吴德范_在线百科全书查询
吴德范
吴德范，铁道电气化供电技术专家。长期从事铁道电气化供电技术的研究，是铁路供电系统应用电子计算技术的先行者。在新型供电方式、供电计算方法、自动投切并联补偿装置和供电设备的不停电检测等方面的研究都有丰硕的成果。为加速我国铁道电气化进程和提高电气化铁道供电技术水平做出了重要贡献。
生平简介
吴德范，祖籍江苏省武进县（现武进市），1935年2月21日出生于山西省娘子关。1953年在上海复兴中学毕业，受国家派遣于1954年赴前苏联留学，在莫斯科铁道学院铁道电气化工程系学习供电专业。1959年以在校5年各科全部优秀的优异成绩毕业，随即留校继续就读研究生，师从著名学者马尔克瓦尔特（Г.К.Μαρквαρдт）教授，于1962年毕业回国。
从参加工作开始，吴德范一直从事铁道电气化供电领域的研究工作。最先是探讨不同的供电方式以求减轻电气化铁道对通讯的干扰。她吸收了国外的先进经验，设计了我国首批用于现场的吸流变压器，又率先研编成功了自耦变压器供电方式的仿真电算程序，参加了同轴电缆供电方式的研究和电缆研制，为我国铁道电气化中的抗干扰技术和采用新的供电方式作出了贡献。
从20世纪70年代末开始，随着电子计算技术的日益发展，吴德范充分利用了这一先进的技术手段，将仿真理论和数理统计原理引入了电气化铁道供电方式的参数选择和电气化铁道对电力系统影响的计算中，创建了一套全新的计算方法和电算程序。
1988年后，吴德范转入供电设备的不停电检测和对其进行状态修的技术研究领域。她创建了三相负荷不平衡的牵引变压器热传导数学模型，提出了绝缘老化的电算方法，研制了先进的量测手段并给出了牵引变压器过载能力的曲线组。这些成果都属国内外首创，达到了国际先进水平。
1995年起，她着手研究牵引变电所的并联电容补偿装置自动投切技术。这是一项将计算机技术和保证电气化铁道经济可靠运行紧密结合的高科技应用课题。1999年通过部级鉴定后，已在实际运营中发挥作用。
吴德范的研究活动，可以说全部都是针对电气化铁道供电的实际需要进行的，所以其研究成果的推广应用范围很广，多项都是铁道部的新技术示范性推广项目，有的还被电力部门所采用。由她主持的多项科研成果中，获国家科技进步二等奖1项，铁道部科技进步一等奖1项、三等奖1项、四等奖3项。她主笔的研究和试验报告有70多篇、论文40多篇。
吴德范学风严谨，一丝不苟。工作中无论内业外业，从不讲求条件，即使已年过花甲，又有多种疾病，仍坚持参加现场安装和调试设备。她生活朴实，为人热情诚恳，严于律己，乐于助人。吴德范1980年参加中国共产党，是中共十四大代表；铁道部科学研究院研究员；全国三八红旗手；茅以升铁道科学技术奖获得者；俄罗斯运输科学院外籍院士。
科学技术成就
致力电气化铁道供电设备新型化、国产化
我国电气化铁道采用的单相工频交流制是一种不对称的供电方式，其牵引网对邻近的通信线路和其它弱电线路产生很强的电磁干扰，轻者影响这些线路的正常工作，严重时甚至危及设备和人身的安全。1970年以前，我国修建电气化铁道时，均采取将沿线的弱电线路迁至影响范围以外或改用地下屏蔽电缆的办法。不但工程量大、工期长、涉及面广，且极大地加大了工程投资。有的区段迁改费用竟占工程总投资的40%以上，严重地延缓了铁道电气化新建和改造工程的速度。自1964年起，吴德范即和同事们一起学习国外先进经验，进行了“吸流变压器—回流线”供电方式的研究，即BT供电方式的设备和实用技术研究。她设计了我国首批用于现场的吸流变压器，实际应用于朝天至广元段铁路现场，于1973年投入运营，成果属国内首创，填补了国内的技术空白，为减少投资和电气化铁道顺利进入大城市提供了保障，加速了我国建设电气化铁道的进程并取得很大经济效益。至今已有3000多公里电气化铁道采用了上述技术。
1979年后，为适应大运量、高密度的运输形势，吴德范和专题组同志一起，开始研究改进现有BT供电方式的过补偿方案，同时参考国外的行业技术发展动向，着手研究同轴电缆供电方式、自耦变压器供电方式，即AT供电方式。在这方面，试制出了我国第一批同轴电缆；在铁道部科学研究院的环行试验线上进行了不同供电方式的现场对比试验，验证了AT供电方式仿真电算的正确性，肯定了AT供电方式的优越性和适用范围，提出了同轴电缆供电方式和AT供电方式的供电特性和通信干扰特性的电算方法，为我国电气化铁道今后确定采用AT供电方式创造了条件。AT供电方式已成功应用在京秦、大秦、郑（州）武（汉）等主要干线上。
率先实现铁道电气化供电系统电算化
吴德范是将电子计算技术应用于电气化铁道供电系统设计、运营和研究的先行者，并在该领域中作出了突出的贡献。早在70 年代末期，她即在建立数学模型的基础上编制了电网络计算的4个主要程序，用于AT、BT供电方式以及多点不对称牵引负荷对电力系统负序和无功影响的计算。这些程序通过7个项目和上百次计算，都获得满意的结果，极大地提高了设计效率和质量。铁道部在1983年鉴定了总称为“电气化铁道供电方式计算程序”的上述成果并决定予以推广。
