公路交通工程中的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

宇文偉朋

摘要：本文針對高速公路施工中的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在問題進(jìn)行研究，并在對問題探究分析的基礎(chǔ)上，針對不同的問題進(jìn)行具體的研究，找出相應(yīng)的解決措施，為施工供配電系統(tǒng)的實(shí)地設(shè)計(jì)建設(shè)工作提供參照。

關(guān)鍵詞：公路施工 供配電系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

高速公路施工供配電系統(tǒng)是高速公路安全運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。現(xiàn)今高速公路工程建設(shè)不斷向山嶺高原地區(qū)擴(kuò)展，其中施工的建設(shè)比重也在不斷加大，從而對公路施工供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更加嚴(yán)格的要求。面對越來越重要的施工供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(tǒng)特點(diǎn)

高速公路供配電系統(tǒng)不同于其他類型的供配電系統(tǒng)，其自身特點(diǎn)如下[1，2]：（1）采取電源保護(hù)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(yùn)營的高壓供電網(wǎng)，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(yīng)配置必要的小型發(fā)電機(jī)組或其他供電裝置，以保證關(guān)鍵設(shè)備的不間斷供電。（3）為保證供電質(zhì)量，各收費(fèi)站或管理所應(yīng)配備自動穩(wěn)壓電源，如AUPS或DUPS。（4）由于高速公路多處用電，負(fù)荷不大且多為低壓單相，考慮低壓不宜遠(yuǎn)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(shè)車輛檢測器、監(jiān)控器、氣象檢測器等，沿線供電時應(yīng)考慮輸電對檢測器等造成的電磁干擾，必要時應(yīng)采取防干擾措施。

2、高速公路供配電系統(tǒng)構(gòu)成及功能

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

2.2電力線路。供配電系統(tǒng)的電力線路是指電流傳輸?shù)耐ǖ?。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(jié)構(gòu)又可分為架空線路和電纜線路。在高速公路建設(shè)和運(yùn)營過程中，要求要有專門的人員定期進(jìn)行巡視、檢查、維護(hù)電力線路的正常工作。遇到大風(fēng)大雨及其他惡劣天氣時，必須臨時安排人員增加巡視次數(shù)并做好隨時巡視與維護(hù)的準(zhǔn)備。

2.3備用電源。供電系統(tǒng)一旦停電，其他系統(tǒng)就要跟著停止工作，嚴(yán)重影響高速公路的運(yùn)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(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等重要系統(tǒng)能夠正常工作，高速公路供配電系統(tǒng)就需配備備用電源。目前國內(nèi)多采用柴油發(fā)電機(jī)組、UPS電源或防酸漏鉛電瓶等作為備用電源。自動柴油發(fā)電機(jī)組在供電斷電時，能夠自動（人工）啟動發(fā)電和自動實(shí)現(xiàn)電源的切換；UPS不間斷供電系統(tǒng)是一套將交流市電變?yōu)橹绷麟姷恼鳌⒊潆娧b置和一套把直流電再轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，具有穩(wěn)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(xù)性和保證系統(tǒng)電源的不斷電和無瞬變要求。

2.4防雷系統(tǒng)。從我國第一條高速公路運(yùn)營至今，高速公路管理設(shè)施系統(tǒng)都不同程度地遭受過雷電侵害。輕者部分設(shè)備被雷電擊壞，喪失部分功能；重者全系統(tǒng)癱瘓，經(jīng)濟(jì)損失慘重。為保證人身及機(jī)電設(shè)備的安全，有必要提高對雷電危害的認(rèn)識，加強(qiáng)高速公路供配電系統(tǒng)整體防雷的研究和建設(shè)。

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

3、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)

