江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，物流的快速發(fā)展和人們汽車持有量的快速增長導致了高速公路里程的不斷增加，這給高速公路的管理帶來了很大的壓力。高速公路供配電系統(tǒng)是為監(jiān)控、通信、收費系統(tǒng)設(shè)備、維修服務(wù)設(shè)施、道路照明服務(wù)等高速公路沿線設(shè)施提供的。目的是保證其用電安全、合理、可靠，保證高速公路的安全、暢通、經(jīng)濟、快速、舒適等綜合效益。本文簡要介紹了高速公路供配電系統(tǒng)的概念，分析了高速公路隧道、服務(wù)區(qū)、收費站變電站的供電需求，并根據(jù)高速公路的特點提出了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：高速公路；供配電；可靠；

1.行業(yè)背景

據(jù)交通運輸部統(tǒng)計，2015-2019年，我國高速公路建設(shè)投資持續(xù)增長。2019年，全國高速公路建設(shè)投資11504億元，按可比口徑同比增長14.5%。2020年，全國高速公路完成13479億元，增長17.2%。2020年，我國高速公路里程16.44萬公里，增加1.14萬公里；高速公路車道里程72.31萬公里，增加5.36萬公里。全國高速公路里程11.30萬公里，增加0.44萬公里。

中國的高速公路發(fā)展非常迅速。全國各地的高速公路網(wǎng)已經(jīng)形成。它不僅為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了突出貢獻，而且對高速公路供配電系統(tǒng)的安全性、合理性和可靠性提出了嚴峻的考驗。

2.高速供配電分析

高速公路供配電系統(tǒng)采用集中或相對集中供電從發(fā)電廠或附近高壓電網(wǎng)引出10kW或35kW高壓到高速公路變電站，用低壓變壓器產(chǎn)生220V或380V供電電壓，然后由低壓配電屏和輸電線輸送到相關(guān)電氣設(shè)備。當城市停電或故障不能正常供電時，由自己的柴油發(fā)電設(shè)備供電。

在高速公路機電工程的實際運行中，各種電氣設(shè)備的負荷發(fā)生了變化。負荷過大會造成投資和設(shè)備的浪費，負荷過小也會造成設(shè)備的損壞。因此，在供電系統(tǒng)的設(shè)計階段，應(yīng)合理計算負荷，避免資源浪費，確保系統(tǒng)運行的安全。根據(jù)供配電的可靠性和中斷供配電在社會效應(yīng)和經(jīng)濟上造成的損失和影響程度，分為三個層次：一級負荷、二級負荷和三級負荷。

隧道變電站的重要負荷一般為應(yīng)急照明設(shè)施、通風照明控制設(shè)施、應(yīng)急呼叫設(shè)施和部分消防設(shè)備。隧道位于相對偏遠的地區(qū)，使用更多的農(nóng)村電力。由于農(nóng)村電力本身不穩(wěn)定，它經(jīng)常面臨停電的風險，通常使用EPS應(yīng)急電源。負載設(shè)備對電壓要求較高的，可由UPS供電。

隧道變電所供配電系統(tǒng)

收費站變電所重要負荷一般為通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。常設(shè)有UPS為操作機構(gòu)、監(jiān)控設(shè)備、測控單元及ATS供電。

收費站變電所供配電系統(tǒng)

服務(wù)區(qū)變電所重要負荷一般為外場監(jiān)控、通信系統(tǒng)、生活水泵、消火栓泵、綜合樓照明、場區(qū)照明等。

服務(wù)區(qū)變電所供配電系統(tǒng)

3.可靠的供電方案

（1）全段監(jiān)控

沿途數(shù)十個路段變電站、路段箱變電站、隧道變電站、服務(wù)區(qū)變電站、收費站變電站在K線圖中繪制，點擊各站跳轉(zhuǎn)相關(guān)配電圖顯示，掌握整個高速公路的配電系統(tǒng)。

（2）10kV系統(tǒng)監(jiān)控

繼電保護和運行控制10kV進出線、母線分段等電路。實時顯示各電路的遙測、遙信量、報警信號、柜內(nèi)電氣節(jié)點的溫度值等。

（3）0.4kV系統(tǒng)監(jiān)控

0.4KV配電柜進線單元、發(fā)電機進線柜、聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜等。，監(jiān)控其電參，監(jiān)控開關(guān)位置信號、電路開關(guān)狀態(tài)、故障脫扣信號等。；并遠程控制進線開關(guān)(低壓斷路器包括電操等自動機構(gòu))。并監(jiān)控UPS、EPS出線電壓、電池電壓、電流、功率等實時量。

（4）變壓器監(jiān)測

監(jiān)測變壓器電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負荷率、三相繞組溫度、三相不平衡等數(shù)據(jù)。設(shè)置微機變壓器保護測控裝置，可實現(xiàn)當?shù)睾瓦h程運動的保護和測控功能。電力監(jiān)控監(jiān)測變壓器的運行狀態(tài)，如溫度信號、超溫報警、變壓器風機工作狀態(tài)等。

（5）電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

諧波/間諧波、諧波畸變率、電壓偏差、電壓波動、閃變等電壓電流穩(wěn)態(tài)監(jiān)測、暫升、暫降、短時、容忍度分析、電壓暫態(tài)監(jiān)測、電壓瞬態(tài)監(jiān)測。智能無功補償裝置與智能有源濾波裝置控制器連接到智能通信管理器，通過電力監(jiān)控主機顯示其運行狀態(tài)，進行諧波處理。

（6）事件報警處理

系統(tǒng)可對配電電路斷路器、隔離開關(guān)、接地刀分離、合作動作等遙信變位、保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出報警，并進行報價分析。報警分為四級：預警、一般、重要、應(yīng)急報警；采用圖元報警、彈出事件報警窗口、語音報警、短信報警、電話報警、聲光報警等方式。

4．總結(jié)

綜上所述，高速公路的安全運行離不開完善的電力系統(tǒng)支撐，安全可靠的電源配置是保證高速公路系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提。實時監(jiān)控各種電源，保證穩(wěn)定電源的可持續(xù)提供，及時反饋整個高速公路的運行情況，方便及時調(diào)查問題。