時間：2022-10-31 19:54:03
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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.
中圖分類號：U224 文獻標識碼：A
一、電力牽引供電系統(tǒng)的概述
（一）電力牽引供電系統(tǒng)
電力牽引供電系統(tǒng)，是指電氣化鐵路中由牽引變電所和接觸網(wǎng)組成的向電力機車供給牽引用電能的系統(tǒng)。牽引變電所將電力系統(tǒng)通過高壓輸電線送來的電能加以降壓和變流后輸送給接觸網(wǎng)，以供給沿線路行駛的電力機車。有些國家電氣化鐵路有時由專用發(fā)電廠供電。
電力牽引供電系統(tǒng)按照向電力機車提供的電流性質分為直流制和交流制，交流制又分工頻單相交流制和低頻單相交流制。我國電氣化鐵路采用工頻單相交流制電力牽引，直流制電力牽引僅用于城市軌道交通運輸系統(tǒng)和工礦運輸系統(tǒng)。各種電流制的電力牽引供電系統(tǒng)的設備有很大的差別。
工頻交流單相電力牽引供電系統(tǒng)主要有牽引變電所和牽引網(wǎng)組成，牽引網(wǎng)實行單相供電，由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道電路及回流線等組成。為了使電能有效、可靠地供給電力機車、開閉所等。我國規(guī)定牽引網(wǎng)額定電壓為25kv，額定平率為50Hz。牽引供電構成的回路是：牽引變電所——饋電線——接觸網(wǎng)——電力機車——鋼軌和大地——回流線——牽引變電所。
（二）電力牽引特點
1、電力牽引機車本身不帶燃料，可使用二次能源，為非自給式牽引動力，并由大容量電力系統(tǒng)供電，連接全國電網(wǎng)，能源有保證。
2、機車或動車組總功率大，具有啟動和加速快、過載能力強，運輸能力大等特點，能滿足各種現(xiàn)代交通運輸隊快速、大運輸能力的需要。
3、不造成空氣和環(huán)境（噪聲）污染，改善勞動條件。
4、電力牽引的總效率高，節(jié)約能源。我過的鐵路機車牽引經(jīng)歷了蒸汽機車、內燃機和電力機車的發(fā)展階段。
5、安全性高。隨著信息技術、微電子技術的廣泛應用，電力機車可實現(xiàn)實時檢測故障、自動駕駛、遙測及遙控，電力牽引系統(tǒng)易于實現(xiàn)全面自動化和信息化，從而大力提高勞動生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
6、有利于鐵路沿線實現(xiàn)電氣化，促進工農業(yè)發(fā)展。
二、接觸網(wǎng)供電概述
（一）接觸網(wǎng)供電
從牽引供電回路可知，接觸網(wǎng)受到牽引供電系統(tǒng)的影響。接觸網(wǎng)是在電器化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。
接觸網(wǎng)主要由以下內容組成：①基礎構件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎；②基礎安裝結構件，這項內容的作用主要是連接接觸網(wǎng)導線和基礎構件；③接觸網(wǎng)導線，這部分作用就是傳輸電流給電力機車；④其他輔助構件，包括回流線、附加懸掛等。接觸網(wǎng)、鋼軌與大地、回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。
接觸網(wǎng)的電壓等級：工頻但相交流制度:25KV。
接觸網(wǎng)主要通過單邊供電、雙邊供電、越區(qū)供電及并聯(lián)供電四種方式。
（二）優(yōu)化接觸網(wǎng)
接觸網(wǎng)擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給店里機車使用的重要任務。因此接觸網(wǎng)的質量和工作狀態(tài)講直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。為了減少接觸網(wǎng)的弊端，我們主要通過；接觸網(wǎng)的控制；供電方式的調整；防干擾設施來優(yōu)化接觸網(wǎng)。
1、接觸網(wǎng)的控制
由于接觸網(wǎng)是露天設置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網(wǎng)提出以下要求：①在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車的正常取流，要求接觸網(wǎng)在機械結構上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。②接觸網(wǎng)設備及零件要有互換性，應具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設備的使用年限。③要求接觸網(wǎng)對地絕緣好，安全可靠。④設備結構盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。⑤在事故的情況下，便于搶修和迅速恢復送電。⑥盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。
2、供電方式的選擇
供電方式直流制電氣化鐵路接觸網(wǎng)普遍采用兩邊供電方式，在相鄰的兩個牽引變電所供電的接觸網(wǎng)中間設置分區(qū)亭，將接觸網(wǎng)連通。運行中的電力機車由兩邊的牽引變電所同時供電。這種供電方式可降低接觸網(wǎng)中的電能損失，減小接觸網(wǎng)的電壓降，一個牽引變電所停電時，電力機車運行不致中斷。交流制電氣化鐵路則常采用一邊供電方式，接觸網(wǎng)在分區(qū)亭處斷開，分區(qū)亭只在一邊牽引變電所停電時接通，由另一邊牽引變電所越區(qū)供電。
3、防干擾設施的建立
防干擾設施為了減少接觸網(wǎng)電流的電磁感應對沿線通信電路的干擾，在交流制電氣化鐵路鄰近城鎮(zhèn)的區(qū)段將接觸網(wǎng)每2～4公里劃成一個吸流分段，設置回流線和吸流變壓器。這時，電力機車的電流沿回流線流回牽引變電所，從而沿軌道和大地流回的電流很少?；亓骶€和接觸網(wǎng)的電流近似相等，方向相反，這就大大減輕了電氣化鐵路對沿線通信電路的干擾。這種方式的缺點是吸流變壓器串接在電路中，加大了接觸網(wǎng)阻抗。日本新建設的工頻單相交流制電氣化鐵路采用了自耦變壓器方式，沿鐵路每10公里左右設置一臺自耦變壓器。自耦變壓器中性點接地，一端接接觸網(wǎng)，另一端接回流線，稱為正饋（電）線。正饋線和接觸網(wǎng)電流大小相等，方向相反，同樣起著減小對通信電路干擾的作用。另一方面，由于接觸網(wǎng)和正饋線之間電壓為二倍接觸網(wǎng)電壓，沿接觸網(wǎng)電壓降便大大減小。
三、牽引供電系統(tǒng)主要供電設備
（一）電氣設備的概述：
一次設備分：開關電器、變換電氣、保護電器、補償電氣、成套裝置和組合電氣。
（二）牽引變壓器
電力變壓器是變電所中最重要的一次設備，其主要功能是變換電壓和傳輸電能，將一次側的電能通過電磁能量轉換的方式傳輸?shù)降诙?，同時根據(jù)應用的需要將電壓升高或降低，完成電能的輸送和分配。
（三）變壓器分類
1、按相數(shù)分：單相變壓器和三相變壓器。
2、按用途分：普通用途分升壓變壓器和降壓變壓器：其他用途分電爐變壓器、電焊
3、變壓器、整流變壓器、掉壓變壓器和實驗變壓器等。
4、按鐵芯結構分：心式變壓器和殼式變壓器。
5、按繞組數(shù)目分：自耦變壓器、雙繞租變壓器、三繞組變壓器和多繞變壓器。
6、按繞組材質分：鋁繞組變壓器和銅繞組變壓器。
7、按冷卻介質和冷卻方式分：油浸式變壓器和干式變壓器。
四、總結
本文通過對電力牽引供電系統(tǒng)的了解認識，更好的理解了接觸網(wǎng)對我國高鐵的應用。有效的協(xié)調了牽引供電系統(tǒng)可能對臨近線路接觸網(wǎng)的影響。減少接觸網(wǎng)的弊端，實現(xiàn)我國高鐵未來的高速的發(fā)展。
在電氣化鐵路中牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)中重要的組成部分。因此，相關人員一定要做好對牽引變電所饋線的保護工作，確保其性能良好及安全運行。一般牽引變電所的保護系統(tǒng)是由以下幾個部分組成的：變壓器主保護、變壓器后備保護、饋線保護及其他一次設備的具體保護組成的。而在其中，最具有不穩(wěn)定性質的饋線在條件極差的鐵道環(huán)境中更易產(chǎn)生故障問題，這會導致整個牽引供電系統(tǒng)的運轉困難，從而對電氣化鐵路的安全運行帶來影響。因此，相關人員重點要對饋線的正常供電實施保護工作。
一、牽引變電所饋線故障問題的有關分析
1.1饋線故障的簡要介紹
接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障是在電氣化鐵路牽引變電所中最常遇到的問題之一，也是發(fā)生頻率最高、范圍最廣的一種故障。隨著電氣化鐵路的發(fā)展，特別是高速客運專線的建設運行對電能的需求與質量的要求越來越高，饋線故障就亟待解決，對饋線繼電保護的功能就需要越加完善、準確，不然就會影響牽引變電所供電系統(tǒng)的正常運轉。
對于饋線故障的處理技術經(jīng)過了三個不同的階段，分別是：人工式饋線處理階段、分布式饋線處理階段以及集中式饋線處理故障階段。研究人員對這三種不同階段的處理方式進行了大量的試驗后指出分布式饋線處理方式是最基本的解決饋線故障問題的方法。
1.2饋線故障的原因分析
饋線故障是歸屬于接觸網(wǎng)故障又稱短路故障中的一種典型的故障類型，其發(fā)生的頻率高，范圍廣泛。在2013年3月9日13：16左右，京廣高鐵定州東站的牽引變電所211#、212#的饋線發(fā)生跳閘現(xiàn)象，經(jīng)過相關人員的整體故障排查后進行了手動合閘操作，結果合閘失敗。隨即在13：29分，相關人員從開展供電調度工作，將定州東站的牽引變電所的F線撤下，給予T線供電成功。接著在3月10日凌晨左右，相關人員對天窗內的基礎設備進行檢修時發(fā)現(xiàn)，在保定東至定州東站的跨中處F線與PW線有灼傷的痕跡。對此，有關人員召集所有設計工程師開會對此問題進行研討，經(jīng)過細致的現(xiàn)場排查與檢修工作以及在查閱了借鑒了國內外著名的有關著作后，這起饋線灼燒事故的主要故障原因是受當時強風天氣的影響，F(xiàn)線與PW線發(fā)生放電現(xiàn)象，這次放電主要的原因是在F線與PW線對向下錨柱處，其之間的動態(tài)安全距離小于規(guī)定的300mm。
仔細分析以上的京廣高鐵的牽引變電所饋線發(fā)生故障的典型案例后，我們大致可以得出易引起饋線發(fā)生故障現(xiàn)象的原因主要有以下兩種因素：
1.2.1客觀原因
由于接觸網(wǎng)長期暴露于空氣中，受到空氣中的陽光、大氣、微粒子等漂浮雜質的影響，其穩(wěn)定性不強的絕緣層就會產(chǎn)生故障現(xiàn)象，間接就會導致接觸網(wǎng)饋線產(chǎn)生短路故障，進一步會對接觸網(wǎng)的饋線部分產(chǎn)生一定的安全損害。雖然這種故障問題的發(fā)生率極高，但是由于其本身對整體供電系統(tǒng)所構成的安全危害性較少，因此，只要相關人員積極采取處理措施，就可以避免此類問題的發(fā)生。
1.2.2主觀原因
這里所指的主觀原因大致可以概括為牽引變電所本身的性能不完善、設計人員設計的不合理以及科學供電技術的不完善這三個方面。在電氣化鐵路中牽引變電所是一種把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能通過牽引變壓器將220kV的電壓降至27.5kV，再輸送到鐵路上的接觸網(wǎng)，為電力機車提供電力來源的電力設施，其本身由于科學技術的不完善，以及在鐵路干線的分布與設置布局上面沒有做到結合實際地質情況等特點，使得牽引變電所的設置與布局不夠合理等從而導致變電所里的饋線產(chǎn)生不同的故障問題。
