摘要：我国经济建设及科学技术的不断进步加强了社会各项事业的有效发展建设，其中，高速公路作为现代社会发展中的重要项目，是国家交通事业稳定发展的代表，也是国家经济快速建设的重要通道。高速公路建设项目近年来不断增多，高速公路供配电系统是整个机电工程中的关键内容，为了保证机电设备的高效并稳定运行，确保高速公路正常发展，需要全面把控机电工程技术质量，提升监管效能。
关键词：高速公路；机电工程；供配电技术
近年来，我国社会现代化发展进程逐步加快，社会的发展进步带动了交通运输事业的稳定发展，这在一定程度上大大推动了我国高速公路事业发展进步。当然，高速公路发展不仅仅能够带动我国社会市场经济发展，同时也让人们的日常生活更加便利。要想确保高速公路机电系统进行正常运行，需要保证供配电系统的可靠性及安全性，这就要求严格把握机电工程供配电系统工程施工质量。
1.概括高速公路机电工程供配电系统
高速公路供配电系统为高速公路站房及沿线相关用电设施（如：收费设施、监控设备、通信设备、道路照明及隧道机电设施等）提供电源，并确保其用电安全可靠，是高速公路系统正常运转的保障性设施。在高速公路建设中，通常把供配电系统按照供电区域划分为主线供配电（房建供配电）与隧道供配电两部分。高速公路进行中的机电供配电工程施工具备特殊性，这些特殊性会使供配电工程在道路、房建工程施工完毕之后进行施工，这样一来便会导致工程施工周期短、施工难度大等，工程施工过程中，一旦出现监督力度不足或是系统检测被忽略等情况，将会对工程施工质量造成严重影响，也会给工程带来较大的安全隐患。
2.高速公路机电工程施工中的供配电施工技术分析
2.1主线供配电技术
供配电技术为沿线设备及设施进行供电时，需要在中心变电所引入10kV市电电源，中心变电站高压侧设置中压开关柜，一般配置为进线隔离柜、进线总屏、计量柜、PT柜和馈线柜，通过馈线柜馈出电源至10/0.4kV变压器，将10kV进线电压降至0.4kV，变电站0.4kV主接线通常采用单母线两分段的方式，Ⅰ段母线为变压器母线，Ⅱ段母线为变压器下的柴油发电机母线，通过双电源切换开关进行切换。沿线附属变电站通过中心变电所10kV馈线柜馈出10kV电源，并通过在变电站设置环网柜环进环出方式引入10kV电源。
低压侧在变压器后依次设置低压进线总屏、馈电屏和电容补偿柜。在公路工程及沿线用电设施中，监控、收费和通信的控制室紧急报警系统，以及消防水泵属于一级负荷；管理中心和收费站的办公照明、一般设施的消防系统属于二级负荷；其他属于三级负荷。针对供电需求，为保障一级负荷和二级负荷中特别重要负荷的用电可靠性，房建区变电站设置柴油发电机作为备用电源，发电机设置快速自启动并在第二段母线上设置电源自动切换装置，在市电断电15s内自启动并带负荷运行。若市电停电，第一段母线则会自动脱离，发电机则会进行自动投切，第二段母线由柴发供电；市电恢复后，机组自动退出工作并延时停机。市电与柴油发电机电源采用自动切换方式，保证发电机低压进线开关与市电低压进线开关电气闭锁和机械闭锁。
变电站采用UPS做为应急电源，输出交流220V频率50Hz的电源，主要用作操作电源、所用电和电力监控系统用电。操作电源也可根据需求使用直流屏供电。
以高速公路沿线用电特点作为依据，采用放射式和树干式相结合的供电方式，对于重要负荷或单台容量较大的动力设备采用放射式供电，将电源引至用电设备或室外集中配电箱，利用三相五线制进行供电，布线过程中必须保证三相负荷达到平衡性。
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2.2分析隧道供配电技术
隧道供配电设施的设置与主线供配电设施类似，10kV电源可就近引自市电电网或通过沿线敷设10kV中压缆接引自上一级变电所，为保证用电的可靠性，需引入两路10kV外进线电源互为备用，或在变电所配置柴油发电机作为备用电源。当隧道超过3km时，因隧道用电负荷增加，并且长距离供电线损较大，通常在隧道中部设置中间配电房，将隧道划分为多个供电区域进行供电，由于中间配电房多数不便于安装柴油发电机，需要引入两路10kV外线电源。
