城市轨道交通牵引变电所健康状态综合评估.pdf
《城市轨道交通牵引变电所健康状态综合评估.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城市轨道交通牵引变电所健康状态综合评估.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第6 期学专公城市轨道交通牵引变电所健康状态综合评估裴丽君1章达蔡彬彬赵晨张长开(1.南京地铁建设有限责任公司,2 1 0 0 1 2,南京;2.南京南瑞继保电气有限公司,2 1 1 1 0 2,南京;3.中铁二院工程集团有限责任公司,6 1 0 0 3 1,成都/第一作者,高级工程师)谢晨琳3摘要为提高城市轨道交通牵引变电所的可靠性,选取TEV(局部放电检测)瞬时值、超声波瞬时值、SF。(六氟化硫)气压表压力、SF。气压表温度、SF。气压表密度、开关触头温度和电缆接头温度作为牵引变电所SF。开关柜的评价指标,建立牵引变电所健康状态综合评价模型。以我国东部某城市轨道交通公司建立的牵引变电所示范
2、站为研究对象,整理和归纳牵引变电所在实际运行中各项评价指标的实时监测数据并对其进行分析,采用层次分析法和熵权法相结合的方法确定其权重,得出对牵引变电所健康状态影响较大的评价指标;对该牵引变电所在不同时段的健康状态评分。结果表明:在SF。开关柜的影响因素中,开关触头温度对牵引变电所健康状态影响较大;我国南方地区在每年的2、3、4月份气候最为潮湿,7、8 月份气温较高,不利于城轨牵引变电所的健康运行。建议在牵引变电所的运营中,应着重做好开关触头温度的监测工作,同时做好牵引变电所的检修和维护,以提升牵引变电所的健康状态,确保牵引变电所处于良好的运行环境之中。关键词城市轨道交通;牵引变电所;健康状态;
3、评估中图分类号U224:U231.8DOI:10.16037/j.1007 869x.2023.06.004Comprehensive Evaluation of Urban RailTransit Traction Substation Health StatusPEI Lijun,ZHANG Da,CAI Binbin,ZHAO Chen,ZHANG Changkai,XIE ChenlinAbstract To improve the reliability of urban rail transit trac-tion substation,TEV(t r a n s i e n t
4、e a r t h v o lt a g e)i n s t a n t a n e o u svalue,ultrasonic instantaneous value,SF,(s u lf u r h e x a f lu o-ride)pressure gauge pressure,SF,pressure gauge temperature,SF,pressure gauge density,switch contact point temperature,and cable joint temperature are selected as evaluation indicatorsfo
5、r traction substation SF,switchgear.A comprehensive evalu-ation model of traction substation health status is established.Taking the traction substation demonstration station establishedby an urban rail company in eastern China as the research ob-ject,the real-time monitoring data of various evaluat
6、ion indica-tors of the traction substation in actual operation are sorted andanalyzed.The weights are determined by combining the AHP(analytic hierarchy process)and EWM(entropy weight meth-od),and the evaluation indicators that have a significant im-pact on traction substation health status are obta
7、ined.Thehealth status scores of the traction substation in different periodsare also evaluated.Results show that among the factors affect-ing the SF,switchgear,switch contact point temperature has agreat impact on traction substation health status.The southernregion of China is the most humid in Feb