二、牽引變電所饋線保護功能的深入研究
現(xiàn)如今，只有積極的采取合理的方式去完善牽引變電所供電系統(tǒng)中的饋線保護裝置，使其能正常地在實際應用中發(fā)揮其應有的性能，這樣才能促進我國的電氣化鐵路的高效運行與快速發(fā)展。下面就主要分析在日常操作中應用最廣泛，解決饋線故障問題的兩種可行方法，并對饋線保護提出了完善策略。
2.1距離保護措施的原理及應用分析
為了能夠檢測出被測試線路的電壓與線路電流的比例大小，從而更好的去解決饋線故障，我們就要采取這種叫距離保護的方式。距離保護措施是由啟動元件、方向元件，阻抗元件、時間元件與出口元件這四個部分組成。在距離保護措施中還有一個元件也很重要，它就是阻抗繼電器，其通常都是單相式的，其可以在繼電器內只加入一個電壓u與一個電流i，而在這繼電器中電壓u與電流i的比值就叫做繼電器的測量阻抗值Zm。通常的測量阻抗可表示為：。一般的阻抗繼電器可以分為以下三類：
（1）圓特性阻抗繼電器
在其中最常見的就是全阻抗繼電器，它是一個以坐標原點為圓心，以阻抗值的絕對值為半徑的一個圓形，在圓內區(qū)域為保護區(qū)，圓外為非保護區(qū)。在保護區(qū)內工作的表達式為。只要測量阻抗機器在保護區(qū)內，那么繼電器就在工作狀態(tài)，從而達到保護饋線的作用。
（2）方向阻抗繼電器
在方向阻抗繼電器中的圓形構建就不同于圓特性的阻抗繼電器，其是以一個阻抗值的絕對值為直徑并且通過坐標原點的圓，同理圓內保護，且保護的動作具有一定的方向性。其特點在于對于加入到阻抗繼電器中的電壓與電流會產(chǎn)生相應的變化，致使其的動作阻抗就會不同。
（3）偏移特性阻抗繼電器
此種類型的阻抗繼電器是介于上述兩種阻抗繼電器性能之間的一種，其的動作特性發(fā)生了向右偏移了一個量的改變。其的特性圓的組成方式也會有所不同。
分析完不同類型的阻抗繼電器后，通過圖1距離保護措施的原理示意圖，我們可以設阻抗繼電器的使用電壓為Uop=Um-ImZset，這里的Zset是指在饋線中要保護的區(qū)域的阻抗值。由此得知，在饋線的保護區(qū)域內出現(xiàn)短路的故障，電壓小于0，如果在饋線的保護區(qū)域外出現(xiàn)短路的故障，那么電壓就會大于0.當整體電壓值大于測量阻抗值時，這就表明此時變電所處于保護饋線的狀態(tài)。
圖1 距離保護措施的原理示意圖
在分析距離保護時限的特性時，我們可以借鑒參考三段式保護電流的時限設定。距離保護的時限配合是饋線進行防護工作的首要選擇措施：
例如在新豐鎮(zhèn)鐵路牽引變電所，其采用了國內目前最先進的綜合自動化設備，其中設有18條不同區(qū)域不同方向的饋線傳輸電能，在有一次使用過程中由于受到了外界環(huán)境的影響，絕緣層發(fā)生了故障，導致其供電系統(tǒng)整個癱瘓，在經(jīng)過專業(yè)人員的仔細排查與分析后，采取增加電流的方法使得測量阻抗值逐步增大，起到了對饋線的保護作用。由于其反應的電壓與電流值較直觀，明顯，又便于測量，測量結果又較為精確，因此，人們多采取這種距離保護措施去解決饋線故障的問題。
2.2自適應距離保護措施應用分析
在對自適應距離的保護措施進行試驗時我們采用的是綜合諧波含量，利用新的數(shù)學定義式對測量阻抗值進行了細致的計算，由于供電系統(tǒng)的電力機車中含有豐富的奇次諧波能量，所以測量出的諧波阻抗值如果功率大于整定值，那么就表示自動收縮繼電器的功能處于邊界狀態(tài)，如果測量出的阻抗值大于整定值，在遇到饋線發(fā)生短路問題時，一定量的諧波能量也會在短路的線路中存在，這時將短路線路的綜合諧波含量定位一個參數(shù)，將測量出的阻抗值與這個定值參數(shù)進行比較分析，當阻抗值小于這個綜合諧波含量值時就表明此刻保護裝置應減少或停止對于邊界的收縮。由于自適應距離保護措施設計到不同領域的專業(yè)知識以及其需要利用不同的數(shù)學與物理公式進行試驗與計算，在一般的實際操作中，專業(yè)人員還是更青睞于使用距離保護措施來提高牽引變電站饋線的防御性能。
當檢測到的二次諧波含量超過整定值時，會閉鎖距離保護：
其中：KYL為二次諧波含量整定值。
?動作特性實現(xiàn)
當檢測到的綜合諧波含量超過整定值時，會對距離保護抑制：
其中： =（I2+I3+I5）/I1;
I1、I2、I3、I5―分別為基波、二次、三次、五次諧波分量;
Kh─諧波抑制加權系數(shù);
Rh、Xh―分別為考慮諧波抑制后的電阻和電抗。
在饋線裝置中應用自適應距離保護措施時要注意對于平臺要使用適合的工作速率，盡量避免使其達到限制速度，在保護裝置上要采用1.2k/s的采樣速度。通過對于sin與cos的濾波器的幅頻圖表的分析得知，sin的保護裝置對于高速率的頻率相比于cos的保護裝置的抑制能力更好，而cos的保護裝置對于直流電源的抑制作用要更好，各有各的優(yōu)點。但是根據(jù)各方面綜合來看，在電氣化鐵路的牽引變電所中對于饋線裝置的保護選擇cos保護裝置是最好的，主要是因為cos保護裝置抑制的直流電源對測距的影響較大，這就可以減少饋線在使用中所受的損害。而高頻分量的成分少，對饋線的損害也就減少。
2.3 饋線保護的后續(xù)措施完善
在對饋線進行以距離保護為主導方式的保護工作后，還需要通過其他的方式來做好對饋線保護功能以及系統(tǒng)的完善。這里的完善后續(xù)措施主要有：配置線路電流增量保護、電流速斷保護以及饋線過負荷保護等。其中最常見的也是最易操作的就是電流速斷的方式，在圖2的人工式饋線故障處理圖中，我們可以看到在變電站M的后部位置有速斷裝置，在變電站的電能經(jīng)過這速斷裝置的處理后就會通過線路的電流方向傳輸電能，這樣也是在對牽引變電所的饋線起到了保護作用。
圖2 人工式饋線故障處理技術示意圖
三、結語
在經(jīng)過長期的應用后，距離保護措施在解決饋線故障方面可行性最好。因此，作者建議相關人員積極采取距離保護等措施去解決饋線故障的問題，并積極采取電流增量、電流速斷、饋線過負荷保護等后續(xù)措施去完善饋線保護措施，這樣才能更好的解決饋線故障問題，進一步推進我國的牽引變電所供電系統(tǒng)能夠更好的為不同區(qū)域的不同用戶服務。
參考文獻：
中圖分類號U224 文獻標識碼A 文章編號1674-6708(2010)26-0112-02
0 引言
近幾十年來,隨著國民經(jīng)濟的突飛猛進和工業(yè)基礎設施的完善,我國的電氣化鐵路發(fā)展迅猛,鐵路線總里程不斷加長,列車載重量不斷增加,鐵路牽引變壓器需求數(shù)量隨之越來越多,需求容量也越來越大。我們知道,電氣鐵路的27.5kV(BT制)或55kV(AT制)的單相牽引電網(wǎng)是通過牽引變電所從常規(guī)三相電網(wǎng)獲取電能的,牽引變電所的主要作用便是將110kV或220kV三相交流電變換成27.5kV或55kV單相交流電,并供電給電牽引網(wǎng)和電力機車。根據(jù)供電方式和具體要求的不同,牽引變壓所采用的牽引變壓器種類也不同,主要有:單相牽引變壓器,V/V接線變壓器,普通三個繞組對稱的三相變壓器,三相―兩相平衡牽引變壓器。本文擬從接線原理、負序和零序影響、容量利用率等方面對兩種特殊接線形式的牽引變壓器加以總結和評述,以期對電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的研究有所幫助。
1 Le Blanc結線變壓器
1.1 接線原理分析
Le Blanc變壓器繞組結構如圖所示,其初級繞組與普通三相變壓器繞組相同,基于電氣化鐵道的不同要求,它們可以為型或Y型,本文僅分析 型,以防由于不平衡負荷產(chǎn)生的諧波(主要是三次諧波)進入系統(tǒng)。在二次側有5個將三相電源轉化為兩相電源的非對稱繞組,其接線如圖1所示。
1.2 負序和零序影響
二次側各繞組的變比如下
當k=1時,由接線原理圖和繞組匝數(shù)關系可得電流關系式:
根據(jù)對稱分量法,電壓平衡關系得一次側各相的正負零序電流:
當Iα=Iβ時,原方三相線電流完全對稱,無負序電流存在,故該接線也具有將兩相對稱負荷轉換為原方三相對稱負荷的能力[1]。
1.3 優(yōu)缺點分析
1)其料利用率稍高,最關鍵的是其制造工藝要求上容易實現(xiàn);
2)與斯科特變壓器相比,中性點也是不接地,低壓側兩相輸出依然沒有電的聯(lián)系;
3)在具有相等容量的情況下,和平衡變壓器相比,體積小、價格低[2]。
2 阻抗匹配牽引變壓器
2.1 接線原理分析
阻抗匹配平衡變壓器的接線如圖2所示。高壓側采用星型接線,每相繞組匝數(shù)為W1 ;低壓側采用三角形接線,每相繞組匝數(shù)為W2 ,并且還在ab繞組的兩端各接一個外延繞組,其匝數(shù)為W= 0.336 W2,這樣可使兩供電臂的電壓Uα和Uβ形成90°的相位差。
副邊繞組三角形結線結構即在非接地相增設兩個外移繞組 。內三角形接線的一角c與軌道,接地網(wǎng)連接。 兩端分別接到牽引側兩相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側對應的供電臂牽引網(wǎng)供電。
2.2 負序和零序電流
根據(jù)阻抗匹配平衡變壓器的結構,并且變比k=W1/W2=1可得一二次側電流關系:
由上式知,變壓器高壓側沒有零序電流,并且當?shù)蛪簜入娏骱拓摵勺杩菇窃浇咏鼤r,高壓側電流不對稱度就會越小,當?shù)蛪簜葍晒╇姳凵系呢摵勺杩雇耆嗟葧r,高壓側三相電流完全對稱。在同樣的牽引負荷作用下,新型的阻抗匹配平衡變壓器注人電網(wǎng)的負序電流比普通的Y/-11接線的變壓器要小[3]。
2.3 優(yōu)缺點分析
1)顯著的減少電力牽引負荷注入電網(wǎng)的負序電流[4-5];
2)平衡繞組與a(或b,c)繞組的匝數(shù)比和阻抗匹配系數(shù)兩個方面,必須予以考慮.當阻抗匹配系數(shù)相匹配時,無論副邊負荷電流大小是否相等,原邊三相電流平衡,即無零序電流。當副邊負荷電流對稱時,原邊三相電流對稱,沒有負序電流對電力系統(tǒng)的影響,原邊三相制的視在功率完全轉化為副邊二相制的視在功率,變壓器容量可全部利用;
3)原邊仍為YN結線,有中性點引出,降低了對變壓器絕緣的要求,減少了投資[6],與高壓中性點接地電力系統(tǒng)匹配方便。副邊仍有結線繞組,三次諧波電流可以流通,使主磁通和電勢波形有較好的正旋度;
4)次邊兩相不對稱負荷時,原邊三相電流依然具有較好的對稱性[6]。對接觸網(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電;
5)設計計算及制造工藝復雜,造價較高。無論從設計上還是制造工藝上來講,要得到預先確定的某一阻抗匹配系數(shù)都是相當困難的,因此在設計上和制造工藝上的難度是不言而喻的;
6)分相絕緣器兩端承受的電壓為55kV ,絕緣要求高。
3 結論
在對電氣化鐵路供用電的研究領域里,電力機車作為大功率單相負荷,其運行對三相電網(wǎng)造成的諸多不良影響,一直都是電力方面的研究人員努力解決的問題,而作為電網(wǎng)和牽引網(wǎng)的交叉點的牽引變壓器,便是一個不容忽視的研究課題。本文綜述了國內單相交流供電環(huán)境下兩種特殊接線形式的牽引變壓器接線、電氣原理、及其優(yōu)缺點。這些研究豐富了電鐵研究領域的理論內容,不僅對研究電鐵對三相電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響有重要意義,也可為其他大功率單相交流負荷的具體工程的設計和規(guī)劃提供依據(jù),具有一定的理論意義和工程價值。
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Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.
Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality
中圖分類號：TM922.5文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
一、客運專線鐵路接觸網(wǎng)的組成及要求
客運專線鐵路接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路，也稱為架空式接觸網(wǎng)。
1、從結構形式看可分為以下幾個部分。
（1） 接觸懸掛：主要包括承力索，吊弦，接觸線及連接它們的零件等。與電力機車受電弓直接接觸的是接觸線。其中以接觸懸掛的種類最多。
（2） 支持裝置：支持裝置由腕臂，拉桿，定位裝置等連接件組成，用來懸吊和支持接觸懸掛，并將其負荷傳遞給支柱或者其它建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間，車站和大型建筑物而有所不同。
（3） 支柱與基礎：支柱與基礎用以承受接觸懸掛和支持裝置的全部負荷，并把接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。支柱有金屬支柱和鋼筋混凝土支柱
2、牽引供電對接觸網(wǎng)的要求
為了滿足鐵路接觸網(wǎng)全天候不間斷的向機車進行供電，保證弓網(wǎng)之間的良好匹配，提高接觸網(wǎng)的性價比，接觸網(wǎng)需要滿足：①設備運行安全可靠，在惡劣氣候條件下能保證向電力機車正常供電；②有足夠的電氣強度，保證在牽引高峰時正常地向電力機車提供電能；③有足夠的機械強度，保證接觸懸掛具有可靠的穩(wěn)定性；④網(wǎng)上設備的空間位置不影響受電弓取流；⑤網(wǎng)上設備的質量應輕且分布均勻，保證接觸網(wǎng)的彈性盡量一致；⑥有足夠的防腐蝕性能各耐磨性能，使用壽命應盡可能長；七在保證接觸懸掛穩(wěn)定性的前提下，結構應盡量簡化，有利于施工，維護及事故搶修；⑧在最高運行速度下，弓網(wǎng)離線率應在容許的范圍內。
因此，這就需要要求鐵路接觸網(wǎng)不論在什么條件下，必須要保證良好的供電，使得機車能在線路上高速、安全的行駛運行。還要做到在符合上述要求的情況下，盡量做到節(jié)省投資、結構合理、維修簡便等，同時還要便于新技術的應用。
3、《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》對接觸網(wǎng)施工的要求
為了更好的指導客運專線鐵路接觸網(wǎng)工程的施工和驗收，鐵道部組織編制了《客運專線鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收暫行標準》。為了指導施工單位達到標準的要求，同時編制了與驗收標準配套的《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》，由鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院。其中《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》對施工主體提出了如下要求：
（1）施工單位應采用機械化施工，積極推廣施工新技術、新工藝、新設備、新材料。在施工過程中還需制定一系列相應的保護措施，以保證路基的完整性和穩(wěn)定性。
（2）施工單位應應建立完善的質量保證體系，根據(jù)指南制定相應的施工組織設計，施工技術管理制度，施工操作細則，施工技術安全措施等。
客運專線鐵路電氣化接觸網(wǎng)技術標準及施工方法
（3）施工中，施工單位應按本指南和有關工程質量管理辦法，嚴格施工質量自查，采用先進的施工工藝和檢測手段，進行嚴格的過程控制，客運專線鐵路電力牽引供電工程每道工序的完成，都應采取相應的檢測手段檢測施工質量，并作好記錄；完工后應對施工質量進行全面的綜合檢測，并應將檢測結果納入竣工文件。
（4）客運專線鐵路電力牽引供電工程施工應根據(jù)鐵路修建的總體施工組織計劃，結合施工單位具體情況，做好以下工作：①必須遵守國家、鐵道部規(guī)定的安全規(guī)程，制定切實可行的安全措施，確保施工安全。②必須遵守國家、鐵道部規(guī)定的質量驗收標準，建立完善的質量保證體系，制定切實可行的質量保證措施，確保工程質量。③應用信息化網(wǎng)絡技術，推廣應用新技術、新工藝、新材料、新設備，提高施工管理水平和施工技術水平。④在保證工程施工質量的前提下，節(jié)約能源，降低材料消耗，提高工程施工的綜合經(jīng)濟效益。⑤積極改善工程施工條件，降低作業(yè)人員的勞動強度，遵守國家有關勞動保護法規(guī)，確保作業(yè)人員身體健康。⑥所用于主體、附屬工程的材料進場前應進行相關的試驗與檢驗，各種工程材料必須符合國家、鐵道部現(xiàn)行規(guī)范和驗標的要求后才能進場。⑦接觸網(wǎng)工程施工從進場建點到竣工驗收，都應把保護環(huán)境、文明施工貫穿到施工中的沒有個環(huán)節(jié)。
二、客運專線接觸網(wǎng)施工的特點
由于客運專線接觸網(wǎng)的施工管理與一般工程的施工管理之間存在著一定的差異，要求也不盡相同，主要特點如下。
1、接觸網(wǎng)是在一定地域和范圍內進行施工的項目，所以每一條線路及每一區(qū)段的施工都需要按具體的施工對象、施工環(huán)境和條件來確定施工方法，因此，鐵路接觸網(wǎng)施工針對性較強，對工程施工質量要求也比較高。
2、由于接觸網(wǎng)施工完全是沿鐵路線路進行施工，這就使得接觸網(wǎng)施工的施工點增多、戰(zhàn)線過長、施工人員分散的問題較突出，對施工的組織和質量控制影響較大。
3、接觸網(wǎng)施工由于整體結構復雜，技術含量較高。因此對接觸網(wǎng)施工的質量管理工作必須深入細致，防止出現(xiàn)“一步錯，步步錯”。
4、受氣候和地質條件的限制因素較多，這些客觀因素不但制約了施工作業(yè)的順利展開，而且往往會打亂全局的施工程序，影響整個。
5、系統(tǒng)工程中各專業(yè)工程在施工中相互干擾的機會和機率相當高，如通信與電力及信號等工程的電纜溝同一路肩側的布置等，在施工組織與協(xié)調過程中一但出現(xiàn)疏漏，也將影響工程的質量。
三、客運專線接觸網(wǎng)施工中存在的問題
隨著電氣化鐵路的不斷的發(fā)展，我們在學習和引進國外新技術、新材料、新結構的同時，廣大工程技術人員也自主研發(fā)了許多接觸網(wǎng)新金具和新設備， 隨著新技術、新材料、新工藝的不斷更新，傳統(tǒng)的施工方法和手段已不能滿足要求，主要表現(xiàn)為施工隊伍的技術素質和施工技術兩大方面滯后。
1、接觸網(wǎng)施工隊伍
（1）施工人員的整體技術素質不高。在從事接觸網(wǎng)工程施工的隊伍中，只有極少數(shù)的技術人員和管理人員具有較高的專業(yè)技術素養(yǎng)，大部分施工人員則是由沒有受到專業(yè)的施工技術培訓、教育的普通工人或者是民工，其專業(yè)技能和技術水平相對較差，這就容易造成對施工流程、施工工藝等不能很好的了解，致使施工過程中出現(xiàn)各種問題，進而對接觸網(wǎng)工程施工質量造成嚴重的影響。
（2）技術裝備落后
我國國內的各施工單位的技術裝備較發(fā)達國家，顯得稍微落后一些。主要表現(xiàn)在施工設備功能不強、性能不高、新度系數(shù)偏低；設備綜合性能較低，體積大，較為笨重；檢測手段和檢測設備的精度系數(shù)不高。
2、接觸網(wǎng)施工標準和工藝存在問題
（1）施工技術及工藝滯后
從全國范圍來看，目前我國除少數(shù)施工單位外，大多數(shù)施工單位的施工 工藝和施工技術還停留在上世紀九十年代初的水平，很難適應目前客運專線鐵路接觸網(wǎng)的施工要求。
（2）施工的技術標準不協(xié)調
接觸網(wǎng)的施工與路基、軌道的施工技術標準不協(xié)調，接觸網(wǎng)一般是以軌面標高作為施工基準點的，而軌道施工的允許偏差較大，導至接觸網(wǎng)工程施工質量難以滿足技術要求。
（3）技術規(guī)范和操作規(guī)范不夠完善
我國目前還沒有一部客運專線鐵路電氣化的施工標準，每一條線路的施工技術要求除參照國外相應線路制定外，沒有更多的通用性和標準化。
我國目前也沒有一套客運專線鐵路接觸網(wǎng)的施工操作規(guī)范，除個別施工單位具有較為系統(tǒng)的施工工藝手冊外，大部分施工單位或施工隊伍在施工時的隨意性較大。
四、接觸網(wǎng)施工質量控制措施
客運專線鐵路電氣化鐵路與我國現(xiàn)有的160 km/h以下電氣化鐵路相比，不僅車速大大提高，而且其接觸網(wǎng)受流系統(tǒng)、懸掛方式、布置原則也有所不同。接觸懸掛是向電力機車供電的重要設備，也是保證250 km/h以上目標值的關鍵。為了保證運行時受流的質量，必須具有良好的受流穩(wěn)定性、理想的彈性及彈性均勻性。因此接觸線對軌面的高度、跨中預留弛度及導線坡度以及弓網(wǎng)動態(tài)參數(shù)等對接觸懸掛的受流質量好壞至關重要，而這些必須通過精確的施工安裝來保證。施工安裝精度需滿足設計要求的評價接觸網(wǎng)質量的重要指標。即安裝精度越高，受流質量越好，接觸線和受電弓的使用壽命越長，且速度越高對施工的誤差要求越高。因此，對接觸網(wǎng)的施工誤差控制是保證接觸網(wǎng)施工質量的唯一途徑。盡管目前國內接觸網(wǎng)采用了國外發(fā)達國家的程序化、數(shù)據(jù)化施工和中鐵電氣化局集團有限公司開發(fā)的“四個一次到位”國家級工法。
但由于接觸網(wǎng)施工工序和所用材料繁多、安裝或加工工藝、機具及環(huán)境不盡相同，每個施工工序過程仍均伴有誤差，如導高、側面限界的誤差、腕臂和吊弦的測量、計算、預配加工及安裝的誤差等。因此，產(chǎn)生的原因主要來自施工人員、采用的機具、所用的材料、施工方法和施工環(huán)境五個方面。要保證施工質量就必須對以下五個方面加以嚴格的控制。
1、人：指直接參與施工的人員，作為主要控制對象，要充分調動其積極性、發(fā)揮其主導作用。有經(jīng)驗表明，要保證施工質量，還必須根據(jù)客運專線鐵路接觸網(wǎng)施工特點，進行系統(tǒng)化的培訓；
2、材：材料在生產(chǎn)過程中難免的會出現(xiàn)公差，因此在使用時需要考慮其影響；
3、機：機械控制主要包括施工機械設備、工具和檢測器具等控制。因此在施工過程中要根據(jù)不同的施工工藝要求、選用合適的、先進的機械設備、機具等，并正確使用、管理以及保養(yǎng)，確定其處于最佳使用狀態(tài)。例如用經(jīng)緯儀取代傳統(tǒng)的線墜、接觸線多功能激光測量儀取代測量桿等等，不僅能使施工測量的精度大幅度提高，同時也可以將施工誤差控制在設計和標準范圍以內；
4、施工工藝：需要根據(jù)工程實際，制定相應的施工方法，既有利于保證工程施工質量，也能加快施工進度，進而提高經(jīng)濟效益；
5、施工環(huán)境：指的是工程技術環(huán)境、環(huán)境因素對工程施工質量的影響。如吊弦、定位便宜均應根據(jù)施工當時的環(huán)境溫度來進行施工控制。環(huán)境溫度測不準，將直接影響施工質量。由此，在施工時應根據(jù)工程特點以及具體條件，對影響質量的環(huán)境因素，采取有針對性的措施并加以控制。
客運專線鐵路電氣化工程屬于結構龐大、工藝技術復雜、需要多工種連續(xù)性施工生產(chǎn)的建筑安裝工程。為了使工程施工達到連續(xù)性和均衡性，實現(xiàn)高效、低耗、優(yōu)質的目的，就必須根據(jù)工程的特點，按照科學、合理的施工程序，擇優(yōu)選取先進的施工生產(chǎn)組織形式和施工作業(yè)方法，均衡施工進度，確保計劃目標的實現(xiàn)。
參考文獻
