、频繁操作过电压等特点，而谐波电流和操作过电压都会严重的影响着避雷器性能状态。因此针对接触网系统的特殊性，本文提出了氧化锌避雷器性能在线监测的实现方法，并设计了在线监测点的硬件装置、数据采集节点及主控PC数据管理平台。经测试，本监测系统具备对避雷器阻性泄漏电流和相位差值进行精确检测，数据传输流畅，同时具有实时数据图形化显示，历史数据查询等功能。系统运行试验验证了理论分析和设计的正确性，为其它电气设备实时监测研究提供了重要的理论基础和实际的指导意义。
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电气化铁道技术论文范文第10篇
[关键词]高等职业教育 应用型本科 人才培养模式
[作者简介]宋奇吼（1972- ），男，江西萍乡人，南京铁道职业技术学院铁道供电系主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（江苏 南京 210031）李学武（1972- ），男，河南焦作人，郑州铁路职业技术学院电气工程系副主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（河南 郑州 450052）
[课题项目]本文系交通职业教育教学指导委员会2011年全国交通职业教育科研立项项目“电气化铁道技术专业人才培养方案和课程标准的研究与实践”的研究成果之一。（项目编号：2011B31，项目主持人：宋奇吼）
[中图分类号]G717 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）12-0026-03
为贯彻落实《关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）、《教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》（教职成[2011]12号），以及教育部召开的“现代职业教育体系建设国家专项规划编制座谈会”精神，依据江苏省教育厅《关于组织申报2012年江苏省现代职业教育体系建设试点项目的通知》（苏教高[2012]5号），按照 “提升高职学校服务产业发展能力，探索高端技能型人才系统培养模式”的要求，苏州大学与南京铁道职业技术学院两校选择“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”专业作为试点改革项目，采取“3+2”分段培养模式联合进行应用型本科层次高端技能人才培养的探讨与实践。
苏州大学与南京铁道职业技术学院基于两校战略合作的基础，充分利用行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科的学科优势，取长补短，实施人才培养全程合作，为贯通高职教育与应用型本科人才培养进行了有效探索。为适应江苏经济转型与升级，满足社会对本科层次应用型高端技能人才的需求，两校拟探索培养专业基础扎实、专业技能突出、综合素质优良、满足地方经济发展需要的本科层次应用型高端技能人才，以期为推动地方区域经济的发展发挥更大的作用。
一、高职本科分段培养的社会行业背景
1.轨道交通供电产业急需本科层次的应用型高端技能人才。我国正在从“制造业大国”向“创造大国”转变，迫切需要大量高层次应用型人才。我国高职教育虽然在发展规模、内涵建设和教学质量等方面有较大的提升，但在创新型人才培养方面存在不足，与社会和经济发展对高端技能人才的需求仍有较大的差距。进入21世纪以来，我国城市轨道交通事业进入历史最快发展时期，江苏省各城市地铁建设如火如荼，南京地铁更是跃居国内城市地铁行业前列。江苏省地处长三角，城市轨道交通发达，城市轨道交通产业已成为江苏省十大支柱产业之一。随着青奥会的临近，南京地铁建设也进入了高峰期。与此同时，中国铁路行业步入了黄金发展期，路网建设全面铺开，时速350千米动车组等世界一流的高速铁路技术装备大量使用，我国高铁技术水平和建设规模均处于国际领先水平。长三角地区从2006年7月京沪线电气化改造开通以来，先后建成开通了京沪高铁、沪宁城际、合宁城际、京沪线等重要电气化干线，电气化营业里程为892.3千米。电力牵引具有非常明显的技术经济综合优势，牵引动力电气化已成为铁路技术改革的方向，是实现铁路现代化的重要步骤。
随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通供电技术也同步发展，大量新设备、新工艺、新方法广泛使用，高端技术装备水平与现有人员较低素质之间的矛盾尤为突出，现场企业急需基础厚实、技能精湛的高端技能人才。目前在全国范围尤其是长三角地区，轨道交通供电产业的应用型高端技能人才不管在数量还是质量上均处于奇缺状态，人才招聘的普遍做法是相互高薪挖人，人才匮乏已经影响到轨道交通企业的正常安全运行。高职与普通本科分段培养项目能够很好地满足目前企业对应用型高端技能人才的迫切需求。