8、ruary,March,and A-pril each year,and the temperature is higher in July and Au-gust,all are not conducive to the healthy operation of urbanrail traction substation.The monitoring of the switch point con-tact temperature should be emphasized,and the maintenanceand repair of traction substation should
9、be carried out to im-prove its health status and ensure that it operates in a good en-vironment.Key words urban rail transit;traction substation;health sta-tus;evaluationFirst-authors addressNanjing Metro Construction Co.,Ltd.,210012,Nanjing,China城市轨道交通(以下简称“城轨”)直流牵引供电系统通过在一次设备上加装智能监控设备、传感器等在线监控装置,能
10、够及时获取牵引变电所设备的状态量并实现快速预警。文献 1 采用FTA(故障树分析)和FMEA(故障模式影响分析)法综合评估城轨牵引供电系统的可靠性。文献 2 采用GO法(一种以成功为导向的系统可靠性分析方法)分析得到各元件对牵引变电所可靠性的影响,并从定量和定性两个方面评估了牵引变电站的可靠性。文献 3 主要考虑了城轨牵引变电所的电缆、开关柜和牵引变压器,分析了牵引变电所的可靠性。文献 4利用层次分析法构建了城轨牵引供电系统的健康评价模型,并通过模糊统计的方法进行了综合评估。文献 5 将组合赋权与模糊灰色聚类相结合来评价牵引变电所的健.17口城市轨道交通翼康状态。上述研究大部分针对牵引变电所的
11、牵引变压器和电缆的状态进行健康评价,并未涉及开关柜、室内监测和室内环境参数等因素。城轨牵引变电所内设有牵引变压器、SF。(六氟化硫)开关柜、直流开关柜、电缆和整流器等关键设备。本文以我国东部某城轨公司建立的牵引变电所示范站为研究对象,对SF。开关柜、牵引变压器、室内监测及室内环境参数等进行了详细分析;根据在线监测系统获取城轨运行过程中牵引变电所的实时数据,构建城轨牵引变电所健康状态评价指标体系;采用层次分析和熵权法作为城轨牵引变电所评分的依据 6 ,综合评价城轨牵引变电所的健康状态。结果可为城轨牵引变电所的运行维护提供参考。1牵引变电所健康状态综合评价模型本文选用城轨牵引变电所的部分重要参数描
12、SF.开关柜监测参数TEV蓝超声波瞬时值时值1112Fig.1 Comprehensive evaluation model of urban rail substation health status2主客观赋权的全局评价2.1主客观赋权的全局评价模型收集整理城轨牵引变电所健康状态评价指标数据,对这些指标参数进行量纲一化。本次评价对一级指标采用AHP(层次分析法)计算,将AHP和熵权法结合计算二级评价指标权重 6)。对不同时段城轨牵引变电所的健康状态进行评分并得出结论。主客观赋权的全局评价模型见图2。2.2数据量纲一化对原始指标进行数据量纲一化,是进行城轨牵引变电所健康状态综合评价的基础。量
13、纲一化能够消除不同指标维度造成的差异。对城轨牵引变电所健康状态综合评价指标进行量纲一化时的指标隶属度分类见表1。线性函数量纲一化计算式见式(1)一式(3)。.182023年述其健康状态。首先选取TEV(局部放电检测)瞬时值、超声波瞬时值、SF。气压表压力、SF。气压表温度、SF。气压表密度、开关触头温度和电缆接头温度作为牵引变电所SF。开关柜的评价指标。局部放电采用TEV法检测放电脉冲采用压电传感器检测超声波。牵引变电所示范站可对SF。开关柜充气设备内部气体压力、温度及微水含量变化进行一体化实时监测。采用无线测温传感器检测开关触头和电缆接头的温度。牵引变压器评价指标选取其振动噪声和电缆接头温度
14、。室内监测指标选取SF。质量浓度和电缆隧道漏水量。牵引变电所示范站电缆隧道设置水浸传感器,用来检验漏水的严重程度。此外,还需考虑室内环境参数,良好的运行状态需要适宜的环境温度和湿度。城轨牵引变电所健康状态综合评价模型见图1。变压器监测参数气压表压力气压表温度11314图1 城轨变电所健康状态综合评价模型Fig.2 Comprehensive evaluation model with subjective andobjective weighting“极大型 指标xi,max量纲一化的计算式为:室内监测参数气压表密度开关触头温度16117室内环境监测参数电缆接头温度振动噪声121电缆接头温度1
15、22室内SF。质量浓度131评价指标量纲一化隶属度分类线性函数量纲一化法城轨变电所健康状态一级评价指标权重主观赋权-AHP城轨变电所健康状态二级评价指标权重主观赋权-AHP客观赋权-焰权法组合赋权-AHP结合炳权法城轨牵引变电所健康状态综合评价打分通过量纲一化值和权重计算图2 主客观赋权的全局评价模型电缆隧道漏水量132城轨牵引变电所数据量纲一化温湿度度141142第6 期表1城轨变电所健康状态评价指标量纲一化方法分类Tab.1Normalization method classification of urban railsubstation health status evaluation