[1]王作祥.客運專線鐵路接觸網(wǎng)懸掛施工技術與質量控制[J].鐵道工程學報.2007(S1)
“目前，寧夏石嘴山供電局投運的35KV戶外電網(wǎng)限流裝置每年可節(jié)省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節(jié)電經(jīng)濟效益達195萬元。到2020年，寧夏電網(wǎng)采用‘節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置’的成本約為2900萬元。相比目前應用的斷路器而言，僅此一項可節(jié)約2.86億元。寧夏電網(wǎng)的裝機水平和電網(wǎng)規(guī)模約占全國電網(wǎng)的1%左右，依此計算，若將該裝置在全國推廣，可節(jié)約資金高達286億元?！?/p>
以上精辟判斷，出自負責該課題組的寧夏電力科學研究院系統(tǒng)分析室主任黃永寧。
現(xiàn)年48歲的黃永寧，在人生的26年里與“電力系統(tǒng)分析”結下不解之緣。多年來，他以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和爭創(chuàng)一流的職業(yè)精神，刻苦鉆研、勇于拼搏，填補了寧夏電網(wǎng)系統(tǒng)分析和仿真計算、電能質量數(shù)字化分析、相量測試等電網(wǎng)智能分析領域的空白。
功夫不負有心人。2011年9月，黃永寧被榮聘為寧夏電力公司首席技術專家，成為勇立電力科研 “潮頭”的領軍人。
“寧夏電網(wǎng)必須有自己的電力系統(tǒng)分析軟件系統(tǒng)！”
1981年，18歲的黃永寧考入西安交通大學。懷揣奉獻電力科學事業(yè)的夢想，電機系發(fā)電專業(yè)成了他開啟人生理想的鑰匙。
“在大學校園，我常常凝望圖書館門口錢學森先生的高大塑像。在那里，我種下了此生與電力研究相守的‘種子’。每當遇到困難，科學巨匠的奮發(fā)精神總激勵我前行。他們對祖國、對事業(yè)的熱忱，不僅在專業(yè)學習方面給予我充足養(yǎng)分，更凈化了我的靈魂?！秉S永寧深情地說。
1985年，邁出大學校門的黃永寧，作為“支邊”知識分子回到家鄉(xiāng)，進入寧夏電力試驗研究所（寧夏電力公司電力科學研究院前身）高壓室工作。第二年他又調入剛成立的系統(tǒng)室，主要從事電網(wǎng)電力系統(tǒng)短路、潮流、穩(wěn)定三大計算系統(tǒng)分析工作。
20世紀80年代中期，信息技術已經(jīng)開始運用于電力系統(tǒng)各個領域，包括電網(wǎng)調度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設計、計算機仿真系統(tǒng)等。然而，寧夏電網(wǎng)由于條件所限，海量的計算工作仍需依賴大量的人力計算。當時，電子計算能夠進行電力系統(tǒng)三大計算的設備，離寧夏最近的是西安某科研機構所投運的VAX小型機，高昂的運算費用，往返的時間等巨大的成本使年輕的黃永寧感到“窩火”。他許下承諾：“寧夏電網(wǎng)必須有自己的電力系統(tǒng)分析軟件系統(tǒng)！”
1986年年底，黃永寧背起行囊，赴清華大學深造?！澳悄甏汗?jié)我未能與家人團聚，但那次學習之旅使我真正邁進了智能電力系統(tǒng)計算的門檻，更加堅定了我致力‘電力系統(tǒng)分析’并一生都愿意為之付出的信念?！秉S永寧說。
學習期間，他參與了編寫程序及使用說明書，使寧夏電網(wǎng)成功引進了清華大學微機版《電力系統(tǒng)三大計算軟件包》，填補了寧夏電力系統(tǒng)計算工作的空白。
“繁瑣的計算推演，計算機可在下班時間運算。第二天上班時計算機顯示出自己想要的結果，甭提多高興了！”黃永寧的微笑里依然洋溢著昔日的興奮。
那時，他是寧夏電力界最先接觸電腦的“弄潮兒”。他的同事們也從浩瀚的數(shù)據(jù)計算海洋中解脫出來。當年的黃永寧雖然年輕，但是在大伙的心目中已成為知名的“電力人物”了。
如今，寧夏電科院所使用的電力系統(tǒng)計算分析工具，與當年相比不可同日而語。剛剛建成的“寧夏電力公司電網(wǎng)仿真實驗室”是國內目前最為先進的全數(shù)字動態(tài)仿真系統(tǒng)之一。借助這一平臺，黃永寧及其團隊將開創(chuàng)寧夏電網(wǎng)電力系統(tǒng)仿真分析工作的全新局面。
“我們要像‘保健醫(yī)生’一樣，讓電網(wǎng)運行‘規(guī)矩有型’”
又一個喜訊在寧夏電力系統(tǒng)交口相傳――黃永寧主持完成的《節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置的研制與應用》科研項目，獲寧夏回族自治區(qū)科學技術進步獎一等獎，寧夏電力公司科學技術進步獎一等獎，該裝置的實用新型和外觀設計兩項專利獲國家專利局授權。
迄今為止，國內外研究應用的超導故障限流器、串聯(lián)諧振限流器及固態(tài)限流器等，采用電力電子器件的限流裝置，雖然動作快速但容量有限，價格昂貴，應用量很少，大部分處于試驗樣機階段。黃永寧及團隊研制的節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置取得了新的突破。在石嘴山供電局投運的35KV戶外電網(wǎng)限流裝置，每年可節(jié)省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節(jié)電經(jīng)濟效益達195萬元。
目前，黃永寧及其團隊正在推進《戶外高壓可重復節(jié)能電網(wǎng)限流裝置研制》科研項目。為克服瓶頸，他創(chuàng)造性地提出了“戶外高壓可重復節(jié)能限流裝置”的構想。該裝置以較低的成本和極大的節(jié)能降耗效果，實現(xiàn)在高壓、超高壓電網(wǎng)限制短路電流的功能。“這是一項世界領先技術”，黃永寧估算，該限流裝置若運用于全國電網(wǎng)，將產(chǎn)生百億元的經(jīng)濟效益。
“‘短路與諧波’是威脅電網(wǎng)安全的幽靈，必須像醫(yī)生做手術一樣精確診治?！秉S永寧做出剪刀的手勢。自從事電能質量分析與測試以來，諧波成為了黃永寧及其團隊直面的一大難題。黃永寧說，這一課題做了20多年，我們要像“保健醫(yī)生”，手拿“手術刀”，讓電網(wǎng)運行“規(guī)矩有型”。
黃永寧說，諧波是影響電網(wǎng)電能質量的“罪魁禍首”，對電網(wǎng)的污染就像化工廠向清澈的湖泊排污一樣。在理想干凈的供電系統(tǒng)中，在只含線性元件的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在實際的供電系統(tǒng)中，由于有非線性負荷，如整流負載、電力機車、軋鋼機、電弧爐等存在，當電流流過與所加電壓不呈線性關系的負荷時，就形成非正弦電流，造成電網(wǎng)污染。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。
“作為從事電網(wǎng)系統(tǒng)分析研究電能質量技術監(jiān)督的一名工作人員，必須結合當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展現(xiàn)狀，為當?shù)仉娏ㄔO和用戶使用優(yōu)良電能，掃清一切技術故障?！秉S永寧針對高耗能負荷，提出的無功補償兼帶濾波的措施被高耗能廠家廣泛應用，使得電網(wǎng)電能質量得到顯著改善。
1994年，第一條電氣化鐵路寶中鐵路寧夏段開建，寧夏電網(wǎng)面臨前所未有的全新課題。黃永寧開始研究電氣化鐵路對寧夏電網(wǎng)的影響。當時，他和團隊率先在全國使用CHP電力系統(tǒng)諧波分析程序，進行寶中電氣化鐵道諧波及負序分量計算工作，計算報告《寶中電氣化鐵道寧夏段諧波分量計算報告》獲寧夏電力公司優(yōu)秀科技論文一等獎。
研究雖有進展，但如何將鐵路機車運行過程模擬出來？機車運行過程中會產(chǎn)生多少諧波？帶電多長時間？對供電電網(wǎng)有什么影響？一系列嶄新的課題面前，黃永寧選擇了重回母?！俺潆姟?，同時也為了圓夢。
黃永寧說，四年大學生活對自己而言是一場如癡如醉的夢，現(xiàn)在這個夢依然未醒。這一次尋夢之旅其實并不浪漫，面對電氣化鐵路對寧夏電網(wǎng)影響的整體分析評估，諸多技術難關需要攻克。最終，在導師的指導下，他以該項目為論文選題，如愿拿到了一直心儀的“工程碩士”。
“電網(wǎng)安全只有起點，沒有終點”
見到黃永寧時，他正在電網(wǎng)仿真實驗室指導同事做線路參數(shù)測試，模擬實驗電網(wǎng)交直流混合仿真計算分析。偶爾會有爭論，但他親和的語氣讓實驗室氣氛融洽。其實，更多時候是他過硬的理論知識令同事們“折服”。
“與同事們探討問題是一種快樂，爭論會產(chǎn)生靈感，使得分析和實驗能夠走上捷徑?！秉S永寧笑呵呵地說。
在實驗室里與他“交鋒”的系統(tǒng)分析專責田蓓，與黃永寧共事7年，是他一手帶起來的技術骨干。
2004年，寧夏電力試驗研究所與銀川電校合并為寧夏電力科技教育工程院。工程院成立后，系統(tǒng)室也進行了重組，只剩黃永寧一人。田蓓等新調入的7位電校老師，具備豐富的理論知識，但實踐能力尚需提高。黃永寧的工作便由原來只管專業(yè)轉變?yōu)閷I(yè)、教培“兩翼齊飛”。
田蓓和同事們回憶起當時的情景，感慨萬千：“作為一名只教過電力基礎課程的年輕職工，轉為從事電力系統(tǒng)分析計算，心里完全沒底。黃永寧耐心細致的言傳身教，讓我們很快找到了感覺?！?/p>
5年后，黃永寧的團隊不僅承擔起繁重的教學任務，電網(wǎng)分析專業(yè)更是突飛猛進，現(xiàn)已能夠承擔電網(wǎng)分析、試驗方面的各項基礎工作和國網(wǎng)公司科研項目，成績斐然：
完成750kV、±500kV及大機組群接入寧夏電網(wǎng)的前期研究項目――短路電流、過電壓計算及其限制措施研究兩個子項目，獲國網(wǎng)公司科技進步三等獎、寧夏電力公司科技進步特等獎；
中圖分類號：U226 文獻標識碼：A
在電力機車的運行過程中，受電弓在接觸懸掛下高速滑動運行，從動力學角度，表現(xiàn)出弓網(wǎng)接觸壓力的作用和受電弓滑板產(chǎn)生橫向振動的動態(tài)響應，如圖1表示。
圖1 系統(tǒng)信號分析框圖
目前國內外廣泛采用弓網(wǎng)接觸壓力直接測試方法。但在高速運行時，測量信號容易受到弓網(wǎng)接觸振動造成的電磁火花的干擾；附加的壓力傳感器，增加了滑板重量，改變了滑板的外形，使受電弓的穩(wěn)定性和安全性受到影響。
本論文提出的測試方法（圖2），是在車頂并排對稱安裝多個激光測距傳感器，通過測試受電弓滑板底部橫向振動位移，從而，計算弓網(wǎng)接觸壓力、拉出值、弓網(wǎng)沖擊（硬點）和接觸線高度等動態(tài)參數(shù)。
圖2 受電弓滑板響應測試模型
1 弓網(wǎng)接觸響應測試原理
滑板在弓網(wǎng)接觸運行中的振動，可近似認為是兩端固支的滑板彈性梁的橫向彎曲振動、兩端彈性支撐的滑板剛梁上下傳動和平面轉動的復合運動?；鍙澢駝幽B(tài)則可以用歐拉-伯努利梁求解。圖2中表示作用在滑板梁的第個節(jié)點的弓網(wǎng)接觸激振力，其作用的不同位置示意接觸線拉出值的變化。表示放置于車頂平面對準受電弓滑板底部第個高速激光傳感器的位移測量值，其動態(tài)響應關系用傳遞函數(shù)可表示成如下矩陣形式：
（1）
（1）式中可通過單位沖擊響應的數(shù)字計算得到，于是，根據(jù)卷積原理，弓網(wǎng)接觸壓力可表示如下：
（2）
由各激光傳感器測試的離散位移信號，可實時得到弓網(wǎng)沖擊加速度，導線高度和拉出值，表示如下：
（3）
（4）
（5）
上式中為車頂傳感器的基準高度，為激光傳感器的個數(shù)，為激光傳感器的分布序號，表示各激光傳感器幾何位置對稱加權系數(shù)。