随后，根据铁路运输的形势发展和电气化铁道数量的急剧增长，吴德范带领专题组于1986年完成了“平行运行图法牵引和供电计算通用电算程序”，可用于模拟实际列车运行图核算供电设备能力及电压水平，并据以确定旧线改造的最佳方案，也为新线设计方案的比选和优化提供了先进手段。
随着AT供电方式在电气化铁道中日益广泛的应用，国家在“六五”科技攻关计划中下达了“AT供电方式及设备的消化研制”项目。吴德范承担了其中的“AT供电方式参数选择研究课题”。课题的任务是要研制出一整套与AT供电方式电气性能和防干扰性能有关的电算方法和程序，要通过电子计算机的仿真，全面分析AT供电方式的电气特征和防干扰性能，并通过模拟，研究分析牵引网谐波电流的分布及对电力系统的影响。这不是一般含义上的将现有计算方法改为计算机能识别和操作的常规程序编制，而是对AT供电方式的理论和计算方法从概念到步骤上进行全新的再创造。吴德范带领攻关小组提出了“部分感应电压系数”的新概念，利用模量变换理论，创造了分布参数传输线与集中参数元件结合的网络分析法，再根据“等值感抗、容抗”和“典型波形”等新概念，确定了各次谐波成分及初相角的统计值，形成了一套全面的、完整的、准确的计算系统，出色地完成了攻关任务。这一套概念、理论和方法是国内外的首创，达到了国际先进水平，在国内外的技术展览会上都受到关注和好评。
研制牵引变压器在线检测装置
我国电气化铁道中现有近300台牵引变压器。由于运量增大，许多区段的实际运量均超过设计值，导致变压器超负荷运行。为搞清变压器的过载能力以便组织变压器的状态修，也为科学评估变压器寿命并保证运营安全，吴德范负责开展了牵引变压器过载能力的研究，她从变压器的热解剖分析着手，研究得出了变压器过负荷能力的曲线组，为制订国家标准并为合理选择变压器容量提供了依据，她建立的热传导数学模型、从热源出发获得相应热传导矩阵的计算方法以及从绕组绝缘老化和其寿命判断得出的过载能力曲线组都达到了国际先进水平。尤其是三相负荷不平衡的牵引变压器过载能力曲线组，至今在其他国家的技术文献中尚未见到。为取得变压器热解剖所需数据，专题组利用光电测量技术自行开发的变压器内部测温装置属国内首创并已获得国家专利。
这项成果利用有效的检测提高了变压器的过载能力和利用率。同时，它带动了我国第一台能在线测温的变压器问世，符合了国际大电网会议的要求，为国产变压器进入国际市场开辟了道路。
由于具有了变压器内部各部位的测温手段，也有了对绕组技术状态评估方法的成功实践，吴德范进一步从硬件和软件两方面着手完善，于1994年完成了“变电所一次设备技术诊断装置”的研究。这是一套集变压器绕组测温、变压器寿命判断、变压器次边母线互感器监控、真空断路器等工作状况及110kV供电完整性检测和牵引负荷曲线、负序量、谐波量、电压畸变率的计算显示打印功能于一身的多功能装置，也是先进的工业控制机技术在牵引变电所内的成功运用。从而为供电设备从定期维修过渡到状态维修提供了必要的物质手段。
研制电容并联补偿自动控制系统
电气化铁道上的牵引负荷是一个无功源及谐波源。为提高牵引变电所的功率因数，减少牵引负荷对电力系统的影响，在变电所内均装有能给出一定量无功的电容并联补偿装置。当负荷较小或无负荷时，并联补偿装置的无功会造成牵引变电所的无功过剩，引起功率因数过低，此时应切除并联补偿装置。当牵引负荷达到一定量值后，又应及时投入并联补偿装置，以免发生无功欠补偿。但由于切除和投入过程会产生操作过电压和过电流，故铁路供电系统未能实施该装置的频繁投切。电力牵引负荷由于功率因数低而长期被电力部门罚款的经济损失是很可观的。为了国家和铁路电网的合理用电，吴德范带领专题组成员研制了变电所并联补偿装置的自动控制系统并成功地投入了运营。根据国情，专题组没有采用价格昂贵的晶闸管，而是选用了真空负荷开关来完成并联补偿装置频繁的投切操作并解决了操作过电压和过电流问题，所以实用价值较大。该项成果包括软件和硬件两个部分。软件中有补偿装置的稳态仿真程序和投切的暂态仿真程序；有数据接收、采样、处理和储存的各种实用程序；还有用于变电所日负荷值采集和处理的专用程序。在硬件方面，新研制出的并联电容补偿装置主回路，包括适用于电气化铁道专用的RC过电压吸收器，均属国内外首创。装置的各组成部分及整体性能适应国内的使用条件，铁道部已予鉴定并建议在全路推广。
简历
1935年2月21日 出生于山西省娘子关。
1947-1953年 上海复兴中学学习。
1953-1954年 北京留苏预备部读书。
1954-1962年 莫斯科铁道学院读书（大本、研究生）。
1962-1998年 铁道部科学研究院助理研究员、副研究员、研究员。
1998年1月 退休。
主要论著
1 У Дэ-фань.К Вопросу об определении допустимой мощностиасинхронных двигателей по износу изоляции при колеблющейсянесимметрии напряжения.ВЫПУСК 166,МИИЖТ,1963.