16、 indicators指标类型SF。气压表压力、SF。气压表温度、SF。气压表“区间型”指标密度TEV瞬时值、超声波瞬时值、SF。开关柜开关触头温度、SF。开关柜电缆接头温度、牵引变“极小型”指标压器振动噪声、牵引变压器电缆接头温度、室内SF。质量浓度、电缆隧道漏水量Xi,maxX;-XI=1,2,mXh-X式中:第i个原始参数值;Xh一该指标参数的极大值;X一一该指标参数的极小值。“极小型”指标xi,min量纲一化的计算式为:Xh-Xi,i=1,2,mXi,minXh-Xi“区间型”指标量纲一化的计算式为:d,-x;max(d,-xixi-d,)X1,X;-d2,max(d,-xixn-d,
17、)式中:d.d.-评价指标阅值的上限。2.3AHP对于一级指标,采用 AHP 赋权 7 。首先构建判断矩阵,分别以上一层指标为基准,两两对比本层和上层相关的指标,根据比较结果赋予本层指标不同的值以表示评价指标的相对重要性,并依据判断矩阵1 到9 级标度及含义来对指标赋值。判断矩阵的一致性指标Ic采用式(4)描述,矩阵一致性比例Rc计算式见式(5)。如果通过计算得到 Rc0.1,表征判断矩阵的一致性可以接受;但若Rc0.1,则有必要进一步分析评价指标两两之间的相对重要性,对判断矩阵进行修改后,再重新计算Rc,直到其值降到0.1 以下为止。Ic=max/(n-1)Rc=Ic/IR式中:学木专公入m
18、ax判断矩阵的最大特征根;n评价指标的个数;R平均随机一致性指标,其取值有严格城轨变电所健康状态评价指标规定。AHP权重有多种计算方法,由于根法简便易行,故选用根法。选用根法的权重w,计算式为:VMW;=,i=1,2,n一n式中:(1)M,M,一分别为判断矩阵第ij行元素的乘积。2.4熵权法熵权法是通过的方法估计评价指标的权重“8 。根据客观数据,考虑每个影响因子相关度和每个影响因子提供的信息量来确定权重,从而避免了层次分析法主观因素在一定程度上造成的偏差 9 。(2)构建量纲一化矩阵R,见式(7)。式(7)中,ri为第i个待评价样本的第j项评价指标量纲一化后的值。x;d2评价指标阈值的下限;
19、(6)r1mY21r22R=(rinxm特征值比重p,的计算式为:Pi=i,i=1,2,n,j=,2,m评价指标的熵值e;的计算式为:1Z(pylnpu)nej=In n台权w,的计算式为:1-e;W;=,j=1,2,mm-Zejm2.5组合赋权及评价打分组合权重Wk为主观权重Wk-AHp和客观权重Wk-Entropy的线性组合,计算式见式(1 1)。对不同时段牵引变电所的健康状态进行打分,计算式见式(1 2)和式(1 3)。(4)Wk=0.6 Wr-AHP+0.4 Ww-Emtopy(5)Q:=Y2mLrmlYnmnxm(9)(10)(11)n(12).19(7)(8)Q城市轨道交通翼Wk=
20、WjWik式中:Xik一评价指标原始数据量纲一化值;W一-直接利用AHP-权法求得的二级评价指标权重;Q;一牵引变电所健康状态评分。3牵引变电所健康状态综合评价实例选取2 0 2 0 年8 月到2 0 2 1 年8 月我国东部某城轨公司建立的牵引变电所示范站的监测数据,依据本文的量纲一化法对原始数据做量纲一化处理,以每个月上、中、下旬划分时间。根据判断矩阵构建原则,本次评价一级评价指标两两标度取值见表2。表2 一级评价指标两两标度取值Tab.2Pairwise scale value of primary evaluation indica-tors一级评价指标开关柜变压器SF。开关柜1牵引变
21、压器3室内监测1/3室内环境参数1/5由表2 可得判断矩阵R:11/335731R=1/31/513L1/51/71/31求解判断矩阵的最大特征根入max为4.1 2,计算Ic取值为0.0 3 9。当判断矩阵阶数为4,IR取值为0.89,Rc为0.0 43 8 0.1 0 0 0 时,一级评价指标的一致性通过检验。根据式(6)计算得到城轨牵引变电所一级评价指标的权重,见表3。表3 城轨牵引变电所健康状态一级评价指标权重Tab.3Weights of urban rail traction substation healthstatus primary evaluation indicators
22、一级评价指标SF。开关柜牵引变压器室内监测室内环境参数构建二级评价指标的AHP判断矩阵R:202023年(13)厂135351/351/313131/51/31/5 1/311/311/71/5R=1/31/51/311/311/71/53575713135351/31根据规定,当评价指标总数为7,IR取值为1.3 6时,计算得到最大特征根入mx为7.1 8。将该值代人式(4)和式(5)可得,Ic为0.0 3 0 3,Rc为0.0 2 2 3 0.1000。根据式(6)得到SF。开关柜二级评价指标的权重,见表4。表4AHP下SF。开关柜评价指标的Wk-AIPTab.4Wk-AHp of SF,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城市轨道 交通 牵引 变电所 健康 状态 综合 评估
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。