公路交通工程中的供配电系统设计

宇文伟朋

摘要：本文针对高速公路施工中的供配电系统设计中存在问题进行研究，并在对问题探究分析的基础上，针对不同的问题进行具体的研究，找出相应的解决措施，为施工供配电系统的实地设计建设工作提供参照。

关键词：公路施工 供配电系统 设计

高速公路施工供配电系统是高速公路安全运行的基础保障。现今高速公路工程建设不断向山岭高原地区扩展，其中施工的建设比重也在不断加大，从而对公路施工供配电系统的设计提出了更加严格的要求。面对越来越重要的施工供配电系统设计工作，其中存在的各种问题也变的突出并需要通过及时合理的措施加以解决。

1、高速公路供配电系统特点

高速公路供配电系统不同于其他类型的供配电系统，其自身特点如下[1，2]：（1）采取电源保护措施，防止电源干扰，保证不间断供电，确保高速公路的正常运营的高压供电网，并且采用双备份电源。（2）为保证供电的可靠性，各控制中心应配置必要的小型发电机组或其他供电装置，以保证关键设备的不间断供电。（3）为保证供电质量，各收费站或管理所应配备自动稳压电源，如AUPS或DUPS。（4）由于高速公路多处用电，负荷不大且多为低压单相，考虑低压不宜远供的原则，可采用相对集中供电，电源引自临近的管理所，形成以所或站为供电中心的相对集中供电体系。（5）由于高速公路沿线多处布设车辆检测器、监控器、气象检测器等，沿线供电时应考虑输电对检测器等造成的电磁干扰，必要时应采取防干扰措施。

2、高速公路供配电系统构成及功能

2.1高、低压供配电系统。高、低压供配电系统是高速公路管理设施系统中非常重要的支持系统，它的作用是保证24小时无间断供应电能。系统包括变压器、高压开关柜、低压开关柜、各种配电屏和配电箱等。

2.2电力线路。供配电系统的电力线路是指电流传输的通道。一般按照电压的不同分为高压线路（高于1km以上）和低压线路；按照电力线路的结构又可分为架空线路和电缆线路。在高速公路建设和运营过程中，要求要有专门的人员定期进行巡视、检查、维护电力线路的正常工作。遇到大风大雨及其他恶劣天气时，必须临时安排人员增加巡视次数并做好随时巡视与维护的准备。

2.3备用电源。供电系统一旦停电，其他系统就要跟着停止工作，严重影响高速公路的运营管理和通行效率。因此，为保证在市电电源因故中断时高速公路收费系统、监控系统等重要系统能够正常工作，高速公路供配电系统就需配备备用电源。目前国内多采用柴油发电机组、UPS电源或防酸漏铅电瓶等作为备用电源。自动柴油发电机组在供电断电时，能够自动（人工）启动发电和自动实现电源的切换；UPS不间断供电系统是一套将交流市电变为直流电的整流、充电装置和一套把直流电再转变为交流电的逆变器，具有稳压功能。一旦市电中断，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压供电的连续性和保证系统电源的不断电和无瞬变要求。

2.4防雷系统。从我国第一条高速公路运营至今，高速公路管理设施系统都不同程度地遭受过雷电侵害。轻者部分设备被雷电击坏，丧失部分功能；重者全系统瘫痪，经济损失惨重。为保证人身及机电设备的安全，有必要提高对雷电危害的认识，加强高速公路供配电系统整体防雷的研究和建设。

2.5接地系统。把机房的工作接地、保护接地和防雷接地通称为接地系统。所谓"接地"是指将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地极。接地系统的作用是保证电气设备的正常运行，防止人或设备因电击而造成的伤亡或损坏。接地系统按照其接地方式的不同可分为单点接地系统、多点接地系统和混合接地系统。

