關于高速公路供配電節(jié)能技術的分析與研究

江子立

[摘 要]隨著我國經濟的快速發(fā)展，人們的生活質量顯著改善，各行各業(yè)對電力的需求都在不斷提升，高速公路亦不例外。供配電系統(tǒng)是高速公路機電系統(tǒng)的重要內容，對于確保所有機電設備的正常、高效運行以及整個高速公路的日常運營有著非常重要的作用。因此，將節(jié)能技術應用在高速公路供配電系統(tǒng)中具有非常重要的現(xiàn)實意義。

[關鍵詞]高速公路 供配電系統(tǒng) 節(jié)能技術 分析 研究

中圖分類號：U417 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0118-01

引言

高速公路的供配電系統(tǒng)主要是為機電系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及服務區(qū)房建設施等提供供電服務，其在保證供電可靠性、安全性以及穩(wěn)定性方面具有非常重要的意義。不過根據我國多個省份的高速公路管理部門所發(fā)布的數(shù)據發(fā)現(xiàn)，道路照明以及供配電費用支出已經成為了公路運營中的主要開支。而如果能夠降低高速公路供配電中的能耗，不僅對于高速公路事業(yè)，同時對于我國整個交通行業(yè)的良性發(fā)展也具有非常重要的意義。因此，本文結合筆者的實踐工作經驗，對節(jié)能技術在高速公路供配電系統(tǒng)中的具體應用進行了探討。

1 高速公路供配電節(jié)能技術的重要意義

近些年來，我國交通行業(yè)發(fā)展迅速，也帶來了大量能源資源的消耗，對我國的生態(tài)環(huán)境也帶來了較大的破壞，從而導致了大氣污染、水污染等現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在經濟快速發(fā)展的同時，也應該重視環(huán)境的保護、能源的消耗，以避免對我們的生活環(huán)境帶來的影響。而在高速公路供配電系統(tǒng)中應用節(jié)能技術，一是面對著當前越來越大的電能需求，能夠顯著調整和優(yōu)化配置電能供求之間的矛盾，甚至還能夠緩解供電企業(yè)的供電壓力；二是由于在高速公路供配電系統(tǒng)中采用節(jié)能技術，能夠顯著降低能耗，將電能損失降低到最小，從而降低高速公路不必要的成本支出，使其取得在經濟和社會雙方面的效益；三是高速公路通過節(jié)能降低所剩下來的資金又能夠進一步促進高速公路的建設和發(fā)展，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 高速公路供配電節(jié)能技術的應用要點

在高速公路的供配電系統(tǒng)中，主要包括變壓器、高低壓開關柜、UPS以及柴油發(fā)電機組等設備。高速公路的供配電系統(tǒng)設計依據主要是當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的電源分布情況、供電負荷性質、分布以及容量等方面，而其中應用的節(jié)能技術主要體現(xiàn)在設備的選擇以及優(yōu)化設計等兩個層面，具體來說，主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

2.1 變壓器的科學選擇

在當前的高速公路供配電系統(tǒng)中，三相環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器由于其一系列明顯優(yōu)勢，使得其具有非常廣泛的應用范圍，而當前的干式變壓器的鐵芯主要采用硅鋼片疊制而成的。不過隨著非晶合金技術的不斷成熟，出現(xiàn)了一種新型導磁材料制作而成的非晶合金鐵芯變壓器，相比于硅鋼片鐵芯變壓器的損耗，能夠明顯降低百分之七十左右，而空載電流也下降了百分之二十左右，可以說是目前節(jié)能效果最好的變壓器。針對該種情況，筆者認為，應該結合所在高速公路的實際建設情況進行選擇，以避免由于變壓器的不合理選擇而帶來的損耗增加現(xiàn)象。

