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摘要：分析高速公路机电工程供配电系统可以发现，系统需要满足机电工程中各种设备、设施的不同供配电需求。基于此，结合工程实例，对高速公路机电工程供配电技术进行分析，提出了供配电技术方案，并对技术应用情况进行了探讨，为类似工程提供参考。
关键词：高速公路；机电工程；供配电技术
0引言
随着高速公路的建设和发展，人们对机电工程建设提出了更高要求，需要通过保证机电工程设备的稳定运行提供更加优质的出行服务。而机电工程设备运行需要依靠供配电系统提供能源。想要保证机电工程正常发挥作用，就要保证系统能够提供稳定供电服务。因此，需要加强供配电技术的分析，做好配套供配电系统的安装，为高速公路的正常运行提供技术保障。
1高速公路机电工程供配电系统分析
高速公路机电工程由信息采集子系统、监控中心、收费系统等多种系统构成，用于实现公路各项功能。而各个系统中包含大量的设备、设施，如信息采集子系统中包含紧急电话、气象检测器等，通信系统包含光电缆、通信电源等，均需要安全稳定的供配电系统提供动力支撑。从工程供配电系统组成上来看，主要划分为两部分，即输配电线路和配电房，包含通风、照明和沿线各种供配电设备设施，需要满足全线建设、运营和维护的用电需求[1]。在实际进行供配电系统建设时，还要重点为监控设备、通讯设备、服务区照明和养路设施等供电，保证高速公路机电工程能够正常运转。因此在设计过程中，还应根据机电工程负荷要求合理选用供配电技术，制定技术上先进、经济上合理、使用上安全的供配电技术方案，为机电工程运行提供保障。
2高速公路机电工程供配电技术研究
2.1工程概况
某高速公路机电工程属于ED1合同段，工程起止里程为YJ90+320—K120+461，沿线包含5座隧道、2个收费站和1个服务区，将按交钥匙工程进行，需要为沿线设备、设施提供稳定电力，同时为隧道照明、通风和消防等设备设施提供不间断电力保障，满足机电工程安装、运行需求。从工程量上来看，隧道包含5285套高压钠灯灯具、39台37kW射流风机、52套路灯、450套灭火装置、24面低压开关柜、205套LED灯具、60面10kV开关柜、79面低压配电柜、23台变压器、100面隧道动力柜、3套发电机组，另外需要完成213km低压电力电缆和51km高压电缆敷设，并完成160km照明电线敷设。
2.2供配电技术方案
实际制定供配电技术方案时，还要实现负荷分类。供配电系统需要为沿线设备、设施供电、配电，同时为重点区域机电工程供电、配电。相比较而言，沿线设施和隧道机电工程对电源的稳定性和可靠性提出了较高的要求，需要保证各种收费设备、通信设备、监控设备和动力设备等能够正常运行，所以应按照一级用电等级进行供配电设计，包含服务区、收费区在内的重点区域照明可以按照二级用电等级配电。针对沿线机电工程设备、设施分布情况和全路段高压供电系统负荷容量，可以采用集中供电方式。针对收费站、服务区等负荷容量较大的地点，还要完成变配电所的设立，就近引入单路10kV高压电源，并在变配电所的变压器低压母线侧设置双电源投切开关，配备辅助供电的柴油发电机组供电电源。在项目施工完成后，需要将临时用电电源转换为永久性用电电源。而配电所内需要结合负荷分布进行低压配电室的设计，利用低压配电盘引出低压线路，为邻近路段通信设备和监控设备供电。针对监控机房等对供配电要求更高的位置，需要采用专用供电线路和UPS进行供电。针对隧道机电工程，考虑到用电设备较为集中，配电系统需要完成较长送电线路的敷设，线路上散布的负载对电压损失要求严格，还要采用中压供电系统，从主变电站引出5~6kV电线，完成多个厢式变电站的设置，满足长距离大范围供电需求[2]。隧道内安装有照明、通风和消防等设施，需要保证供配电系统运行的安全性。所以在供电电源上，需要配置二路外电源和自备电源，一旦外电源产生故障，可以利用柴油发电机组保证隧道供电安全。系统采用分段母线供电，监控、通风和照明等设备拥有各自单独回路，采用独立电源为全隧道照明供电，以免母线电压波动对隧道照明造成影响。