隧道变电所采用中压环网柜环进环出方式为变压器供电，进线电源经变电所变压器降压，引至变电所0.4kV低压母线，低压侧采用双电源切换方式，由备用10kV回路经备用变压器降压回路或柴油发电机组作为备用电源，当外线停电或者电源质量较差时启动备用电源，备用电源经电源转换开关引至变电所低压母线，保证供电的可靠性。
在公路隧道的用电设施中，应急照明设施、电光标志、交通监控设施、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾检测与报警设施和中央控制设施等为一级负荷中的特别重要负荷；消防水泵和排烟风机为一级负荷；非应急的照明设施、通风风机和消防补水泵为二级负荷；其余隧道电力负荷为三级负荷。隧道各变配电所均设置UPS或EPS作为应急电源，以保证隧道内一级负荷的特别重要负荷用电可靠性。当外线意外停电时，瞬时切入，使隧道内应急照明灯具能连续得到照明电力供应，以保证隧道内的通行安全性。
2.3电力监控系统
为提高供配电系统运行的可靠性和安全性，也为提高高速公路的生产运营效益，提升管理自动化水平，减轻高速公路管理维护人员的劳动强度，降低运营维护成本，全线供配电系统需设置综合电力监控系统。根据电力监控系统的需求情况，电力监控系统应建成一个功能相对完善的电力自动化系统。电力监控子系统分为三个层次：集控站层、通信系统层、电力监控终端设备层。
集控站层设置在监控分中心内，主要完成对各个隧道变电所和房建变电站的电力设备的集中监控和与其他系统的接口等功能。
通信系统层在每个变电所设置一台电力监控前置机，其上行网络端口接入现场工业以太网交换机，实现与集控站层设备的通信，下行通信接口为RS485或CAN接口，与变电站内的智能保护测控装置进行通信，构成现场总线通信系统，完成监控数据信息的集中、协议转换和实施转发。
电力监控终端设备采用模块化、单元化结构，面向高压进、出线、低压进、出线、变压器等设备对象的数据采集方式，安装在各变电站进、出线开关、配电变压器等电力设备中，主要对其进行数据采集和控制，记录线路短路和接地故障信息，配套断路器应具有电流保护和重合闸功能。
工程施工前，根据业主基本要求及合同条款，在设计图纸的基础之上对设计文件进行二次修改及总结，联合业主、设计单位、厂家等共同制定补充设计文件，并上交给业主部门及相相关单位进行审核，审核工作结束之后再上交给上级审查单位。高速公路工程施工过程中，只有技术人员及施工工作人员将供配电工程中的各个施工特点充分把握，才能加强层次性及重点质量控制，这是保证高速公路工程施工安全及高效运行的重要措施。
结束语
综上所述，高速公路机电工程供配电系统施工环节复杂，系统内本身涉及较多分系统，具备多专业合作分工特点。工程建设过程中，需加强机电工程供配电系统重视度，技术工作人员需要将供配电工程施工中的各个环节特点进行针对性制定，将施工方案及施工工作流程进行全面控制，把握施工质量，将工程管理作用有效发挥，保证高速公路的稳定运行，从而为周边居民提供便利，提升国家综合国力。
参考文献
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[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]郭传乐.高速公路机电工程供配电系统的施工方法[J].机电信息,2016(33):87-88.
论文作者:栾永涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：高速公路论文; 供配电论文; 电源论文; 负荷论文; 隧道论文; 变电所论文; 母线论文; 《基层建设》2019年第14期论文;