2 滑板梁的動力學分析
將圖2的模型分解為一個兩端固定支撐的受電弓彈性滑板梁和一個兩端等剛度彈性支撐的受電弓剛性滑板梁。先分別求出各自的動態(tài)響應，然后在靜平衡位置的軸上的同一點對橫向響應位移進行疊加。
2.1 受電弓滑板剛梁在平面內的振動
設支撐彈簧剛度為，滑板剛梁長度為、線密度為、質量為、質心為，滑板剛梁繞質心的轉動慣量為，取質心的橫向位移及滑板剛體繞質心的角位移作為廣義坐標（），對滑板進行受力分析，建立受迫振動微分方程如下：
（6）
（7）
令，由此求得剛梁橫向振動的固有頻率和剛梁繞質心轉動的固有頻率為：
（8）
（9）
采用Duhamel積分法求解（6）式和（7）式，由圖3知當弓網(wǎng)接觸力在處作用時，滑板剛體處由橫向振動和繞質心轉動產(chǎn)生的復合橫向振動位移可表示如下：
（10）
2.2 受電弓滑板彈性梁彎曲振動振型函數(shù)
以兩端固定支撐的滑板彈性梁在橫截面對稱平面內的橫向位移作為廣義坐標，并設梁的線密度為，抗彎剛度為EI，受力分析如圖4所示。根據(jù)達朗貝爾原理和力矩平衡原理可得到滑板梁橫向振動的四階齊次偏微分方程：
（11）
對（11）式用分離變量法求解并應用克雷諾夫函數(shù)可得滑板梁固有頻率的計算公式和橫向彎曲振動振型函數(shù)：
（12）
（13）
為計算方便，振動滑板梁的計算參數(shù)取值如表1所示。
由此求得1階模態(tài)的固有頻率為94.5Hz，2階模態(tài)的固有頻率為258Hz，3階模態(tài)的固有頻率為505Hz，4階模態(tài)的固有頻率為829Hz。
（13）式中可以是任意常數(shù)。只要將各階固有頻率對應的的值代入該式，即可求得滑板彈性梁橫向彎曲振動的各階相應的主振型。
2.3 受電弓滑板彈性梁動力沖擊響應 （見圖5）
在滑板梁的處，假設有一弓網(wǎng)接觸壓力作用，自由振動運動方程可得到：
（14）
滑板均勻彈性梁的振型函數(shù)為式（13），將主振型正則化，利用其正交性特點，可得：
（15）
設各階固有頻率為，主振型為，1，2，3，….則彈性梁動力響應可用模態(tài)疊加（坐標變換）表示為：
（16）
利用主振型正交性質，由杜哈美（Duhamel）積分法求解得：
（17）
將式（17）代入式（16），可得滑板彈性梁原廣義坐標的響應：
（18）
3 用數(shù)字計算方法求響應矩陣和傳遞函數(shù)矩陣
為了求式（1）中的傳遞函數(shù)矩陣[]，必須先求下式（19）中的響應矩陣[]。
（19）
傳遞函數(shù)矩陣[]和響應矩陣[]的關系為：
（20）
基于系統(tǒng)響應分析數(shù)字計算步驟如下：
（1）如圖2所示，先假設在滑板上從左到右第一個確定的輸入節(jié)點上作用一個確定的弓網(wǎng)沖擊接觸力，通過式（10）和式（18），分別計算各激光傳感器對應位置的位移響應值、、…、。通過下式：
（21）
即可計算出。
（2）其它矩陣元素的計算方法同上，即通過下式可計算得到。
（22）
（3）由式（20）計算[]。
（4）由式（1）和式（2）計算。
（5）由式（3）、式（4）、式（5）分別計算接觸網(wǎng)幾何參數(shù)和動力學參數(shù)。
4 響應測試系統(tǒng)仿真
對圖2所示的響應測試模型進行仿真，假設對稱配置5個激光測距傳感器，測試受電弓滑板底部-0.4m，-0.2m，0m，0.2m，0.4m 等5個點的位移，如圖6所示，取2.5，取1720Nm2，取0.8m，取2500 N/m 。
假設依次在受電弓滑板上-0.4m，-0.2m，0m，0.2m，0.4m的地方垂直向下施加110N的弓網(wǎng)接觸壓力，通過式（10）和式（18），分別計算各激光傳感器對應位置的位移響應值、、…、。通過式（21）計算，可得到響應關系矩陣式（23）。
由上式D矩陣求逆，可得到傳遞函數(shù)矩陣如式（24）。
如果還是用150N的弓網(wǎng)接觸壓力，在-0.4m和-0.2m，的地方垂直向下施加，并由此得到，再將代入式（2），反過來求得接觸力為150N；如果還是用110N的弓網(wǎng)接觸壓力，在-0.25m的地方垂直向下施加，并由此得到，再將代入式（2），反過來求得接觸力為98.77N，誤差為10%，該誤差主要由激光傳感器的配置位置造成。
如果用150N的弓網(wǎng)接觸壓力在受電弓滑板上-0.4m 處垂直向下施加，如圖7（a）所示，傳感器各點位移響應如圖6（a）所示；在-0.2m、0m、0.2m、0.4m處施加，力的作用圖（圖7（b）-（e））與位移響應圖（圖6（b）-（e））一一對應。
由此可見，采用傳遞函數(shù)計算方法的仿真與實際情況基本相符。
結語
基于系統(tǒng)響應原理測試高速鐵路接觸網(wǎng)動態(tài)參數(shù)的方法，其重要意義在于將測試傳感器完全從受電弓滑板上撤離下來，這是高速鐵路接觸網(wǎng)車載動態(tài)測試追求的目標。如果采用圖象處理和激光雷達等非接觸式檢測方式，由于其掃描周期和處理時間的限制，使得該方法從原理上無法實現(xiàn)對弓網(wǎng)高頻動態(tài)特性的測試。在實際應用中，作者認為必須在實驗室直接測試數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行回歸分析，校正核實計算模型。
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從目前我國的高速鐵路的開通情況來看，一部分的線路雷擊事故還是較為頻繁的，雷害導致的跳閘也是其中的一個重要因素。隨著我國鐵道運營里程的快速發(fā)展，重載以及高速鐵路的迅猛發(fā)展，從而減少因接觸網(wǎng)發(fā)生雷擊故障而造成的事故發(fā)生，它具有重要的理論意義與工程應用價值。我們可以利用電氣化的幾何模型來分析回流線對于接觸網(wǎng)雷擊的屏蔽效果，并通過仿真軟件分析雷擊回流線的時候接觸網(wǎng)上所感應的電壓。并深入研究高速鐵路 AT 供電的方式以及接觸網(wǎng)避雷線的保護情況，從而推導出高架橋單線與復線鐵路的避雷線設計高度。
一、國內外高速鐵路接觸網(wǎng)防雷的現(xiàn)狀
隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，應考慮牽引高鐵線路的結構等級與所經(jīng)過的地區(qū)的雷電災害頻率，所經(jīng)過的土壤所含電阻率與地形地貌等自然條件的情況，共同來設計牽引系統(tǒng)所進行的防雷設計。歐洲率先就擁有高速鐵路的國家之一，它對雷擊的接觸網(wǎng)造成了牽引性的供電系統(tǒng)災害有著豐富的實踐經(jīng)驗，設計的標準是一年時間之內 100千米牽引網(wǎng)將會遭受雷擊的次數(shù)來做為評定的標準，只是采用牽引變電的配帶綜合性自動重合閘與避雷器來限制雷電電壓過高，避雷器不能夠減少因雷電的侵入而減少損害接觸網(wǎng)的次數(shù)，只能夠對接觸網(wǎng)的過電壓起到有效的保護作用。無論是對于歐洲的氣候條件還是經(jīng)濟等方面的因素考慮高鐵的接觸網(wǎng)進行有效的避雷也是十分重要的。
二、國內接觸網(wǎng)防雷接地設計的概況
我國鐵道接觸網(wǎng)的防雷設計主要是依據(jù)《高速鐵路設計規(guī)范》、《鐵路電力牽引供電設計規(guī)范》與《鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術暫行規(guī)定》來進行規(guī)定的。根據(jù)雷電日的數(shù)量來分為4個等級管理區(qū)域：年平均雷電日在20d及以下地區(qū)為少雷區(qū)，年平均雷電日在20d以上、40d及以下地區(qū)為多雷區(qū)，年平均雷電日在40d以上、60d及以下地區(qū)為高雷區(qū)，年平均雷電日在60d以上地區(qū)為強雷區(qū)?！陡咚勹F路設計規(guī)范》中規(guī)定重污染或是重雷區(qū)以及高路基、隧道口等重要的地段接觸網(wǎng)應該增設氧化鋅避雷器。接觸網(wǎng)中的防雷設備主要是指接觸網(wǎng)上所安裝的避雷器，為了減少對綜合接地系統(tǒng)上其它電氣設備的影響。
三、高速鐵路接觸網(wǎng)防雷的措施
（一）接觸網(wǎng)安裝形式
現(xiàn)有高速鐵路一般是采用AT供電方式，AF線與PW線安裝位置，此時的PW線安裝位置在AF線下方。采用電氣應為：幾何模型與先導發(fā)展模型的應計算該安裝形式下的接觸網(wǎng)線路來直接減少落雷的閃絡概率，將它調試為自然雷中的90%為負極性。雷擊閃絡的次數(shù)和線路的暴露寬度 D（ I）以及地閃密度是息息相關的。再乘以地閃密度即可以求出線路的年雷擊閃絡次數(shù)。PW線位置提高后還可對AF線與T線產(chǎn)生屏蔽，AF 線與T線直接落雷的次數(shù)將會大大的降低，但PW線落雷的雷電流幅值較高的時侯還是會造成AF線與 T線絕緣子的反擊閃絡，另外AF線與T線絕緣子仍存在雷電感應閃絡的可能。
（二）合成絕緣子的采用
雷電所造成的接觸網(wǎng)重合閘失敗，將會導致供電的停止，其最根本的原因就是絕緣子受到了工頻續(xù)流電弧燒蝕后的炸裂、破損，線路絕緣不能自行進行恢復，重合閘就會失敗。如上所述，為了防止絕緣子的燒蝕損壞，一定要防止線路閃絡與工頻電弧建立。目前，我國輸配電線路中所采用的絕緣子有瓷絕緣子、玻璃絕緣子與合成硅橡膠絕緣子，線路所具備的重合閘條件，而非瓷絕緣子燒蝕后的傘群已是完全脫落的。合成絕緣子在工頻電化燒蝕之后，硅橡膠材料的成分將會發(fā)生變化，材料中遇熱的易分解成分完全揮發(fā)，合成的絕緣子對提高線路 重合閘成功概率有一定的優(yōu)勢，并不能夠完全解決線路的防雷問題，建議作為其它主要防護手段的輔助手段規(guī)避。
（三）接觸網(wǎng)防雷接地
《建筑物防雷設計規(guī)范》中規(guī)定：對于國家級的會堂、大型展覽與博覽建筑物、國家級檔案館的重要給水水泵是特別重要的建筑物，應該劃為第二類的防雷建筑物。對第二類的防雷建筑物的外部防雷裝置應接地設置，相應同時設定方閃電感應、內部防雷、電氣與電子系統(tǒng)等接地共用裝置建設，雷擊時都會成為雷電流的引下線路。當采用綜合性的接地系統(tǒng)時，綜合性接地系統(tǒng)的接地電阻不能夠大于1歐姆，在綜合性接地施工的過程中要及時施工完成，還應實測接地的電阻，如果達不到建網(wǎng)的要求，應該采取可靠有效的降阻措施。
四、結論
鑒于高鐵的雷電防護問題它從原理上是無論采用何種措施，都只能夠減少雷電所引起的故障概率或是跳閘概率，AF線懸掛的采用合成絕緣子，應認真做好接觸網(wǎng)的防雷接地措施。我國目前的規(guī)范都只有相關的措施要求，但是沒有接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耐雷水平與跳閘率或是故障率等具體的規(guī)避標準，防雷設計的深度不容易把握。總而言之，建議完善我國高鐵的接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耐雷水平、跳閘率或是故障率等具體指標，應積極設定科學合理的規(guī)避方針，鐵路綜合性接地系統(tǒng)便是極好的雷電引下接地裝置，應該充分利用。
參考文獻
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從1996年通過國家驗收正式運行算起，牽引動力國家重點實驗室正好走過十年崢嶸歷程。兩院院士沈志云教授、中國工程院院士錢清泉教授，以及風華正茂的年輕科學家張衛(wèi)華教授、翟婉明教授等實驗室新老核心人物率領實驗室多個研究團隊，勇于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新，譜寫了一首首輝煌的樂章?！笆濉逼陂g，交大牽引動力國家重點實驗室在創(chuàng)新研究、成果應用和人才培養(yǎng)等方面都取得了令國內外同行矚目的成就，已經(jīng)成為具有110年悠久歷史的西南交大高水平自主創(chuàng)新的一面旗幟。