2.3供配电技术应用
2.3.1沿线供配电技术
在实际应用供配电技术为沿线设备、设施供电时，还要将10kV单电源架空引入变电所，低压配电则要采用220/380V的TN-C-S系统。针对部分一级负荷供电要求，可以完成柴油发电机组的设置。采取该种技术措施，能够使用电设备端电压偏差不超出±5%。在架空线接入时，需要采用“T”接方式，利用终端杆和电缆与高压进线柜连接。利用柴油发电机组进行供电，还要在第二段母线上进行自动转换开关的连接。在外接电源停电的情况下，将实现第一段母线自动脱开，然后进行发电机组自动投切。在外电源恢复后，会自动将发电机组切除。根据高速公路沿线用电特点，还应选用三相Dyn11型干式变压器，并设置外壳防护，增强供配电技术运用的经济性。配电线路采用三相四线制，实现放射式供电，引入通信机房等建筑物后采用三相五线制，布线过程中应实现三相负荷平衡。供配电系统继电保护采用微机监控系统，需要在开关柜上进行分布，提供测控一体化保护。在低压配电室中，需要完成自动补偿器的配置，能够采用电容器实现电能损失补偿，使配电室功率因素超出0.9。此外，还要加强防雷保护措施，保证供配电系统安全运行。
2.3.2隧道供配电技术
针对隧道监控、通风等设备设施，需要实现不间断供电。在供配电技术运用上，则要采用UPS系统，其实就是PWM逆变器，连接前会连接稳压器，能够将交流市电转变为直流电，然后将直流电转变为交流电，实现稳定供电。在市电中断的情况下，可以利用蓄电池供电，使电源持续输出交流电压。采用该技术，能在发电机组启动前利用UPS供电，保证隧道用电设备、设施运行不间断。由于UPS可以实现正弦波输出，可以避免受电网严重干扰，满足隧道通信、监控、通风和照明设备的供电需求，同时也能满足收费站收费设备的供电需求。变电所的位置需要设置在隧道口，采用低压电缆为隧道内设备供电[3]。针对隧道采用的射流风机，还要利用电缆沟进行配电电缆的敷设。在风机吊挂位置，需要利用二次衬砌的预埋管将电缆与风机电机连接在一起。隧道照明主电缆同样需要采用电缆沟敷设，分支电缆需要使用电缆桥架进行敷设。针对应急照明回路，还要采用耐火电缆，其余为阻燃电缆。因此当采用供配电技术为机电工程供电时，还要与其他专业联合设计，保证隧道施工过程中能够完成预埋件和预埋管道的预留，继而为供配电设备、设施的安装和电缆敷设提供保障。
3结语
通过分析可以发现，在高速公路机电工程建设过程中，要充分考虑工程的供配电需求，完成设备、设施不同负荷等级的划分，从而提出科学的供配电技术方案。通过对供配电技术的合理应用，使机电工程维持正常运行，继而为工程各项功能的实现提供保障。
参考文献：
[1]周育驰，李晨，侯旭阳.高速公路机电工程供配电施工技术[J].公路交通科技（应用技术版），2017，13（7）：98-100.
[2]刘金志.浅谈高速公路机电工程供配电系统施工质量控制[J].建材与装饰，2017（15）：256-257.
[3]万荣军，郭路毅，王志兵，等.高速公路机电工程供配电系统施工要点研究[J].科技创新导报，2015，12（36）：118，120.
作者:周宏福 单位:山西省交通科学研究院