高速公路机电工程供配电施工技术分析

韦永浩

（江西省交通工程集团有限公司，江西 南昌 330038）

0 引言

机电系统建设在高速公路工程建设中起到至关重要的作用，关系着高速公路的整体运行水平。配电环节应得到充分关注，有助于对供配电系统进行完善，为诸多机电设备如照明、通风、监控、收费等提供相对有力和安全稳定的支持。为了从源头上规避质量问题，监理人员应参与其中，以此加强监管力度。进行高空作业时，相关参与人员要佩戴好防护器具，如安全绳、绝缘手套和鞋子、安全帽、反光衣等，这样有利于确保人员的安全和规范作业。在供配电系统施工的各个环节中，要及时加强质量方面的监察与处理反馈，确保形成完整可靠的供配电系统。

1 工程概况

一段属于ED1 合同段的机电工程，主要的建设内容包括五座隧道、一处服务区与两所收费站。此工程的建设目的是构建完善的供配电方案，能够提供源源不断的电力支持，满足工程对电力的需求和机电工程的安装，使照明、通风、收费、监控等设备系统稳定运行。

2 构成高速公路隧道供配电系统的主要部分

2.1 照明和供配电系统

照明系统是整体隧道机电系统的重要组成部分，能够发挥照明隧道内部的作用，使驾驶者更明白所处隧道中的情况，保障其通行的安全。此外，照明系统的供电要确保持续性，根据照明设备的不同调节供电系统参数，照明设备的运行负荷、照明需求等都是机电系统需要参考的。为满足照明设施的合理通电需求，一般接入10kV 的电网。

2.2 通风系统

由于隧道的空间较为封闭，其通风条件也受到限制，所以建立稳定可靠的通风系统十分必要。为进一步了解隧道内部通风情况，有效控制各隧道情况，需要对区域控制网络、环境检测装置等进行联合应用，也能更好地完善隧道的内部环境。

此外，还应该及时监测CO 的浓度，降低有害物质浓度，调整风机的运行参数，采取强排风的方法，为其通风系统提供供电支持，保障隧道环境的安全，改善隧道通风环境[1]。

2.3 消防系统

火灾检测系统、报警系统和灭火系统等多部分共同组成了完整的消防系统。在长达400m 以上的隧道还需要配备紧急车行和人行出口。高速公路中，长达800m 以上的隧道中，需要布置贯穿式的消防水管并覆盖完全隧道。另外，可依据不同消防设备的不同性能，按照不同间隔间距设置，构筑起完善的安全防护体系。

2.4 监控系统

监控系统既是实现远程控制的重要前提，也是掌控车辆通行条件、隧道结构使用状态的关键性装置。监控系统主要有两个关键功能：

第一，交通监控系统。得益于环形线圈、微波检测器等装置，测定现场的车速车流等数据。由于隧道内部光线条件较差，因此还需要配备红外线、超声波等检测设备，能够更好地适应光线条件。各类设备的共同应用能够更好地全方位监视隧道的情况。

第二，交通监视系统。核心是视频设备，通过采集隧道内部信息并以视频呈现，有利于相关管理人员更直观分析、方便控制并加强管理。

3 高速公路机电系统的供配电技术方案

制定适用于现行环境的供配电方案需要依据负荷分类。供配电系统应具备稳定可行的基本特征，这样方便满足沿线用电需求，如通信设备、动力设备和监控设备等。这些设备均享受电力供应服务，使系统能够稳定运行。要考虑设备的运行条件和系统的负荷容量，另外可以采取集中供电方式来节约电力资源并满足供配电要求。隧道机电设备供配电设计工作和沿线基础设施可以以一级用电为准。与此同时，功能性场所如收费站、服务区等的机电设施较多，容量负荷大，因此要重视变配电所的建设。另外，需要对项目中已完成电网进行检查，可引单路10kV 高压电源，按照就近原则实行[2]。

配电中可参考负荷分布状态，具有针对性地进行低压配电室设计工作，由适配度高的电盘引出线路对设备进行供电。隧道配电系统普遍有着电路距离长的特性，因此散步线路负荷影响着电压损失量，对其有着一定的要求。

可以说，设计中为了更好地保障电压的稳定，可以考虑缩小电压的损失。相关单位在主变电站引出一条电线，并配套多处地埋式的变压器，目的在于更好地适配其系统长距离的供电需求，同时适配二路外电源和自备电源来保障供配电系统的安全与稳定，建立其多重保障机制，在第一时间处理故障，能够临时供电。而母线供电能够使机电设备单独回路，处理不正常状况，缩小互相干扰。这样的设计不仅节省了工程成本，同时适配性好，能够更好地处理不同的电路情况。

4 供配电施工技术的应用

4.1 沿线供配电施工技术

在供配电的施工过程中，需要考虑电源的问题，将电源设置在10kV 比较适宜，并且较为合理的施工方法是采用引入变电所，这样对于机电设备的负荷能够充分满足，并且适配柴油发电机组。在进行架空线的操作时期，比较适宜的方法是“T”接，这样的操作不仅可以实现操作的安全性，并且能够提高线与线之间的稳定性。对于灵活性的提升，则需要在柴油机供期间，实现母线的自动切换，这样能够使外接的电源发生故障，实现自动感应并且自动脱开第一段母线，以此能够实现发电机的自动投切。接着，当电源修复结束后，自动切换回发电机组。

另外，为了实现全面防护，则需要配套使用三相Dyn11 型干式变压器，并且需要根据建筑物的不同，进行线制的调整。在对低压配电室的处理中，就需要通过电容器的使用，结合适配的自动补偿器，从而能够实现补偿电能损失。在这样的调控机制下，能够实现配电室功率稳定输出，使其大于0.9kW[3]。除此之外，需要防护外界因素的干扰，特别是雷击，所以对于供电设备尤其要采取一项防雷措施。

