冯霞
中铁隧道勘测设计院有限公司 天津 266000
摘要：照明技术不断的进步，在节能减排和环境保护等要求日渐凸显的背景之下，对于照明系统的建设也提出了越来越高的要求，主要体现在安全可靠、高效节能和美观长寿等方面。在长距离和多模式的道路建设工程当中，中压供配电系统在道路照明中实现了较为广泛的应用，为了进一步加强对中压供配电系统的研究，本文结合具体的工程案例，对中压供配电在道路照明中的应用问题进行了探讨。
关键词：中压供配电；道路照明；应用；变压器
在城市现代化建设脚步不断加快的现阶段，城市亮化工程在展现城市风貌和凸显城市魅力等方面具有十分重要的作用，而道路工程作为城市亮化工程中的重要组成部分，也受到了社会各界的广泛关注。在电力行业领域实现迅猛发展的当下，随着节能减排要求的提出，道路照明的功能已经不再只是局限于保障夜间通行的安全和畅通，现代化的道路照明系统的建设工作涉及到了灯具布置、灯杆形式和照明光源等多个方面，中压供配电技术也应运而生，在其中扮演了重要的角色。
1 中压供配电系统的技术优势
为了有效的解决道路照明中的供电问题，相关人员在10KV以上和220/380V之间提出了“中压传输”的概念，实际上就是通过选择较高的电压，如3.2KV和5.5KV等来实现供电，从而减小供电电缆的线径，对投资成本实现较好的控制；因为所选择的电压值要小于10KV，高水平的电压等级不会对电气设备的保护控制等方面产生不利的影响，只需要将电源送至负荷附近，就可以通过降压实现照明供给，提高了电源的质量。
中压供配电系统在道路照明中的应用具有以下几方面的优势：
其一，中压传输技术使得整个道路工程的供配电成为一个相对完整的系统，在提高供电可靠性的同时，也有利于维护和管理；
其二，中压供配电系统的供电网络较为简单，使得配电系统的构架和日后扩展也变得更为灵活；
其三，中压供配电系统中所采用的埋地式变压器能够最大限度的节约用地和减少变配电站的数量；
其四，中压传输技术的应用减少了供电外线的数量，在很大程度上实现了投资成本的节约。
2 中压供配电在道路照明中的应用
2.1 工程概述
我国某省有一跨越海湾的特大型桥梁，全长约3982m，梁体由钢箱梁和混凝土箱梁共同组合而成，水中引桥部分较长，箱梁的检修孔较小，在主塔和箱梁之间没有足够的放置大容量的供配电设备的空间，如果按照传统的低压供配电方案，则至少需要2座大型的变电站，且在梁体内还要设置较多的配电箱，不仅施工难度较大，而且投入成本较高；且该桥梁地处环境条件的特殊性，电器装置等容易发生盐雾腐蚀的现象，因此，在照明系统中应用了中压供配电系统中的二级变压器（6/0.4KV的埋地变）。
2.2 中压供配电的系统原理
该海湾大桥在6km范围之内的供配电项目主要包括了道路照明、景观照明、主塔照明等设施的用电，全线的负荷为2000kVA，属于长距离分散性的用电。中压供配电系统则根据这种长距离分散性负荷的用电实际特点，选择了一个较为适当的电压，使得一定功率电流传输的成本和安全性之间实现了高度的协调，在半径约为20km的范围内设计了树干式的供配电系统。通过中压转换设备将国家电网供电电压为10KV或35KV的配电成为中压6KV，并经由中压电缆分别配送到各个供配电点处的埋地式变压器当中，再经由这些变压器将其配变成为低压0.4KV的路灯和其他设备的供配电，其组成原理如下图1所示。
图1：中压供配电系统原理示意图
2.3 中压供配电的实施方案
该桥梁的供配电所采用的是10/6/0.4KV和10/0.4KV相结合的方式，设有一座中心变电站，中心变电站10KV的电源所采用的接入为双电源单母线分段的方式，在用电量大且集中的区域之内采用了10/0.4KV的供电方式；另外，设有一套不间断供电电源UPS，保证一级负荷的正常供电；6KV侧分4条回路实现引出，包括了2条照明、1条景观照明和1条大桥动力。