2.高职与本科分段培养的特点。第一，具有本科层次培养的特点。强调学科体系的完整，提倡宽口径、厚基础的培养目标，其优势是学生的自学能力和岗位迁移能力较强；缺点是学生的专业技能尤其是动手能力存在一定的欠缺。本科层次的学生毕业后一般从事管理工作，实际动手能力很难得到有效培养。
第二，具有专科层次培养的特点。以工作岗位所需的知识能力来构建课程体系，课程设置针对性较强，着重于学生职业能力的培养，其优势是学生的实际动手能力较强，能够实现毕业即可上岗的培养目标；缺点是学生知识面较窄，理论知识较为薄弱，岗位迁移能力弱。
第三，高职与本科分段培养的特点。高职与本科分段培养本科层次应用型高端技能人才，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，针对轨道交通供电系统的特点，采用“3+2”人才培养模式，培养学生具备扎实的理论知识，满足岗位所要求的分析能力和实践动手能力。在“3+2”培养模式中，专科阶段重在培养学生检修维护方面的知识和能力，本科阶段重在培养学生在设计、工程技术管理方面的知识和能力，由此构成本专科分段培养中，理论与技能衔接贯通的人才培养体系。专科阶段的三年学习，侧重培养学生的实践动手能力，前两年半时间主要通过校内学习使学生系统掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；后半年时间安排学生在轨道交通运营企业进行顶岗实习，并结合实际完成毕业论文，进一步提高学生的实践动手能力和工作适应能力，结合现场实际发现自身存在的不足。本科阶段两年的学习，以理论提升为重点，培养学生的分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过一年半的学习使学生具备一定的科学研究、技术开发的能力，最后半年安排学生的毕业实习、毕业设计。此阶段要求学生在完成顶岗实习和专科段毕业论文的基础上，进一步提高本专业技术领域的分析设计能力和较强的工程意识，具备一定的实际工作能力和决策能力，能够在轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业从事技术与管理工作。
3.现有基础和特色。采取高职与本科分段培养本科层次的应用型高端技能人才，能有效整合江苏的教学资源，充分发挥高职教育与应用型本科教育各自的优势，培养高层次的职业技术人才，有利于职业教育的科学、健康发展，具有很强的现实意义。苏州大学与南京铁道职业技术学院采取“3+2”分段模式，培养本科层次的应用型“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”高端技能人才，既符合地方经济发展的需求，又具有较强的可操作性。
二、高职本科分段培养目标
针对轨道交通供电系统的特点，充分利用基于工作过程的项目化课程改革成果，依托既有的深度校企合作办学模式，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，探索“3+2”本专科分段培养的高端技能人才培养模式，建成在国内具有示范效应的高职本科专业，提高学生的就业竞争力。
三、高职本科分段培养措施
1.构建本专科贯通的课程体系。本专业课程体系设置充分利用了行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科学的科优势培养的特点，将高职教育与应用型本科人才培养衔接起来。以“厚基础、重实践”为课程体系的建设思路，设置针对轨道交通供电企业的岗位群分析，根据企业现场的岗位群实际工作过程归纳出岗位典型工作任务，提炼学习情境，设置专业学习课程，借助本科院校完整的学科体系和深厚的师资力量，合理安排课程体系。
第一，基础课程和专业基础课程的设置。为避免教学资源的重叠和浪费，对于专科阶段和本科阶段均需开设的基础课程和专业基础课程，可在专科阶段开设并达到本科阶段的培养深度，本科阶段不再重复开设相应课程。
第二，专业课程的设置。在设置课程时，系统设计专业课程与教学内容，注重研究课程的内在联系，形成条块清晰而相互融合的课程体系结构。涉及本专业的专业课程可分为四类：电子技术课程、计算机应用技术课程、设备检修维护课程、设计管理课程，其中，设备检修维护课程和设计管理课程是专科阶段的核心课程，能够很好地体现高职与本科阶段贯通的办学思路，使学生掌握轨道交通供电系统的原理和结构，着重培养学生的维护、检修等实践动手能力；本科阶段通过设计管理课程的学习，培养学生的分析、设计和管理能力，使其具备实际工作能力和管理能力。