以實驗室副主任、“長江學者特聘教授”翟婉明領銜完成的課題“鐵道機車車輛－軌道耦合動力學理論體系、關鍵技術及工程應用研究”剛剛榮獲2005年度國家科技進步一等獎，并同時入選2005年“中國高校十大科技進展”。這項研究旨在解決中國鐵路“大運量、高密度、客運提速、貨運重載”超負荷運輸模式發(fā)展進程中日益突出的輪軌動態(tài)安全問題，率先提出并創(chuàng)建了機車車輛－軌道耦合動力學交叉學科理論體系，建立了機車車輛－軌道統(tǒng)一模型，其成果更加符合超負荷輪軌動態(tài)相互作用的實際，在國際上被稱為“翟－孫模型”，被列為當今該領域四大代表性模型之一。實驗室研制的具有我國自主知識產(chǎn)權的機車車輛-軌道耦合動力學仿真系統(tǒng)，成為超負荷鐵路輪軌系統(tǒng)動態(tài)安全設計技術平臺，開發(fā)了機車車輛-軌道動態(tài)作用安全性現(xiàn)場測試評估技術，成功實施了包括秦沈客運專線高速列車、大秦重載鐵路萬噸列車在內的多項重大工程輪軌動態(tài)安全評估試驗。
這項成果還廣泛應用于我國鐵路機車車輛開發(fā)設計、既有鐵路提速改造、山區(qū)鐵路擴能改造、重載運輸、客運專線建設等近20個重點工程之中，解決了一系列工程技術難題，取得了顯著的經(jīng)濟社會效益，為我國鐵路現(xiàn)代化建設做出了重要貢獻。
鐵道電氣化與自動化專家、中國工程院院士錢清泉教授主持研制成功國內首創(chuàng)的“電氣化鐵道遠動裝置”、“DWY系列多微機遠動系統(tǒng)”等高新技術產(chǎn)品先后多次獲得國家、國家教委、鐵道部和四川省科技進步獎，成功地實現(xiàn)了向生產(chǎn)力的轉化，在世行貸款國際招標項目中連續(xù)8次擊敗國外強勁對手，推廣應用于國內近20條干線電氣化鐵路?！盃恳冸娝踩O(jiān)控和綜合自動化”是在國內率先實現(xiàn)牽引變電所的綜合自動化和安全監(jiān)控一體化系統(tǒng)，并在全國鐵路推廣應用。
據(jù)初步統(tǒng)計，“十五”期間實驗室主持和主研國家攻關項目2項、國家“863”課題7項，主持國家自然科學基金重點項目2項、面上項目24項，省部科技發(fā)展項目65項，實施橫向合作課題163項，國際合作項目7項，共獲得省部級科技進步獎11項。
實驗室400余篇，其中SCI檢索60篇次，EI檢索120篇次。公開出版專著2部，授權發(fā)明專利4項，實用新型專利10余項。
實驗室人才輩出，在國內外有重要影響。除兩位院士年過花甲外，其他均在40歲左右，實驗室現(xiàn)任主任張衛(wèi)華教授也就40來歲。他們當中有博士生指導教師25名，先后聘請“長江學者”特聘教授4名，國家杰出青年基金獲得者3名，跨（新）世紀優(yōu)秀人才培養(yǎng)基金獲得者7名，全國優(yōu)秀百篇博士論文獲得者4名，國家“百千萬人才工程”人選2名。另外有國家級突出貢獻專家1名，省部級突出貢獻專家12名，這樣的團隊在國內高校并不多見，形成了一個層次高、能力強、學科相容并互補的創(chuàng)新團隊，并獲得教育部創(chuàng)新團隊基金和國家創(chuàng)新研究優(yōu)秀科學基金資助。
院士請纓國際一流試驗臺橫空出世
西南交大牽引動力國家重點實驗室擁有世界先進的試驗設備，而實驗室的創(chuàng)建是在實驗室的第一任主任、國際著名機車車輛專家、中國科學院和中國工程院院士沈志云教授的主持下完成的。沈教授長期致力于車輛系統(tǒng)動力學及控制的研究，早在1983年即發(fā)表輪軌非線性蠕滑力模型，在國際上被稱為“沈氏理論”。1988年沈志云教授以睿智的戰(zhàn)略眼光建議在我國建立機車車輛整車滾動振動試驗臺，在實驗室里模擬400公里時速列車的運行狀態(tài)，以此來研究、開發(fā)我國急需的重載和高速鐵路新技術。國家批準這項計劃后，沈志云調集交大各系所的骨干教師，組成專業(yè)配套的20多人的班子，領著這支隊伍去車輛工廠做初步設計，到制造工廠監(jiān)督每一道工序，檢查每一個鑄件、鍛件。他監(jiān)督著為一個籃球場大小的試驗臺基礎澆筑了4000噸混凝土。結果設備一次安裝成功。
像這樣大規(guī)模、復雜的實驗室，現(xiàn)在世界上只有兩個，一個在德國，另一個就在中國西南交大。
而交大自行研制成功的機車車輛整車滾動振動試驗臺，在不少方面屬世界首創(chuàng)。沈院士評價說，在中國，試驗車在線路上記下信號，回來輸入試驗臺就可以再現(xiàn)線路上的振動情況，這個功能在國際上是創(chuàng)新。同時，這個試驗臺還創(chuàng)造了左右滾輪獨立激振的滾振結合試驗模式，能模擬出軌道的各種不平順現(xiàn)象，最大限度地仿真出列車的各種運行狀態(tài)，從而保障列車安全運行。試驗臺建成后幾乎承擔了我國所有新研制機車車輛的試驗任務，在機車車輛參數(shù)測定、運行品質檢測、參數(shù)優(yōu)化等方面做出重要貢獻，加速了我國鐵路提速和發(fā)展高速鐵路的步伐。
試驗臺的建成極大地提升了我國在該領域的創(chuàng)新能力，使我國高速機車車輛試驗研究能力達到國際先進水平，推動了我國高速、重載機車車輛的技術發(fā)展和裝備的國產(chǎn)化進程。這個世界上規(guī)模最大、功能最強、技術最先進的機車車輛整車滾動振動試驗臺于1999年榮獲國家科技進步一等獎，并被評為“中國高等學校十大科技進展”之一！試驗臺建成后，交大牽引動力實驗室吸引了數(shù)名優(yōu)秀的海外留學科學家扎根國內耕耘發(fā)展，他們說，這個世界一流的實驗室能為每個研究人員提供良好的工作環(huán)境和發(fā)展空間。作為實驗室學術帶頭人的沈志云院士為培養(yǎng)中國自己的頂尖科技人才竭心盡智，奉獻自己的才華、經(jīng)驗與關愛，看到年輕的一代已挑起大梁，成果豐碩，年逾七旬的沈院士欣慰地笑了。
提速中國 誓讓“鐵龍”騰神州
近十年來我國自行設計研制的50余種新型機車車輛，包括機車、客車和貨車都在這里進行試驗，不僅測定被試車的性能，更是通過多方案優(yōu)化試驗，使設計車的性能得到優(yōu)化和提高。我國機車、車輛的升級換代，鐵路的一次又一次提速，列車舒適度和安全系數(shù)的不斷提高，包括我國機車車輛的大量出口，都離不開牽引動力實驗室里的這個“寶貝”試驗臺。
1.引言
客運專線大多采用AT供電方式，牽引變壓器的一次側采用220kV，二次側2×27.5kV（AT）電壓，牽引變壓器的接線方式為單相接線，接觸網(wǎng)的額定電壓25kV，短時（5min）最高允許電壓29kV，最低工作電壓20kV，非正常情況下為19kV；牽引變電所設有兩臺互為備用的（2×27.5kV）的單相牽引變壓器；27.5kV側的設備采用戶內布置方式，母線采用電動隔離開關分段；饋線采用100%備用方式。
由于客運專線列車運行速度快、效率高、牽引負荷大、供電臂中負荷突變率高，因此為了保證高速客運專線牽引供電系統(tǒng)高效、可靠、安全地運行，牽引網(wǎng)需要配置新型保護裝置。
2.饋線保護的配置
依據(jù)AT供電方式牽引供電系統(tǒng)的牽引網(wǎng)特性，AT所和分區(qū)所分別都并聯(lián)于其中，為了實現(xiàn)繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性、速動性（簡稱四性）的要求，饋線保護配置如下：低電壓啟動過電流保護、I段阻抗保護和自動重合閘保護。
所采用的保護配置原理：
（1）低電壓啟動過電流保護。用于切除過電流故障，對于不對稱的短路故障，由于需要取用故障電流，因此，過電流元件應裝設于電源側，電壓元件可由牽引變壓器的低壓側取得。如果同時滿足電流大于整定值、時限大于動作時限時，繼電器就會動作。
（2）I段阻抗保護。也叫距離保護。距離保護是反應故障點至保護安裝點之間距離（阻抗），并根據(jù)距離遠近來確定動作時間的一種保護裝置。通過阻抗繼電器來完成施加于繼電器上的電壓Uk和電流Ik的比值測量，根據(jù)比值大小來判斷故障點的遠近，并根據(jù)故障點的遠近來確定動作時間。通常把這一比值叫著阻抗繼電器的測量阻抗，可以表示為Zk=Uk/Ik，其中：Zk為測量阻抗，Uk為測量電壓，Ik為測量電流。當短路點至保護安裝處近時，測量阻抗小，動作時間短；當短路點距保護安裝處遠時，測量阻抗大，保護時間長，從而保證了有選擇性的切除故障。
I段阻抗保護為瞬時動作，為了保證選擇性，保護區(qū)不能超出供電線路的長度，也就是只有測量阻抗小于該段線路阻抗時才動作。動作的可靠系數(shù)為0.8～0.85。
為實現(xiàn)接觸網(wǎng)任何位置發(fā)生短路故障時，變電所的出口斷路器都能瞬時動作，即實現(xiàn)I段阻抗保護，則需將整定阻抗設為供電線路全長的1.5倍整定。
（3）自動重合閘保護。當斷路器跳開后，按需要自動投入的一種自動裝置，當控制開關位置與斷路器位置不對應時，啟動?？梢源蟠筇岣吖╇姷目煽啃?，糾正斷路器的誤跳閘。
3.AT所和分區(qū)所的進線保護配置
AT所和分區(qū)所兩者采用的進線保護配置完全相同。根據(jù)AT牽引供電系統(tǒng)中AT所的位置及斷路器的設置，為了滿足進線保護的四性要求并與饋線保護相配合，AT所進線保護配置如下：失壓保護和檢有壓重合閘保護。
保護配置原理：
（1）失壓保護。當接觸網(wǎng)停電或由于某種原因使接觸網(wǎng)的電壓降低過多時，即欠壓，一般為0.4UN時，小母線處的斷路器會跳開，把AT所和分區(qū)所自動從接觸網(wǎng)上切除，從而縮小了停電范圍。
（2）檢有壓重合閘。當斷路器跳閘后，根據(jù)斷路器的整定時限檢測電壓，當檢測到的電壓達到整定值時，一般為0.85UN，則斷路器重合閘。如果電壓沒有達到這一整定值，則斷路器不進行重合閘。
4.AT變壓器的保護配置
AT所和分區(qū)所的AT變壓器采用的保護配置完全相同。根據(jù)變壓器常出現(xiàn)的故障及AT牽引供電系統(tǒng)中AT所的作用和斷路器的設置，并與饋線保護及進線保護相配合，AT所和分區(qū)所的變壓器保護配置設置如下：差動保護、過電流保護、碰殼保護、瓦斯保護、通風和過熱保護。
保護配置原理：
（1）差動保護。能反映變壓器內部相間短路故障、高壓側單相接地短路及匝間層間短路故障，差動保護是輸入的兩端TA電流矢量差，當兩端TA電流矢量差達到設定的動作值時啟動動作元件。差動保護是保護兩端電流互感器之間的故障（即保護范圍在輸入的兩端TA之間的設備上）正常情況流進的電流和流出的電流在保護內大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動電流等于零；故障時兩端電流向故障點流，在保護內電流疊加，差動電流大于零。驅動保護出口繼電器動作，跳開兩側的斷路器，使故障設備斷開電源。
在變壓器勵磁涌流中含有大量的2次諧波分量（一般約占基波分量的40%以上），利用差電流中2次諧波所占的比率K2作為制動系數(shù)，來鑒別變壓器空載合閘時的勵磁涌流，只有同時滿足K2值小于D（D為2次諧波制動系數(shù)）和比率差動其他判據(jù)時才允許保護動作。
（2）過電流保護。由電流繼電器，時間繼電器和信號繼電器組成。電流繼電器接在電流互感器的二次繞組上，組成測量元件用來判斷通過的電流是否超過整定值，時間繼電器通過設定延時時限來防止變壓器空載合閘時保護的誤動作。
正常運行時，過流保護回路的電流繼電器和時間繼電器的輔助接點都是斷開的，當被保護區(qū)故障或短路引起電流過大時，電流繼電器線圈啟動，閉合其輔助接點接通時間繼電器的線圈，經(jīng)過預定的延時，時間繼電器的常開接點閉合，接通斷路器的分閘線圈回路，斷路器的操動機構動作，斷路器自動分閘，切除故障線路，同時啟動信號繼電器，發(fā)出斷路器跳閘的預告告警信號，提醒工作人員進行維修。