4.2 隧道供配电施工技术

在隧道中，由于很多机器设备必须24 个小时不间断运行，所以对通风、监控的设备需要持续供电。通过使用PMW 逆变器，可以使系统供电的稳定性增强，能够实现“交流电—直流电—交流电”的转化，这样大大增加了供电的可靠性和稳定性。另外，如果供电出现异常情况而中断时，那么该系统就能够及时启动蓄电池，从而在供电中断时期实现临时供电。这时，系统的供电是由于UPS 系统启动发电机组，能够营造优质的供电环境，从而保证机器的稳定运行，并且由于UPS 的优良特性，能够不受外界的干扰而实现稳定供电。对于隧道供电的特殊性，变电所需要在隧道口设置供电装置，并且将其赋予特定的电压，从而能够使其平稳地为隧道内部进行有效供电，并且隧道的内部也设置相关装置，从而实现供电的可靠性[4]。对于隧道中的照明设备，需要电缆对其进行供电，电缆在隧道中的铺设采用的是电缆沟敷设，能够配套电缆有效地完成电缆的铺设作业，从而保证照明回路的可靠性和稳定性，使隧道的配电工作能够在应对突发情况时有条不紊地进行。此外，隧道中的供电设备也需要相关工作人员对其进行定期的监测和监控，需要对每一项供电设备的供电数据进行分析和处理，对异常情况能够及时发现、及时处理，使供电系统的每一项设备都能完成其任务。在监控的过程中，最常使用的监测方法是离线监测，离线监测有四大好处：

第一，离线监测相对于其他智能监测，所需要的成本比较低。由于离线监测所需要的设备比较单一，所以能够将投资成本控制在较低的范围。

第二，离线监测的设备能够在隧道中灵活移动，所以其监测的范围大，并且能够监测不同层次的电气设备。

第三，离线监测所需要的设备比较单一，能够便于相关工作人员上手操作。

第四，在离线监测的过程中，各类中小型供电设备和系统都能在其监测范围之中，并且变电所施工的环境能够有效适配离线监测设备，所以在进行供电的过程中，离线监测的监测范围能够扩大，能够获得比较全面的数据类型。例如，在高速公路的站点进行离线监测，就能够有效地降低监测成本并且获得较为全面的数据，而且离线监测对于系统供电设备的影响很小，能够减少监测过程中对其他供电设备造成的影响，从而提升安全性。

5 施工管理

5.1 供配电施工前期质量控制

对于供配电的前期准备工作，需要严格把控施工的质量，具体有以下三个方面：

第一，对于供电技术，需要进行检查，检查其是否符合相关的质量要求，并且在施工过程中，检查好现场的施工情况。因为整个供电系统是一个闭环的系统，不论哪个环节出现问题，都会对供电的质量产生很大的影响，所以需要严格把控现场的施工情况，做到每一项工作都能符合既定要求。

第二，需要把控好材料的选用。对于变压器这种供电设备，由于其长时间供电的特殊性，一旦出现问题就会影响整个供电安全，所以在进行材料的选用上，需要使用合格的产品，在材料的选取、质量的把关上提供保障。

第三，由于隧道供电的特殊性，需要相关的工作人员有良好的专业素养，需要对配电房的相关工作人员进行专业化培养并且进行严格筛选，保证从业人员的专业性。

5.2 供配电施工过程中的质量控制

5.2.1 施工监管对于供电设施的安装过程，需要相关工作人员通力合作。这就需要在安装之前的设计和计划，以及安装过程中的监管环节严格落实到位，使施工过程中出现的误差控制在范围之内，进而保证施工的质量[5]。

5.2.2 安装设备需要严格按要求操作。供电设备的安装需要在前期准备时设计出一套方案，得到一个图纸，并且在实际安装过程中需要进行严格的检查，按照图纸的要求安装设备，并且在安装设备期间，需要保证各个原件的完好，使每一个零件都能够按照既定的要求进行运作。对于电源的输出，需要预留出适当的长度，保证电源的输出线按照要求进行安装。在母线的安装过程中，要保证其表面整洁，如果出现裂纹则需要及时处置，并且在连接配电设备时，需要严格按照标准进行，确保每一个环节都不出差错，从而切实地保证工程的质量。同时，在供电系统中，电缆的敷设也是其重要一环，在施工期间要避免对电缆造成损坏，同时施工结束之后要保证电缆符合规程要求。

5.2.3 控制设备的质量。为了使施工所得的配电设备投入正常使用，需要在施工结束之后对配电进行调试，确保供电系统和供电设备的质量。在进行调试工作期间，需要施工单位挑选经验丰富的工作人员，并且明确每一个调试员的职责与分工，确保在调试期间每个人员都能尽其所能地工作。

此外，也需要配电设备的厂家派遣专家对现场工作进行调试，充分保证设备能够正常运行，并且需要检查系统的重点内容，如变压器、母线、真空断路器的重合闸等。这些重点内容需要相关的人员记录下来，并且在调试工作结束之后要注意清理施工现场，避免配电设备投入使用的安全隐患出现，保证有质量地送电。

6 结语

高速公路机电工程涉及内容较多，而系统供配电工程又是保证所有系统运转的基础。在机电工程实施环节需要做好供配电技术方案的优化，要确保供配电系统的稳定性。在上述分析中对供配电技术关键点进行了探讨，为高速公路机电系统稳定运行奠定基础。此外，还要明确供配电技术的标准要求，对涉及的材料、线路电阻以及相关设备进行合理选择，同时在安装施工中做好技术规范控制，从而确保高速公路机电工程能稳定进行。