3.1設(shè)計(jì)原則

由于高速公路供配電系統(tǒng)的特殊性，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)遵照以下幾項(xiàng)基本原則：（1）為保證供電可靠性和電壓質(zhì)量，以及經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)管理方便的原則，應(yīng)在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)置變電所。變電所的高壓電源宜就近采用10kv電源。電壓質(zhì)量不能滿足用電設(shè)備要求時，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。對變電所的電力應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控，變電器的出線開關(guān)應(yīng)裝設(shè)通信模塊，以實(shí)現(xiàn)遙測遙控。（2）配電室內(nèi)設(shè)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(jìn)出線應(yīng)采用全封閉的環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜。由樹干式系統(tǒng)供電的配電箱，其進(jìn)線開關(guān)應(yīng)選帶保護(hù)的開關(guān)；由放射式系統(tǒng)供電的配電箱，進(jìn)線開關(guān)可采用隔離開關(guān)。（3）單相用電設(shè)備應(yīng)適當(dāng)配置，力求三相平衡。（4）配電線路上下級保護(hù)電器的動作應(yīng)有所選擇，各級間應(yīng)協(xié)調(diào)配合。自變壓器輸出至用電設(shè)備之間的低壓配電柜電級數(shù)不宜超過三級。（5）有不少工程投入運(yùn)營后，往往會提出增加回路、增加容量的要求，故預(yù)留適當(dāng)數(shù)量的備用回路很有必要。（6）結(jié)合我國國情，適當(dāng)?shù)夭捎脟庀冗M(jìn)技術(shù)，選取技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理的方案。在供電條件差的地區(qū)，難以保證電壓質(zhì)量，可采用有載調(diào)壓變壓器等技術(shù)措施。（7）與當(dāng)?shù)毓╇娋趾推渌嘘P(guān)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致。

3.2設(shè)計(jì)目標(biāo)

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，為高速公路供配電系統(tǒng)提供了更高的要求，要求供配電系統(tǒng)既能照顧局部和當(dāng)前利益，又能保證長遠(yuǎn)效益；既要滿足用電負(fù)荷的要求，又要適應(yīng)未來的發(fā)展要求。因此，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）安全。供配電系統(tǒng)應(yīng)具有自身的安全防護(hù)能力，保證電能在高速公路各系統(tǒng)中的供電、配電以及使用過程中不發(fā)生人員傷亡、設(shè)備損壞等事故。（2）優(yōu)質(zhì)。能滿足高速公路各系統(tǒng)對供電電壓、波形、電流、功率等參數(shù)的質(zhì)量要求。（3）可靠。電能的供應(yīng)與分配應(yīng)滿足高速公路各子系統(tǒng)對供配電可靠性的要求，即供電、配電及使用過程中的連續(xù)性。（4）經(jīng)濟(jì)。在滿足高速公路用電的要求下，盡量使建設(shè)成本、運(yùn)行管理及維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用降到最低；盡量地利用現(xiàn)有設(shè)備通過技術(shù)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(tǒng)設(shè)計(jì)

公路施工供配電的設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)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(nèi)停止供電的狀況下，將不重要的電力負(fù)荷關(guān)閉，從而確保重要的電力負(fù)荷可以得到應(yīng)急電源的正常電力供應(yīng)。但是，當(dāng)市內(nèi)電力恢復(fù)正常是，如果施工供配電機(jī)制中沒有設(shè)置自動設(shè)備，那么需要人工進(jìn)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(fèi)，而且在夜間，電網(wǎng)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(tǒng)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(nèi)電力供應(yīng)的狀況下，切斷非重要電力母線上的斷路器，應(yīng)急電源得以集中對重要電力母線上的裝置進(jìn)行供電。

5、結(jié)束語

高速公路施工供配電系統(tǒng)對高速公路施工的正常運(yùn)行和安全保障起著重要作用。在高速公路施工的建設(shè)工程中，需要充分考慮供配電系統(tǒng)的重要作用，針對各種實(shí)例進(jìn)行問題情況的分析總結(jié)，并結(jié)合實(shí)地情況制定適宜的措施方法進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，保證施工供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求和實(shí)地情況，根據(jù)施工工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備材料的選取，從而保證高速公路施工供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有安全、經(jīng)濟(jì)、合理的保證，保障施工的正常運(yùn)作和施工在安全穩(wěn)定的狀況下使用。

參考文獻(xiàn)

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