（3）碰殼保護。也叫接地保護。將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分用導線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。
把所有的一次電纜都穿過窗口TA，正常時TA相當于一個零序，流過不平衡電流，當變壓器繞組發(fā)生接地或碰殼時，流過的電流是接地電流或碰殼電流，不再是不平衡電流，保護裝置會動作，否則不動作。
（4）瓦斯保護。瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內的一切故障。包括：油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關接觸不良或導線焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結構簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓器內部故障的唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作，對此必須采取相應的措施。
重瓦斯：設有相應開關輸入量輸入端子，以便通過該裝置發(fā)送本地及中央信號，保護根據(jù)該開關量信號進行判定，動作時，發(fā)出跳閘或告警信號。輕瓦斯：設有相應開關輸入量輸入端子，以便通過該裝置發(fā)送本地及中央信號，保護根據(jù)該開關量信號進行判定，動作時，發(fā)出告警信號。
（5）通風和過熱保護。設有相應開關輸入量輸入端子，以便通過該裝置發(fā)送本地及中央信號，保護根據(jù)該開關量信號進行判定，動作時，發(fā)出告警信號或啟動通風裝置。
5.結束語
針對客運專線采用AT牽引供電方式其負荷電流值大、功率因數(shù)高及諧波含量相對少的特點，本文提出的保護配置方案理論上是可以保證牽引網(wǎng)各個保護之間的相互配合，同時滿足保護的四性要求。為完善AT牽引網(wǎng)的保護配置方案，還需要進行大量仿真和實驗驗證，并能與其它形式牽引變壓器的保護互相配合，以便該保護方案能夠應用于工程實踐當中。
參考文獻
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[2]譚秀炳，等.交流電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)[M].西南交通大學出版社，2007.
中圖分類號：F53 文獻標識碼： A 文章編號：
1 鐵路行車安全定義
鐵路行車安全是指在運輸過程中，維護鐵路正常運行秩序、保證旅客和鐵路員工生命財產(chǎn)安全、保障運輸設備和貨物的完整性的全部生產(chǎn)活動的集合體。
鐵路行車工作是涉及多部門、多環(huán)節(jié)、多因素的綜合性很強的工作。行車過程受到路內、路外以及各種環(huán)境條件的影響，所處情況十分復雜，任何一個環(huán)節(jié)出了問題都可能威脅行車工作的安全。
2. 影響鐵路行車安全的因素
2.1 人員素質因素分析
人是安全的中心，而人的可靠性，首先取決于人的自身素質的高低。人的素質包括以下幾個方面：
（1）生理素質 ：年齡、性別、記憶力、體力、耐力、血型、視力、視覺、聽覺、動作反應時間、疲勞和飲酒等；
（2）心理素質 ：氣質和性格、能力、情緒、需要和動機、態(tài)度、愛好、興趣、意志等；
（3）業(yè)務素質：文化修養(yǎng)、業(yè)務水平、法律和安全知識、安全技能和處理各種非正常情況的作業(yè)能力等；
（4）思想素質：事業(yè)心、責任感、職業(yè)道德、勞動紀律、安全意識等；
（5）群體素質：群體目標、群體人際關系、群體凝聚力、群體信息溝通等。
2.2 設備質量因素分析
近年來，鐵路運輸能力越來越緊張，任務負荷越來越重。設備長期失修帶病運轉，潛伏著不安全因素。此外，目前還存在線路維修養(yǎng)護不好，車輛廠修或檢修質量差，漏檢漏修等現(xiàn)象。從對過去發(fā)生的事故分析中可以看出，各種運輸設備的不安全因素主要表現(xiàn)在：
（1）線路：鋼軌或魚尾板折斷，軌道幾何尺寸（軌距、水平）超限，脹軌跑道，道岔病害，路基損毀等；
（2）車輛：斷軸，制動梁或下拉桿脫落，制動裝置失靈等；
（3）機車：制動系統(tǒng)故障，自動停車裝置失靈，蒸汽機車搖連桿裂損、燒漏易熔塞，內燃機車柴油機、傳動裝置、電機、電器破損，電力機車主變壓器絕緣被擊穿，電器設備短路著火，電氣化鐵路供電系統(tǒng)故障等；
（4）信號及通信設備、機械部分故障，電氣接點接觸不良，信號燈熄滅，電線短路、斷路、混線、虛接等。
2.3 環(huán)境影響因素分析
（1）自然環(huán)境
高溫和高寒都會對行車安全造成影響。高溫使人容易疲勞，高寒情況下人要多穿衣服使得行動遲緩。溫和高寒同時會對人的心理造成影響。高溫時人會變得煩躁，高寒時人會變得懶惰。嘈雜的噪聲使人難以發(fā)現(xiàn)異常聲響和報警信號；照明不夠和大霧天氣使人不易識別物體；有害氣體和粉塵損害人的身體健康等。
（2）社會環(huán)境
家庭矛盾、人際關系、社會風氣和崗位工作安排會對工作人員的心理造成影響。一些不法之徒也對行車安全構成危害。
3.保障鐵路行車安全的建議
3.1 提高人員素質的建議
（1）在任用人員時，應該對其進行職工適應性測試，以便于為工作挑選最合適的人，減少潛在的不安全隱患。
（2）根據(jù)本單位的實際情況以及運輸?shù)?、旺季的變化，及時調整不同工作崗位的人數(shù)，工作量大時，應該增加人員；反之，應該精簡人員。
（3）對工作人員尤其是調度員等重要崗位的人員進行定期的考核，包括理論知識和實踐能力的考核，提高工作人員的工作水平。
3.2 設備因素的改善辦法
防止和排除人為錯誤的設備：如機車信號、自動停車裝置、列車無線調度電話、車站辦理進路的監(jiān)督設備、列車運行速度的測錄設備等。
對各種固定和移動設備的技術狀態(tài)進行監(jiān)測診斷的設備：如熱軸探測和報警設備、電磁探傷設備、超限界報警裝置、各種自然災害的報警設備等。兼有擴能和安全作用的設備 如自動閉塞、電氣集中、調度集中、列車自動控制設備等。
3.3環(huán)境因素的解決措施
（1）社會環(huán)境因素安全保障措施
鐵路運輸系統(tǒng)各次管理部門要落實鐵路企業(yè)安全目標、安全責任制和獎罰激勵制度；加大安全技術設備的投入，依靠科技加強安全監(jiān)控及通過深入細致的思想工作，提高職工思想和業(yè)務素質；關心職工生活，解決后顧之憂；增強內部團結，建立融洽的人際關系；
（2）自然環(huán)境因素安全保障措施
鐵路選線，應做好地質、水文和氣象等勘察工作；做好自然災害的預、確報工作及設備技術狀態(tài)的監(jiān)測診斷工作。
（3）作業(yè)環(huán)境因素安全保障措施
在改善作業(yè)環(huán)境過程中，應嚴格按照國家規(guī)定標準實施，有效防止人員疾病、中毒現(xiàn)象發(fā)生，避免過早疲勞和不舒適感、使作業(yè)人員在繁忙的工作中，仍能保持良好的心態(tài)和充沛的精力，把行車安全建立在良好的作業(yè)環(huán)境條件基礎上。
參考文獻：
[1] 施其洲．運輸安全系統(tǒng)工程[M]．成都：西南交通大學出版社，2006．
[2] 陳佳玲，胡安洲等．鐵路行車安全保障系統(tǒng)構成及其運作[M]．北京：中國鐵道出版社，2006．
當前區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展日新月異、人才需求瞬息萬變，高職院校如何通過優(yōu)化專業(yè)結構來保證培養(yǎng)的高素質技能型人才適應產(chǎn)業(yè)需要，促進學校由擴張型發(fā)展向內涵型發(fā)展轉型，成了一項重要的課題。本文以廣州鐵路職業(yè)技術學院(以下簡稱“我院”)為例，闡述高職院校在專業(yè)結構調整優(yōu)化中的一些思路。
一、高職院校專業(yè)建設的現(xiàn)狀
我國高等職業(yè)技術教育的形成，與歐美國家不同。由于歷史的原因在20世紀六、七十年代職業(yè)教育陷入停頓狀態(tài)，到1978 年，為適應改革開放后地方經(jīng)濟快速發(fā)展對技術應用型人才的迫切需求，我國特色職業(yè)大學誕生，到1980年全國共有7所高職院校。從1985年到1998年，我國建立起一個從初級到高級、行業(yè)配套、結構合理又能與普通教育相互溝通的職業(yè)技術教育體系，形成職業(yè)大學、職業(yè)技術學院、高等?？茖W校、普通本科院校二級職業(yè)技術學院、部分重點中專、成人高等學校等六類高校共同舉辦高等職業(yè)教育的格局。進入21世紀，我國高等職業(yè)教育快速發(fā)展，從2004年起，高等職業(yè)教育先后開展精品課程、人才培養(yǎng)評估、示范校建設工程。到2007年，全國獨立設置的高職(專科)院校共有1186所，占普通高等學?？倲?shù)的60%以上，在校生人數(shù)超過860萬。目前高等職業(yè)教育的發(fā)展已從規(guī)模發(fā)展轉向提升質量發(fā)展的階段。
經(jīng)過三十多年的發(fā)展，我國高等職業(yè)教育取得了巨大成就。但是，高等職業(yè)教育主要由“現(xiàn)有職業(yè)大學、部分專科學校、獨立設置的成人高校”的改革和少數(shù)中?！芭e辦高職班或轉制等方式作為補充”(簡稱“三改一補”)的形式發(fā)展起來的，基礎薄弱。面對培養(yǎng)目標定位不夠準確、專業(yè)設置不夠合理的問題，需要深入分析專業(yè)建設及管理的問題，探索專業(yè)結構調整優(yōu)化實施策略，不斷調整與完善專業(yè)結構布局，從而實現(xiàn)面向區(qū)域經(jīng)濟需求設置專業(yè)的轉型，保證高等職業(yè)教育健康發(fā)展。
我院經(jīng)歷了企業(yè)辦學和政府辦學兩個階段，在深厚的行業(yè)辦職業(yè)教育的歷史積淀中，面向社會辦學的服務宗旨及以就業(yè)為導向的辦學思路獲得認同。短短三年時間，我院的專業(yè)數(shù)從15個發(fā)展到28個，按照國家專業(yè)目錄劃分，我院28個專業(yè)分布在9個大類、17個二級類中，涵蓋軌道交通、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務等四大產(chǎn)業(yè)門類。我院在專業(yè)建設上還存在一些問題:其一，專業(yè)分布相對較為分散，一個教學系部承擔多個大類專業(yè)建設。其二專業(yè)設置針對性不強。其三，專業(yè)建設及管理的模式尚未形成，管理缺少計劃性。
二、專業(yè)結構調整優(yōu)化的依據(jù)與思路
1.專業(yè)結構調整優(yōu)化的依據(jù)。第一，教育部的兩個文件。《關于以就業(yè)為導向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》(教高[2004]1號)指出:“高等職業(yè)院校要主動適應經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，以就業(yè)為導向確定辦學目標，找準學校在區(qū)域經(jīng)濟和行業(yè)發(fā)展中的位置，加大人才培養(yǎng)模式改革力度;緊密結合地方經(jīng)濟和社會發(fā)展需求，可持續(xù)合理地調整和設置專業(yè)。”《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》(教高[2006]16號)指出:“高等職業(yè)院校要及時跟蹤市場需求的變化，主動適應區(qū)域、行業(yè)經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，根據(jù)學校辦學條件，有針對性地調整和設置專業(yè)。要根據(jù)市場需求與專業(yè)設置情況，建立以重點專業(yè)為龍頭，相關專業(yè)支撐的專業(yè)群……”
