公路交通工程中的供配電系統設計

宇文偉朋

摘要：本文針對高速公路施工中的供配電系統設計中存在問題進行研究，并在對問題探究分析的基礎上，針對不同的問題進行具體的研究，找出相應的解決措施，為施工供配電系統的實地設計建設工作提供參照。

關鍵詞：公路施工 供配電系統 設計

高速公路施工供配電系統是高速公路安全運行的基礎保障。現今高速公路工程建設不斷向山嶺高原地區擴展，其中施工的建設比重也在不斷加大，從而對公路施工供配電系統的設計提出了更加嚴格的要求。面對越來越重要的施工供配電系統設計工作，其中存在的各種問題也變的突出并需要通過及時合理的措施加以解決。

1、高速公路供配電系統特點

高速公路供配電系統不同于其他類型的供配電系統，其自身特點如下[1，2]：（1）采取電源保護措施，防止電源干擾，保證不間斷供電，確保高速公路的正常運營的高壓供電網，并且采用雙備份電源。（2）為保證供電的可靠性，各控制中心應配置必要的小型發電機組或其他供電裝置，以保證關鍵設備的不間斷供電。（3）為保證供電質量，各收費站或管理所應配備自動穩壓電源，如AUPS或DUPS。（4）由于高速公路多處用電，負荷不大且多為低壓單相，考慮低壓不宜遠供的原則，可采用相對集中供電，電源引自臨近的管理所，形成以所或站為供電中心的相對集中供電體系。（5）由于高速公路沿線多處布設車輛檢測器、監控器、氣象檢測器等，沿線供電時應考慮輸電對檢測器等造成的電磁干擾，必要時應采取防干擾措施。

2、高速公路供配電系統構成及功能

2.1高、低壓供配電系統。高、低壓供配電系統是高速公路管理設施系統中非常重要的支持系統，它的作用是保證24小時無間斷供應電能。系統包括變壓器、高壓開關柜、低壓開關柜、各種配電屏和配電箱等。

2.2電力線路。供配電系統的電力線路是指電流傳輸的通道。一般按照電壓的不同分為高壓線路（高于1km以上）和低壓線路；按照電力線路的結構又可分為架空線路和電纜線路。在高速公路建設和運營過程中，要求要有專門的人員定期進行巡視、檢查、維護電力線路的正常工作。遇到大風大雨及其他惡劣天氣時，必須臨時安排人員增加巡視次數并做好隨時巡視與維護的準備。

2.3備用電源。供電系統一旦停電，其他系統就要跟著停止工作，嚴重影響高速公路的運營管理和通行效率。因此，為保證在市電電源因故中斷時高速公路收費系統、監控系統等重要系統能夠正常工作，高速公路供配電系統就需配備備用電源。目前國內多采用柴油發電機組、UPS電源或防酸漏鉛電瓶等作為備用電源。自動柴油發電機組在供電斷電時，能夠自動（人工）啟動發電和自動實現電源的切換；UPS不間斷供電系統是一套將交流市電變為直流電的整流、充電裝置和一套把直流電再轉變為交流電的逆變器，具有穩壓功能。一旦市電中斷，蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓供電的連續性和保證系統電源的不斷電和無瞬變要求。

2.4防雷系統。從我國第一條高速公路運營至今，高速公路管理設施系統都不同程度地遭受過雷電侵害。輕者部分設備被雷電擊壞，喪失部分功能；重者全系統癱瘓，經濟損失慘重。為保證人身及機電設備的安全，有必要提高對雷電危害的認識，加強高速公路供配電系統整體防雷的研究和建設。

2.5接地系統。把機房的工作接地、保護接地和防雷接地通稱為接地系統。所謂"接地"是指將電力系統或電氣裝置的某一部分經接地線連接到接地極。接地系統的作用是保證電氣設備的正常運行，防止人或設備因電擊而造成的傷亡或損壞。接地系統按照其接地方式的不同可分為單點接地系統、多點接地系統和混合接地系統。