第三，实践课程的设置。针对轨道交通供电系统的特点，为了满足轨道交通行业供电技术管理岗位所要求的分析能力和实践动手能力，能够解决行业特有的技术多样性、具体性和综合性问题，重点突出了高职和本科阶段贯通的实践能力和综合素养的培养。
专科阶段三年的学习，要侧重培养学生的实践动手能力，以轨道交通供电行业岗位群所需的知识能力来构建课程体系，坚持“做中学”“做中教”，基于工作过程的项目化教学，依托深度校企合作等行之有效的人才培养模式来提高学生的实际动手能力。应通过校内学习，使学生系统地掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；安排学生在轨道交通运营企业进行生产实习，使学生了解轨道交通运营企业的文化，熟悉轨道交通运营企业的管理特点，并结合实际完成毕业论文，进一步提高自身的实践动手能力和分析能力以及工作适应能力。专科阶段的毕业论文以应用性为导向，选题类型以报告型观察型和实验型为主，以解决企业生产环节存在的小型课题，培养学生在实践中运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
本科阶段两年的学习，前一年半以理论提升为重点，培养学生的科研能力，分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过设计课程的学习使学生具备一定的勘察设计、项目咨询管理的能力。最后半年安排专业生产实习、毕业设计。专业生产实习阶段要求学生在完成专科阶段生产实习和本科理论课程学习的基础上，进一步提高本专业技术领域系统的分析能力、管理能力和工程意识，使学生经过一定的工程实践训练，具有一定的实际工作能力和决策能力，能够胜任轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业的技术与管理工作。本科阶段的毕业设计以学术性为导向，选题类型以理论型、综合型和评述型为主，结合本专业生产、科技的前沿和急需解决的新问题，注重理论应用创新、实验方法创新和手段创新、技术应用创新等，以培养锻炼学生的综合能力、自学能力、探索和钻研能力。
2.构建本专科贯通的专业实践条件。根据专业研究规划，整合现有资源，依托现有专业实践条件，不断加大实践条件的投入，改善专业实践条件。
3.提升服务社会能力。结合本专业特点，依托现有的深度校企合作，在社会需求导向基础上，开展应用性的科研并加快产业化进程，力争在3～5年形成一批具有行业影响力的应用层面的产业化研究成果。
四、高职与本科分段培养的特色
1.依托深度校企合作，以综合能力培养为主线，实施工学结合的人才培养模式。针对轨道交通供电系统的特点，依托华东地区轨道交通供电企业，实现混编师资团队、实训资源和校企文化三大资源有效共享，校企双方共同设计人才培养方案、实施人才培养和质量评价，采用从理论到实践再上升到理论最后再实践的螺旋式培养模式，使学生具备扎实的理论知识以及较强的实践动手能力。在专科阶段，侧重培养学生的实践动手能力，理论学习服务于能力培养，围绕“入学初期，走入铁路，感知职业；入学中期，深入铁路，熟悉工作；毕业前期，融入铁路，胜任岗位”三次实习，与专业课程一起构建职业素养与职业能力培养的递进平台。学生通过生产实习和毕业设计，带着问题进入本科阶段的学习，着重提高理论知识结构，培养分析、设计和管理的能力，在掌握文献检索、资料查询的基本方法后，通过课程设计、毕业实习、毕业设计，具备设计、开发和决策能力，达到高端技能人才的培养目标。
2.针对岗位的主要工作项目，进行基于工作过程的项目化教学模式改革。在高职教学中，本专业基于工作过程的项目化教学模式改革已取得成功经验，在此基础上，通过归纳提炼面向专业的就业岗位群的典型工作任务，形成专业学习课程，构建本专业课程体系，满足轨道交通供电行业对高端技能人才的需求。在专业主干课程教学实施中，以过程评价和企业第三方评价作为课程的主要评价依据。
3.实施高职本科双证书制度。在牵引供电安全与规则、变电所一次设备检修与维护、变电所二次设备检修与维护、电力线路、电工技术实习、综合实训等课程中，融入电工进网作业许可证（高压）内容，达到应知应会，帮助学生在毕业前获得电工进网作业许可证（高压）证书。
五、结语
当前，随着我国的社会进步和经济转型，高等职业教育的层次结构迫切需要上移，以适应区域产业转型升级和发展的需要。在现有的高职院校中进行部分本科职业教育的试点工作，探索高职本科分段培养本科层次高端技能型人才培养模式，实现高职与应用型本科人才培养的贯通衔接，对于培养高端技能型人才、拓展我国高职教育层次和完善职业教育体系，具有重要意义。
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