（安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定）

 

摘要: 在經(jīng)濟高速發(fā)展的現今，物流快速發(fā)展、人們汽車(chē)持有量快速增長(cháng)等導致高速公路里程不斷增加，使得高速公路的管理工作面臨較大的壓力。高速公路供配電系統是為高速公路沿線(xiàn)設施如監控、通信、收費系統設備、養護服務(wù)設施以及道路照明服務(wù)的，目的在確保其用電的安全、合理和可靠性，確保高速公路安全、通暢、經(jīng)濟、快速、舒適等綜合效益發(fā)揮。本文簡(jiǎn)要的論述了高速公路供配電系統的概念，分析了高速公路隧道、服務(wù)區、收費站變電所的供電需求，并根據高速公路的特點(diǎn)提出了相應的解決方案。

關(guān)鍵字：高速公路；供配電；可靠；

 

       據交通運輸部統計，2015-2019年，我國高速公路建設投資額持續提升，2019年，全國高速公路建設完成投資11504億元，按照可比口徑，同比增長(cháng)14.5%。2020年全國高速公路完成13479億元，增長(cháng)17.2%。2020年，中國高速公路里程16.44萬(wàn)公里，增加1.14萬(wàn)公里；高速公路車(chē)道里程72.31萬(wàn)公里，增加5.36萬(wàn)公里。國家高速公路里程11.30萬(wàn)公里，增加0.44萬(wàn)公里。

       我國的高速公路發(fā)展非常迅速。已形成遍布全國的高速公路網(wǎng)，它在對國家經(jīng)濟發(fā)展作出突出貢獻的同時(shí)，也對高速公路供配電系統的安全、合理和可靠性提出了嚴峻的考驗。

高速公路供配電系統是采用集中或相對集中供電所用電源從發(fā)電廠(chǎng)或從附近地區的高壓電網(wǎng)引出10kW或35kW高壓送至高速公路的變電所，用低壓變壓器產(chǎn)生220V或380V的供電電壓，然后再由低壓配電屏及輸電線(xiàn)送至有關(guān)用電設備。當市電停電或出現故障不能正常供電時(shí),則由自備柴油發(fā)電設備發(fā)電供電。

在高速公路機電工程的實(shí)際運行中，各種用電設備的負荷是變化的，負荷過(guò)大會(huì )造成投資和設備的浪費，負荷過(guò)小也會(huì )導致設備的損壞。因此在供電系統的設計階段就要合理計算負荷的大小，以避免資源浪費和確保系統運行的安全。根據供配電可靠性以及中斷供配電在社會(huì )效應、經(jīng)濟上造成的損失和影響程度劃分為3個(gè)等級：一級負荷，二級負荷，三級負荷。

隧道變電所重要負荷一般為應急照明設施、通風(fēng)及照明控制設施、緊急呼叫設施以及部分消防設備等。隧道都處在比較偏遠的地段，采用鄉電比較多，由于鄉電本身就不穩定，經(jīng)常面臨著(zhù)停電的風(fēng)險，一般采用EPS應急電源。如所帶負載有設備對電壓要求高的可由UPS供電。

隧道變電所供配電系統

       收費站變電所重要負荷一般為通信系統、收費系統、監控系統等。常設有UPS為操作機構、監控設備、測控單元及ATS供電。

 

收費站變電所供配電系統

      服務(wù)區變電所重要負荷一般為外場(chǎng)監控、通信系統、生活水泵、消火栓泵、綜合樓照明、場(chǎng)區照明等。

 

服務(wù)區變電所供配電系統

1）全路段監控

       沿途數十幾個(gè)路段變電所、路段箱變、隧道變電所、服務(wù)區變電所、收費站變電所繪制在一張K線(xiàn)圖里面，點(diǎn)擊每個(gè)站跳轉相關(guān)配電圖畫(huà)面顯示，使整條高速公路的配電系統一圖掌握。

 

2）10kV系統監控

       對 10kV 進(jìn)出線(xiàn)、母線(xiàn)分段等回路進(jìn)行繼電保護和運行測控。實(shí)時(shí)顯示各回路的遙測量、遙信量、報警信號、柜內電氣節點(diǎn)溫度值等。

 

3）0.4kV系統監控

       0.4KV 配電柜進(jìn)線(xiàn)單元和發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)柜等，監測其各電參量，監視開(kāi)關(guān)位置信號、回路分合閘狀態(tài)、故障脫扣信號等；并對進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)（低壓斷路器含電操等自動(dòng)機構）進(jìn)行遠程分合閘控制。以及監測UPS、EPS出線(xiàn)電壓、電池電壓、電流、功率等實(shí)時(shí)量。

4）變壓器監測

       監測變壓器電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數、負荷率、三相繞組溫度、三相不平衡等數據。設置微機變壓器保護測控裝置，可實(shí)現就地、遠動(dòng)的保護、測控功能，電力監控通過(guò)干變內部預先埋設的溫度傳感器和相應的智能溫控儀對干變的溫度信號、超溫報警、變壓器風(fēng)機工作狀態(tài)等變壓器運行狀態(tài)進(jìn)行監測。

 

5）電能質(zhì)量監測及治理

       諧波/間諧波、諧波畸變率、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變等電壓電流穩態(tài)監測，暫升、暫降、短時(shí)、容忍度分析電壓暫態(tài)監測、電壓瞬變監測。智能無(wú)功補償裝置與智能有源濾波裝置控制器接入智能通信管理機，通過(guò)電力監控主機顯示其運行狀態(tài)，進(jìn)行諧波治理。

 

 

 

6）事件報警處理

       系統能夠對配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警，并進(jìn)行報價(jià)分析。將報警分為四級：預警、一般、重要、緊急報警；采用圖元告警、彈出事件報警窗口、語(yǔ)音報警、短信告警、電話(huà)告警、聲光報警器報警等方式。

 

 

       總而言之，高速公路的安全運營(yíng)離不開(kāi)完善的電力系統的支持，配置安全可靠的電源是確保高速公路系統穩定運行的前提。實(shí)時(shí)監控各類(lèi)供電電源，保證可持續不斷地提供穩定電源，并及時(shí)反饋整條高速的運行情況方便及時(shí)排查問(wèn)題。