3、供配電系統設計原則及目標

3.1設計原則

由于高速公路供配電系統的特殊性，在設計的過程中應遵照以下幾項基本原則：（1）為保證供電可靠性和電壓質量，以及經濟合理、維護管理方便的原則，應在適當的地點設置變電所。變電所的高壓電源宜就近采用10kv電源。電壓質量不能滿足用電設備要求時，應采取相應的措施。對變電所的電力應進行監控，變電器的出線開關應裝設通信模塊，以實現遙測遙控。（2）配電室內設有封閉式的干式變壓器和低壓配電柜時，為確保安全，10kv高壓進出線應采用全封閉的環網開關柜。由樹干式系統供電的配電箱，其進線開關應選帶保護的開關；由放射式系統供電的配電箱，進線開關可采用隔離開關。（3）單相用電設備應適當配置，力求三相平衡。（4）配電線路上下級保護電器的動作應有所選擇，各級間應協調配合。自變壓器輸出至用電設備之間的低壓配電柜電級數不宜超過三級。（5）有不少工程投入運營后，往往會提出增加回路、增加容量的要求，故預留適當數量的備用回路很有必要。（6）結合我國國情，適當地采用國外先進技術，選取技術上先進，經濟上合理的方案。在供電條件差的地區，難以保證電壓質量，可采用有載調壓變壓器等技術措施。（7）與當地供電局和其它有關系統協調一致。

3.2設計目標

隨著電子技術、計算機技術、通信技術、網絡技術、控制技術的發展，為高速公路供配電系統提供了更高的要求，要求供配電系統既能照顧局部和當前利益，又能保證長遠效益；既要滿足用電負荷的要求，又要適應未來的發展要求。因此，供配電系統設計應達到以下要求：（1）安全。供配電系統應具有自身的安全防護能力，保證電能在高速公路各系統中的供電、配電以及使用過程中不發生人員傷亡、設備損壞等事故。（2）優質。能滿足高速公路各系統對供電電壓、波形、電流、功率等參數的質量要求。（3）可靠。電能的供應與分配應滿足高速公路各子系統對供配電可靠性的要求，即供電、配電及使用過程中的連續性。（4）經濟。在滿足高速公路用電的要求下，盡量使建設成本、運行管理及維修養護費用降到最低；盡量地利用現有設備通過技術改良提高使用效率；盡量在輸送電能的過程中減少有色金屬的消耗量。

4、公路交通工程供配電系統設計

公路施工供配電的設計中，一些設計工作人員選擇低壓斷路器方面的失壓脫扣裝置，為了在室內停止供電的狀況下，將不重要的電力負荷關閉，從而確保重要的電力負荷可以得到應急電源的正常電力供應。但是，當市內電力恢復正常是，如果施工供配電機制中沒有設置自動設備，那么需要人工進行合閘，為送電工作造成不變。此外，失壓脫扣裝置長時間通電會造成電力浪費，而且在夜間，電網電壓的升高以及空氣潮濕的原因，會加大失壓脫扣燒損的概率。針對這種狀況，出線斷路器在低壓配電系統中不使用失壓脫扣裝置，改成分母線分別配置重要電力和非重要電力。這樣，在失去市內電力供應的狀況下，切斷非重要電力母線上的斷路器，應急電源得以集中對重要電力母線上的裝置進行供電。

5、結束語

高速公路施工供配電系統對高速公路施工的正常運行和安全保障起著重要作用。在高速公路施工的建設工程中，需要充分考慮供配電系統的重要作用，針對各種實例進行問題情況的分析總結，并結合實地情況制定適宜的措施方法進行設計工作，保證施工供配電系統的設計符合規范要求和實地情況，根據施工工程的實際情況進行設備材料的選取，從而保證高速公路施工供配電系統的設計具有安全、經濟、合理的保證，保障施工的正常運作和施工在安全穩定的狀況下使用。

參考文獻

[1]高遠望.施工供配電及照明體統中節能技術綜合應用探索[J].電力設備2013（08）

[2]黃利華.論變壓器電能損耗及節能措施[J].銅業工程，2013（12）.

[3]譚迪.中亞電能傳輸系統用于高速公路供配電工程[J].電氣時代，2011（15）