以上兩個文件表達了四層意思:一是高等職業(yè)教育的專業(yè)調整與設置必須服務于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的要求;二是高等職業(yè)教育的專業(yè)調整與設置必須科學合理，有針對性;三是高等職業(yè)教育的專業(yè)調整與設置必須根據(jù)各院校的辦學條件，做到有所為有所不為;四是高等職業(yè)教育的專業(yè)調整與設置必須思考建立龍頭專業(yè)和支撐專業(yè)的專業(yè)群。
第二，《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要(2008-2020年)》(以下簡稱《綱要》)?！毒V要》提出:“建設開放的現(xiàn)代綜合交通運輸體系?！蓖瑫r，還指出，要加快發(fā)展先進制造業(yè)、大力發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)、優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè)。這為區(qū)域高等院校的發(fā)展提出了明確要求:一是需要大量軌道交通類專業(yè)人才;二是急需現(xiàn)代制造業(yè)的專業(yè)人才;三是重視培育電子信息類專業(yè)人才;四是優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務專業(yè)人才。
2.專業(yè)結構調整優(yōu)化的思路。作為珠三角區(qū)域以培養(yǎng)工業(yè)、交通高素質技能型人才為主體的高等工科性職業(yè)院校，隨著珠江三角洲地區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展目標的不斷調整，我院亟須主動適應我國特別是廣東省新時期產(chǎn)業(yè)結構、就業(yè)市場和人的全面發(fā)展的需要，緊緊抓住廣州市優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè)和先進制造業(yè)的戰(zhàn)略機遇，調整優(yōu)化專業(yè)結構，按照“做優(yōu)軌道交通類專業(yè)，做強制造業(yè)類專業(yè)，做實服務業(yè)類專業(yè)”的專業(yè)發(fā)展策略，做優(yōu)城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術等軌道交通類特色專業(yè);積極發(fā)展數(shù)控技術、機電一體化技術等先進制造業(yè)支撐專業(yè);依托軌道類特色專業(yè)和支撐專業(yè)，前伸后延發(fā)展電子信息、財經(jīng)和管理類等電子信息與服務類專業(yè)，逐步形成涵蓋交通運輸、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務等四大專業(yè)類，構建與區(qū)域現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結構發(fā)展趨勢相一致的專業(yè)體系。同時，隨著我院規(guī)模的迅速擴大，我院在管理上需要進一步科學規(guī)范，在專業(yè)設置、師資隊伍建設、實訓基地、課程安排等方面迫切需要與《綱要》接軌，穩(wěn)步提高育人質量和辦學水平。
三、專業(yè)結構調整的措施
按照《綱要》的要求，根據(jù)我院各個專業(yè)現(xiàn)狀和區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展趨勢以及當前行業(yè)調整的重點，針對我院交通運輸、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務四大類專業(yè)，按照整合、拓寬、開發(fā)、組建四種措施實施專業(yè)結構的調整與優(yōu)化，增強我院主動適應地方經(jīng)濟社會發(fā)展的能力，形成優(yōu)勢突出、特色鮮明、布局合理的專業(yè)結構體系。
1.整合相關專業(yè)，有所為有所不為。為優(yōu)化教學資源配置，我院從2009年開始，依據(jù)市場需要，規(guī)劃將主干課程相似、就業(yè)方向基本一致的專業(yè)進行了調整與合并，構建符合寬口徑專業(yè)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格的課程體系，使專業(yè)設置更加科學合理。
參考我院各專業(yè)一次就業(yè)率及第一志愿錄取率三年平均值，涉及14個專業(yè)為本次兩個階段整合專業(yè)對象，占專業(yè)總數(shù)的50%。第一階段2009~2010年完成8個專業(yè)整合，將供用電技術整合到電氣化鐵道技術專業(yè)，將電子工藝與管理應用、法律事務兩專業(yè)分別整合到應用電子技術及文秘專業(yè)，將計算機輔助設計與制造整合到模具設計與制造專業(yè)。第二階段規(guī)劃將裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務類的6個專業(yè)進行歸類再整合，實現(xiàn)專業(yè)群的聚集效應。在專業(yè)整合過程中，被整合專業(yè)的教學資源轉入相應專業(yè)，既有利于優(yōu)勢專業(yè)的建設，也有利于將專業(yè)結構調整與系、院的長遠發(fā)展結合起來。相關專業(yè)的整合使教學團隊與實訓基地共享，既符合廣州市區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展趨勢，也有利于教學單位集中力量做好特色專業(yè)。
2.拓寬相關專業(yè)方向，面向區(qū)域經(jīng)濟。堅持少專業(yè)多方向，即對現(xiàn)有專業(yè)已達到相當規(guī)模，但尚有較大市場前景和生命力，在相當時期內仍適合廣東經(jīng)濟發(fā)展需要的專業(yè)，采取加大專業(yè)改造的力度，拓展專業(yè)方向，拓寬專業(yè)面，使其向寬口徑的專業(yè)辦學模式發(fā)展，以增強適應性，提高人才培養(yǎng)質量。
我院現(xiàn)有文秘專業(yè)主要是培養(yǎng)涉外文秘，畢業(yè)生只能從事國家事業(yè)機關、國有企業(yè)、獨資、合資企業(yè)等公關、文秘工作。為了突出該專業(yè)的特色、我院主動適應區(qū)域經(jīng)濟和企業(yè)、行業(yè)發(fā)展的需要，及時跟進市場、企業(yè)對文秘專業(yè)的新要求和文秘專業(yè)的發(fā)展趨勢，在本專業(yè)原有的培養(yǎng)方向上再增加法律文秘、會展文秘兩個方向，以增強該專業(yè)在招生和就業(yè)方面的競爭力。
為適應目前旅游業(yè)發(fā)展的需求，我院2009年適時調整優(yōu)化現(xiàn)有專業(yè)，增強為行業(yè)服務的優(yōu)勢，拓展涉外旅游專業(yè)培養(yǎng)的方向，在涉外旅游專業(yè)下增設旅行社經(jīng)營管理、酒店管理、旅游乘務方向。
針對珠三角地區(qū)現(xiàn)代服務業(yè)發(fā)達、進出口貿易頻繁、外向型和開放型經(jīng)濟等特點，根據(jù)對市場、企業(yè)和兄弟院校的調研，我們發(fā)現(xiàn)商務英語人才需求主要集中在兩大就業(yè)崗位群，即涉外文員和外貿從業(yè)人員，因此我院在商務英語專業(yè)下增設了商務英語國際貿易方向。本次拓寬8個專業(yè)，拓展方向19個。
3.開發(fā)工業(yè)交通類新專業(yè)，突出特色。我院根據(jù)自身條件和專業(yè)結構的現(xiàn)狀，立足于現(xiàn)有專業(yè)的辦學優(yōu)勢，從優(yōu)勢專業(yè)出發(fā)，集中人力、物力和其他辦學資源，進一步突出我院專業(yè)優(yōu)勢，結合我院“十一五”發(fā)展規(guī)劃，同時根據(jù)各大城市迅猛發(fā)展軌道交通的機遇，大力開發(fā)軌道交通類新專業(yè)，計劃新增市場需求旺盛或潛力巨大，技術培養(yǎng)難度較高，對支持和帶動產(chǎn)業(yè)結構升級具有重要作用的為社會急需、具有競爭優(yōu)勢、能適應本地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的軌道交通運輸管理與服務類專業(yè)，滿足軌道交通運營企業(yè)和工程施工企業(yè)的用人需求。
依據(jù)市場對高素質技能型人才的需要，經(jīng)過充分調研論證，重點鼓勵發(fā)展城市軌道交通控制、鐵道工程技術、高速動車組駕駛與維修、模具設計與制造等10個帶動能力強、服務軌道交通建設的新專業(yè)。
4.組建“4+4”特色專業(yè)群，對接產(chǎn)業(yè)鏈。為加強專業(yè)建設的集約性，增強各專業(yè)間的相互支撐，根據(jù)我院的辦學特色與專業(yè)建設定位，以城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術、城市軌道交通運營管理、數(shù)控技術4個重點專業(yè)為龍頭，其他專業(yè)為支撐，按照專業(yè)群鏈接產(chǎn)業(yè)群思路優(yōu)先建成4個特色專業(yè)群。
經(jīng)過不斷探索，4個特色專業(yè)群在人才培養(yǎng)標準引入國際國內軌道交通職業(yè)資格標準，形成“產(chǎn)教一體、寓學于工”的人才培養(yǎng)模式，帶動群內13個專業(yè)人才培養(yǎng)模式、課程體系與教學內容、校內外實訓基地、“雙師”結構教學團隊、社會培訓服務能力建設，形成4類各具特色的人才培養(yǎng)模式。同時，我院從自身實際和軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，不斷調整服務方向，增加社會急需的新專業(yè)，改造老專業(yè)，使新舊專業(yè)相輔相成、合理搭配，到“十二五”末，再建軌道工程、電子信息、汽車維護及財經(jīng)服務4個專業(yè)群，形成“4+4”專業(yè)群統(tǒng)領、帶動我院各專業(yè)整體發(fā)展，全面提升我院專業(yè)建設的水平，從根本上增強我院的核心競爭力。
四、專業(yè)結構調整的長效機制
1.成立專業(yè)結構調整工作小組。我院為進一步貫徹落實《綱要》，深入推進專業(yè)結構和人才培養(yǎng)方案的調整優(yōu)化工作，成立了由院長任組長，教學副院長任副組長，教務處、人事處、高職研究所以及各系部主要負責人參加的工作小組。
2.制定工作規(guī)劃。專業(yè)調整優(yōu)化工作分三個步驟完成，第一，各系部組織分專業(yè)開展廣泛的調研工作;第二，我院分專業(yè)類別組織專業(yè)帶頭人、專業(yè)指導委員會、畢業(yè)生代表、用人單位代表、系部負責人等五類專題研討會;第三，落實專業(yè)調整方案研討會，確定專業(yè)群規(guī)劃及相關保障制度。
3.開展專業(yè)結構調整調研。為掌握珠三角產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級和企業(yè)需求的第一手資料，我院領導帶隊、各有關部門負責人和相關專業(yè)人員參加，深入珠江三角洲地區(qū)，與合作企業(yè)共同就專業(yè)結構調整問題進行研討，廣泛征求相關企業(yè)與歷屆畢業(yè)生的意見和建議。按照對接現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系和綜合交通體系的要求，將調研任務分解為多個子項目，制定了工作方案，并安排了專項調研經(jīng)費以保證調研工作順利開展。
