供配電系統在高速公路中的應用

盧燁

（福建省高速公路集團有限公司龍巖管理分公司，福建 龍巖 364000）

一、高速公路供配電方案研究

首先應建立科學合理的評價機制，在綜合考慮供配電系統經濟性和可靠性等指標的基礎上，確定高速公路供配電方案，并研究方案的具體應用效果。

供配電方案的科學性和合理性，直接影響整個高速公路的建設成本、運營成本及電能損耗等。如果其中任何一環出現問題，很可能波及整個供配電網絡，從而引發重大安全事故，對行車安全造成嚴重威脅，同時也會讓國家遭受經濟損失。因此，有必要深入研究供配電系統在高速公路中的應用，著力提升供配電系統的可靠性和安全性。

（一）可靠性評估的原理

在評估高速公路供配電系統的可靠性時，可充分應用馬爾可夫模型，該評估法可在一定程度上降低可靠性評估計算的復雜性，讓可靠性評估變得更加簡單，同時還能有效提升供配電系統在高速公路中的應用水平。

（二）明確供配電網可靠性分值

梳理國家頒布的相關文件中對電力系統可靠性的具體要求，并在此基礎上分析數據，通過應用計算公式及理論知識，得出供配電系統可靠性分值和可靠性水平中的對應關系。

二、供配電系統在高速公路中的應用研究

（一）變壓器合理位置分析

在綜合考慮各種因素的基礎上，確定高速公路照明變壓器的合理安裝點位，然后結合科學系統的理論研究，分析變壓器的預期應用效果，以確保供配電方案安全、合理、節能。以高速公路隧道為例，應按照不同間距安裝變壓器，并計算出變壓器在正常運行時所消耗的電能數值，以及需承擔的具體費用。然后，通過分析耗電量及費用等數據，比選最優的供配電方案，從而確保該方案在應用過程中發揮最大價值，促進高速公路建設事業健康穩定發展，響應國家“低碳環保、節能排放”的號召。

（二）EPS 和USP 應急電源設備應用分析

在高速公路上配備應急電源設備，是一項非常重要的工作，本文僅選取兩種常見的應急電源設備進行可靠性和能效測試。

在試驗過程中，重點關注設備的能耗損失和失電切換速度。對比兩種應急電源設備的節能效果時，可將其放到整個照明系統中，并安裝相關的電能計量設備，在確保兩種設備同時使用的前提下，如實記錄運營過程中設備的能耗情況，最后結合試驗情況和檢測數據判斷節能效果，同理該方法還可用于EPS切換速度實驗。試驗結果表明，EPS和UPS應急電源設備均有集中能耗的作用，但USP設備比ESP設備消耗的電能高。

對于EPS應急電源設備，可利用數字儲存示波器來抓取靜態開關切換瞬間出現的電壓波形，并自動存儲波形，確保切換速度能很好地展示出來。在切換設備時，注意觀察電壓正弦波的形狀是否完整，有無斷點出現；切換過程中設備是否正常，燈具是否熄滅，如切換設備后，燈具只是輕微閃動，并沒有熄滅，說明后續不會影響到高速公路整體的運營安全。

（三）調壓調流設備的節能分析

高速公路供配電系統除了為司乘的安全行車提供保障外，對實現節能控制和節能減排也具有重要的現實意義。

研究發現，在用電低峰期時，如午夜時電網的電壓會比較高，富余的電壓會讓用戶的電費增加，還會影響燈具的使用壽命。對于高速公路，應重點加強照明要求不高時的節能工作力度，可將調壓調流設備充分應用于高速公路供配電系統，在照明回路中安裝計算電能的設備，通過調壓器把電壓輸送到照明回路中。分析設備的節能效果時，需要詳細記錄一段時間內不同電壓下的能耗情況，以確保分析結果的參考價值。

三、我國高速公路供配電系統運行中的問題

（一）雷電過電壓

雷害事故是我國高速公路供配電系統運行中的常見事故，由于我國高速公路供配電系統大多為架空輸電線路，且多分布于市郊或人煙稀少的地區，使得線路被雷電擊中的可能性增加。如果線路被雷電擊中，過壓電波就會順著線路傳輸到配電所和變電站，而數百或數千安的雷電流也會隨之產生，造成導線熔斷、絕緣子炸毀等嚴重后果。另外，還有可能產生非常高的雷電過電壓，引發停電事故和系統絕緣故障。

（二）輸電線路發熱損壞

輸電線路或其他器材因溫度過高損壞，也是我國高速公路供配電系統運行過程中出現的常見問題。如果不及時處理，后期供配電系統會出現更嚴重的故障。

（三）污閃

在高速公路供配電系統中，污閃問題經常被人們忽視。為確保高速公路供配電系統安全有效運行，相關部門必須采取強有力的措施預防污閃事故，并提升事故發生后的應急處理能力。

四、高速公路供配電系統存在問題的預防和解決措施

（一）應用防雷技術

為防止雷電對高速公路供配電系統造成損害，應加強防雷技術的應用，可以建立一套由攔截、疏導及引導入地等環節組成的完整防雷擊系統。在設計供電線路時，應結合實際情況（區域環境、溫度等）選擇合適的防雷系統，確保高速公路供配電系統具備防雷能力，杜絕或減少后期運行過程中發生雷擊的可能性。

（二）供電線路的發熱預防技術

在設計施工前，應合理預估用電設備的容量，確保供配電系統符合該路段的承載能力要求，同時在關鍵位置安裝防過載保護裝置，最大程度保護線路和設備不受損壞。在供配電系統運行過程中，還要定期檢查線路和設備的溫度，分析供電線路的負荷情況，加強對線路節點的關注，并結合實際情況對供配電系統進行微調，避免因線路超負荷引發的溫度過高及閎燒毀問題。

（三）預防污閃和排除故障

在設計供配電系統時，應結合周邊的實際情況，適當增加線路或設備的絕緣等級，并安裝好防污閃設施。在供配電系統運行過程中，應做好線路絕緣體的清潔工作，在可能發生污閃的部位噴涂防污閃涂料。如果已經發生污閃，相關技術人員要及時分析污閃發生的原因，并根據分析成果采取有效措施解決污閃問題，避免再次發生。

五、結語

綜上所述，供配電系統在高速公路上的有效應用具有非常重要的意義，輸配電線路可以保障電網的運行安全及高速公路配套電力設備的正常運行。在供配電系統運行過程中，相關工作人員應做好維護工作，及時排除故障隱患，確保高速公路供配電系統正常有效運行。