摘要：隨著經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)導(dǎo)致了高速公路里程的不斷增加，這給高速公路的管理帶來(lái)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(fèi)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(jì)、快速、舒適等綜合效益。本文簡(jiǎn)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(fèi)站變電站的供電需求，并根據(jù)高速公路的特點(diǎn)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(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)，2015-2019年，我國(guó)高速公路建設(shè)投資持續(xù)增長(zhǎng)。2019年，全國(guó)高速公路建設(shè)投資11504億元，按可比口徑同比增長(zhǎng)14.5%。2020年，全國(guó)高速公路完成13479億元，增長(zhǎng)17.2%。2020年，我國(guó)高速公路里程16.44萬(wàn)公里，增加1.14萬(wàn)公里；高速公路車道里程72.31萬(wàn)公里，增加5.36萬(wàn)公里。全國(guó)高速公路里程11.30萬(wàn)公里，增加0.44萬(wàn)公里。

中國(guó)的高速公路發(fā)展非常迅速。全國(guó)各地的高速公路網(wǎng)已經(jīng)形成。它不僅為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，而且對(duì)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(yán)峻的考驗(yàn)。

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(duì)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(dāng)城市停電或故障不能正常供電時(shí)，由自己的柴油發(fā)電設(shè)備供電。

在高速公路機(jī)電工程的實(shí)際運(yùn)行中，各種電氣設(shè)備的負(fù)荷發(fā)生了變化。負(fù)荷過(guò)大會(huì)造成投資和設(shè)備的浪費(fèi)，負(fù)荷過(guò)小也會(huì)造成設(shè)備的損壞。因此，在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)合理計(jì)算負(fù)荷，避免資源浪費(fèi)，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全。根據(jù)供配電的可靠性和中斷供配電在社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)上造成的損失和影響程度，分為三個(gè)層次：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。

隧道變電站的重要負(fù)荷一般為應(yīng)急照明設(shè)施、通風(fēng)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(duì)偏遠(yuǎn)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(fēng)險(xiǎn)，通常使用EPS應(yīng)急電源。負(fù)載設(shè)備對(duì)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(fèi)站變電所重要負(fù)荷一般為通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。常設(shè)有UPS為操作機(jī)構(gòu)、監(jiān)控設(shè)備、測(cè)控單元及ATS供電。

收費(fèi)站變電所供配電系統(tǒng)

服務(wù)區(qū)變電所重要負(fù)荷一般為外場(chǎng)監(jiān)控、通信系統(tǒng)、生活水泵、消火栓泵、綜合樓照明、場(chǎng)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(gè)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(fèi)站變電站在K線圖中繪制，點(diǎn)擊各站跳轉(zhuǎn)相關(guān)配電圖顯示，掌握整個(gè)高速公路的配電系統(tǒng)。

（2）10kV系統(tǒng)監(jiān)控

繼電保護(hù)和運(yùn)行控制10kV進(jìn)出線、母線分段等電路。實(shí)時(shí)顯示各電路的遙測(cè)、遙信量、報(bào)警信號(hào)、柜內(nèi)電氣節(jié)點(diǎn)的溫度值等。

（3）0.4kV系統(tǒng)監(jiān)控

0.4KV配電柜進(jìn)線單元、發(fā)電機(jī)進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)柜等。，監(jiān)控其電參，監(jiān)控開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、電路開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障脫扣信號(hào)等。；并遠(yuǎn)程控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)(低壓斷路器包括電操等自動(dòng)機(jī)構(gòu))。并監(jiān)控UPS、EPS出線電壓、電池電壓、電流、功率等實(shí)時(shí)量。

（4）變壓器監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)變壓器電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、三相繞組溫度、三相不平衡等數(shù)據(jù)。設(shè)置微機(jī)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)的保護(hù)和測(cè)控功能。電力監(jiān)控監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，如溫度信號(hào)、超溫報(bào)警、變壓器風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)等。

（5）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

諧波/間諧波、諧波畸變率、電壓偏差、電壓波動(dòng)、閃變等電壓電流穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)、暫升、暫降、短時(shí)、容忍度分析、電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)、電壓瞬態(tài)監(jiān)測(cè)。智能無(wú)功補(bǔ)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(guò)電力監(jiān)控主機(jī)顯示其運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行諧波處理。

（6）事件報(bào)警處理

系統(tǒng)可對(duì)配電電路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀分離、合作動(dòng)作等遙信變位、保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出報(bào)警，并進(jìn)行報(bào)價(jià)分析。報(bào)警分為四級(jí)：預(yù)警、一般、重要、應(yīng)急報(bào)警；采用圖元報(bào)警、彈出事件報(bào)警窗口、語(yǔ)音報(bào)警、短信報(bào)警、電話報(bào)警、聲光報(bào)警等方式。

4．總結(jié)

綜上所述，高速公路的安全運(yùn)行離不開(kāi)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(yùn)行的前提。實(shí)時(shí)監(jiān)控各種電源，保證穩(wěn)定電源的可持續(xù)提供，及時(shí)反饋整個(gè)高速公路的運(yùn)行情況，方便及時(shí)調(diào)查問(wèn)題。