3、供配电系统设计原则及目标

3.1设计原则

由于高速公路供配电系统的特殊性，在设计的过程中应遵照以下几项基本原则：（1）为保证供电可靠性和电压质量，以及经济合理、维护管理方便的原则，应在适当的地点设置变电所。变电所的高压电源宜就近采用10kv电源。电压质量不能满足用电设备要求时，应采取相应的措施。对变电所的电力应进行监控，变电器的出线开关应装设通信模块，以实现遥测遥控。（2）配电室内设有封闭式的干式变压器和低压配电柜时，为确保安全，10kv高压进出线应采用全封闭的环网开关柜。由树干式系统供电的配电箱，其进线开关应选带保护的开关；由放射式系统供电的配电箱，进线开关可采用隔离开关。（3）单相用电设备应适当配置，力求三相平衡。（4）配电线路上下级保护电器的动作应有所选择，各级间应协调配合。自变压器输出至用电设备之间的低压配电柜电级数不宜超过三级。（5）有不少工程投入运营后，往往会提出增加回路、增加容量的要求，故预留适当数量的备用回路很有必要。（6）结合我国国情，适当地采用国外先进技术，选取技术上先进，经济上合理的方案。在供电条件差的地区，难以保证电压质量，可采用有载调压变压器等技术措施。（7）与当地供电局和其它有关系统协调一致。

3.2设计目标

随着电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的发展，为高速公路供配电系统提供了更高的要求，要求供配电系统既能照顾局部和当前利益，又能保证长远效益；既要满足用电负荷的要求，又要适应未来的发展要求。因此，供配电系统设计应达到以下要求：（1）安全。供配电系统应具有自身的安全防护能力，保证电能在高速公路各系统中的供电、配电以及使用过程中不发生人员伤亡、设备损坏等事故。（2）优质。能满足高速公路各系统对供电电压、波形、电流、功率等参数的质量要求。（3）可靠。电能的供应与分配应满足高速公路各子系统对供配电可靠性的要求，即供电、配电及使用过程中的连续性。（4）经济。在满足高速公路用电的要求下，尽量使建设成本、运行管理及维修养护费用降到最低；尽量地利用现有设备通过技术改良提高使用效率；尽量在输送电能的过程中减少有色金属的消耗量。

4、公路交通工程供配电系统设计

公路施工供配电的设计中，一些设计工作人员选择低压断路器方面的失压脱扣装置，为了在室内停止供电的状况下，将不重要的电力负荷关闭，从而确保重要的电力负荷可以得到应急电源的正常电力供应。但是，当市内电力恢复正常是，如果施工供配电机制中没有设置自动设备，那么需要人工进行合闸，为送电工作造成不变。此外，失压脱扣装置长时间通电会造成电力浪费，而且在夜间，电网电压的升高以及空气潮湿的原因，会加大失压脱扣烧损的概率。针对这种状况，出线断路器在低压配电系统中不使用失压脱扣装置，改成分母线分别配置重要电力和非重要电力。这样，在失去市内电力供应的状况下，切断非重要电力母线上的断路器，应急电源得以集中对重要电力母线上的装置进行供电。

5、结束语

高速公路施工供配电系统对高速公路施工的正常运行和安全保障起着重要作用。在高速公路施工的建设工程中，需要充分考虑供配电系统的重要作用，针对各种实例进行问题情况的分析总结，并结合实地情况制定适宜的措施方法进行设计工作，保证施工供配电系统的设计符合规范要求和实地情况，根据施工工程的实际情况进行设备材料的选取，从而保证高速公路施工供配电系统的设计具有安全、经济、合理的保证，保障施工的正常运作和施工在安全穩定的状况下使用。

参考文献

[1]高远望.施工供配电及照明体统中节能技术综合应用探索[J].电力设备2013（08）

[2]黄利华.论变压器电能损耗及节能措施[J].铜业工程，2013（12）.

[3]谭迪.中亚电能传输系统用于高速公路供配电工程[J].电气时代，2011（15）