4 埋地变在桥梁上的摆设
4.1在主桥钢箱梁段的设置
由于容量大的变压器的体积也较大，在项目施工中选择了由法国所生产的TED-TTT型埋地变，其尺寸为1.2m×0.8m×1.3m，满足了梁体的空间条件。主桥和引桥的箱梁结构和负荷容量的需求是不相同的，因此埋地变在不同桥段的摆放数量也是不相同的。在主桥段中，由于用电负荷集中的两个主塔的周围，所以在两个主桥的横梁上设置了23个容量为10KVA、25KVA和32KVA的埋地变，以提供主桥段的景观照明和主塔的机械动力，
4.2在引桥混凝土箱梁段的设置
如下图2所示。在引桥中缺少摆放埋地变的空间，因此埋地变的设置应需要放置在另外构建的支撑台面之上。本案例工程项目是在混凝土箱梁的梁体之间架设了平台，并将各个桥段的实际容量需求作为依据，对平台上配置埋地变的数量进行确定；另外，在水中引桥上还需要在相应的梁体中预留出 20cm的中压电缆引入孔。
图2：引桥段埋地变设置示意图
4.3电缆管线的设置
全桥的6KV中压电缆分为6条回路从收费控制中心的变电站中引出，在东陆和西陆上的引桥段均采用了电缆直埋的方式，将其直接敷设在桥底的两个桥墩的中间位置，并在陆上和水中引桥的分界位置处的桥墩上预留了40×20cm的电力槽道，在混凝土箱梁预留的方孔内引入南侧箱梁内的中压电缆槽道之内。在东、西引桥的电力支线设置了2孔的PVC 80mm的电力管，用于实现道路和景观照明；在有照明设备的位置处，在两侧混凝土护栏处设置了分线盒，用来连接照明设施的分支出线管；除此之外，在主桥梁的风嘴内设计了金属线槽，实现主桥段的道路和景观照明。
4.4电力监控
中压供配电在道路照明中的应用还体现在电力监控方面。在本案例工程当中，在每台埋地变的低压出线的位置处都设置了内置DR900系列的智能终端 DCB40配电箱，对变压器出线配电箱内的低压出线回路的开关信号进行采集，对命令输出进行控制，对相关数据信息进行处理，并且实现与综合电力监控系统工作站之间的远程通讯等，进而对全桥各个配电箱的低压出线回路实现有效的控制。由于照明灯具是功率较大的光源，其耗电十分可观，如果采用传统的分段控制灯光的模式，其方式的不灵活会影响到节电的效果；而埋地变低压侧的电力监控能够按照实际的需要对灯具电源进行分合指定，一方面实现了大量节能，另一方面还为灯具的检修工作提供了方便。
结束语：综上所述，传统的白炽灯和低压电网仅仅适用于短距离的供电传输，在城市现代化建设进程不断深入的现阶段，其已经不再适应现代化的实际发展需求，而中压传输概念逐渐得到了关注和重视，中压供配电系统的出现和应用给道路照明带来了新的面貌，对道路照明的供电问题实现了综合解决，而且还同时满足了安全可靠、高效节能、美观长寿等技术要求。随着城市道路工程的不断发展，中压供配电系统在今后必然会凭借自身的技术优势在越来越多的工程中得到应用。
参考文献：
[1]杨志军,刘峰. 中压(10kV)补偿装置在通信局(站)供配电系统的应用[J]. 通信管理与技术,2013,06:29-31.
[2]高阳,李铁军. 南京长江第四大桥供配电和综合监控系统设计[J]. 中国交通信息化,2013,S2:70-72.
论文作者:冯霞
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/4
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