2 吴德范.电气化铁道对沿线农业供电的研究，铁道学会学术会议，1963.
3 吴德范.电气化铁道用同轴电缆供电减轻对通信干扰效果的分析，电气化铁道学术论文集.北京：中国铁道学会，1980.
4 吴德范.电气化铁道自耦变压器供电系统计算方法.中国铁道科学，1980 （2）
5 吴德范，辛成山.交流电气化铁道牵引供电计算电算程序.铁道机车车辆，1981（2）
6 吴德范.牵引网短路时对BT供电方式防护效果的计算.铁道学会学术会议，1982.
7 吴德范.电气化铁道供电系统装设吸流变压器的防干扰计算.铁道机车车辆，1983（1）
8 吴德范.电气化铁道多点不对称负荷对电力系统的影响.铁道机车车辆，1985（1）
9 吴德范.开通重载列车的供电计算，铁道学会学术会议，1986.
10 吴德范.重载列车开通中的供电问题（获优秀论文奖），重载运输学术会议，1986.
11 吴德范.模量变换理论在电气化铁道防干扰计算中的应用.中国铁道科学，1988（11）
12 吴德范.电气化铁道牵引负荷杂音干扰影响的实测和电算结果分析.铁道学报，1989（专辑）
13 吴德范.大秦线延庆-沙城东AT供电双线区段事故仿真计算，铁道学会学术会议，1989.
14 吴德范.在AT双线供电区段上开设“V”型天窗的探讨，铁道学会学术会议，1989.
15 吴德范.大秦线万吨重载列车追踪运行的供电质量仿真计算，铁道学会学术会议，1990.
16 吴德范.牵引供电系统仿真电算的应用，中国铁道学会论文集，1991.
17 吴德范.SFY7-20000/110型牵引变压器内部直接测温简介，电气化铁道供电技术论文集，1991.
18 吴德范.高速电气化铁道供电系统及接触网网压的初步探讨，高速机车车辆及牵引供电论文集，1992.
19 吴德范.牵引变压器过载能力的研究.中国铁道科学，1993（3）.
20 吴德范.提高牵引供电系统的供电安全可靠性，一九九三年铁科院机辆所学术报告会论文集，1993.
21 吴德范.变电所一次设备在线检测诊断装置，一九九三年铁科院机辆所学术报告会论文集，1993.
22 吴德范.交流电气化供电系统，重载运输论文集，1994.
23 吴德范.电气化铁路AT供电参数选择的研究.中国铁路，1994（1）
24 Wu Defan.The Study and Economic Benefit of AT Power Supply for Electrified Railways.Chinese Railways,1994,2(l)
25 УДэ-фань.Применение теории преобразования модулей красчетумешающеяо влия ния электрифицированных железных дорог(Академия научных исследований в области железнодорожного тραнспорта，Китай，г.Пекин）.ВестНикВНИИЖТ，5，1995г.
26 吴德范.牵引变电所一次设备技术状态诊断装置.中国铁路，1995.
27 吴德范.电气化铁道AT供电方式“V”型天窗开设的研究.中国铁道科学，1997（1）
28 吴德范.变电所一次设备的在线检测，中国电气化铁路一万公里学术会议论文集，1997.
29 吴德范.电铁谐波水平测试方法的研究及预测试结果的统计和分计，电铁谐波综合治理专家会议，1997.
30 吴德范.真空断路器投切并补或滤波装置有关问题的探讨，电铁谐波综合治理专家会议，1998.
31 吴德范.并补装置自动投切技术的研究.中国铁道科学，2000（2）