2.2 線路損耗的降低

在高速公路的供配電系統(tǒng)中，線路損耗是產生電能浪費的主要因素，因此，應該引起足夠的重視，進而采取有效的措施對線路傳輸中的浪費進行改造。一般情況下，輸電線覆蓋的面積都比較大，再加上延伸的里程比較大，其產生的電能浪費將直接會對供電企業(yè)的經濟效益帶啦影響。在輸電線路中，進行科學合理的節(jié)能設計，提高用電效率，是目前供配電系統(tǒng)節(jié)能的有效措施之一。具體來說，可以從以下幾個方面來加強措施：

1）縮短線路的總長度。眾所周知，輸電線路的損耗與線路的長度有著直接的關聯(lián)，一般情況下，輸電線路越長，其所帶來的電能損耗就越明顯。因此，施工單位可以采取措施盡量降低線路的總長度，可以采取將變壓器等集線設備放置在距離所有的用戶相等的位置。此外，線路的縮短不僅降低了線路的損耗，而且還明顯降低了成本投入；

2）適當增加導線的截面積。在線路的運行過程中，不可避免會產生一定的阻抗，產生的阻抗與導線的橫截面又有著反比的關系，在這種原理下，如果在盡量縮短線路的基礎上，能夠適當?shù)卦黾訉Ь€的截面積，將會使得線路的損耗大大降低。通常，大線徑的導線在初期需要較大的投資，對于有些供電企業(yè)來講是一筆巨大的開支，但是在后期運行的過程中所節(jié)省的電能，將會超出初期的投資。從這個角度來講，增加導線截面積是降損節(jié)能的有效措施之一。

3）線纜分類供電。在高速公路的配電系統(tǒng)運行中，還可以依據用電需求的不同，對用電負荷進行分類，比如，消防設備就有著一定的特殊性，可以考慮采用專纜供電的方式。同時，還可以針對其他不同的用電設備進行科學的分類，將屬性相同的電纜進行歸類，使其共用一條電纜進行供電。在出現(xiàn)消防危險時，消防人員可以一次性關閉無用的用電設備，操作簡便。而將多條電纜并用，減少了線路的損耗。

2.3 應急電源的合理選用

應急電源的合理選用也是高速公路供配電系統(tǒng)節(jié)能技術中重點需要考慮的內容，一般情況下，應急電源主要存在于隧道照明的環(huán)境中。本文認為，在能夠保證EPS產品質量的基礎之上，最好采用EPS對UPS進行替代。究其原因，EPS具有持續(xù)供電功能，在逆變切換時間上較快，而且有多路的輸出，而且對各路輸出以及蓄電池具有監(jiān)控檢測功能，日常著重旁路供電，當市電停電時才轉為逆變供電，具有較高的電能應用效率。相比之下，UPS只有一路總輸出，除了在切換時間、凈化市電以及穩(wěn)壓穩(wěn)頻等方面功能明顯以外，電能的利用率并不高。

通過在我國某些高速公路機電工程的實踐中發(fā)現(xiàn)，采用EPS取代UPS之后，成本投入得到了明顯的降低，而且還可以取得很明顯的節(jié)能效果。其實，在國外一些發(fā)達國家中，由于其電網以及供電質量相對比較完善，為了獲得更加良好的節(jié)能效果，部分UPS以及被EPS所取代，當然，EPS的逆變切換時間是非常短的，大概在10ms以下。不過，需要注意的是，由于EPS是離線式的，比較適應運用在高速公路惡劣的環(huán)境中，不過在應用時需要對供電的可靠性進行仔細的調研。

3 結束語

總之，在高速公路供配電系統(tǒng)中應用節(jié)能技術，不僅能夠降低能量損耗，而且還可以明顯減少公路管理部門的成本投入，具有非常重要的現(xiàn)實意義。不過若想實現(xiàn)我國高速公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，仍然需要我們在依靠新材料、新技術以及新設備應用的基礎上，進行合理的節(jié)能設計，并對各個細節(jié)進行深化，以最大限度地實現(xiàn)節(jié)能的目的，繼而促進我國國民經濟的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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