江子立

[摘 要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量顯著改善，各行各業(yè)對(duì)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(jī)電系統(tǒng)的重要內(nèi)容，對(duì)于確保所有機(jī)電設(shè)備的正常、高效運(yùn)行以及整個(gè)高速公路的日常運(yùn)營(yíng)有著非常重要的作用。因此，將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在高速公路供配電系統(tǒng)中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞]高速公路 供配電系統(tǒng) 節(jié)能技術(shù) 分析 研究

中圖分類號(hào)：U417 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）12-0118-01

引言

高速公路的供配電系統(tǒng)主要是為機(jī)電系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及服務(wù)區(qū)房建設(shè)施等提供供電服務(wù)，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(jù)我國(guó)多個(gè)省份的高速公路管理部門所發(fā)布的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，道路照明以及供配電費(fèi)用支出已經(jīng)成為了公路運(yùn)營(yíng)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(duì)于高速公路事業(yè)，同時(shí)對(duì)于我國(guó)整個(gè)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(jié)合筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)節(jié)能技術(shù)在高速公路供配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 高速公路供配電節(jié)能技術(shù)的重要意義

近些年來，我國(guó)交通行業(yè)發(fā)展迅速，也帶來了大量能源資源的消耗，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境也帶來了較大的破壞，從而導(dǎo)致了大氣污染、水污染等現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)該重視環(huán)境的保護(hù)、能源的消耗，以避免對(duì)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(yīng)用節(jié)能技術(shù)，一是面對(duì)著當(dāng)前越來越大的電能需求，能夠顯著調(diào)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(shù)，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(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(jìn)一步促進(jìn)高速公路的建設(shè)和發(fā)展，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 高速公路供配電節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

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(guān)柜、UPS以及柴油發(fā)電機(jī)組等設(shè)備。高速公路的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)主要是當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的電源分布情況、供電負(fù)荷性質(zhì)、分布以及容量等方面，而其中應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)主要體現(xiàn)在設(shè)備的選擇以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等兩個(gè)層面，具體來說，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

2.1 變壓器的科學(xué)選擇

在當(dāng)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(shì)，使得其具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，而當(dāng)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(shù)的不斷成熟，出現(xiàn)了一種新型導(dǎo)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(duì)該種情況，筆者認(rèn)為，應(yīng)該結(jié)合所在高速公路的實(shí)際建設(shè)情況進(jìn)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(chǎn)生電能浪費(fèi)的主要因素，因此，應(yīng)該引起足夠的重視，進(jìn)而采取有效的措施對(duì)線路傳輸中的浪費(fèi)進(jìn)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(chǎn)生的電能浪費(fèi)將直接會(huì)對(duì)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶啦影響。在輸電線路中，進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，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(gè)方面來加強(qiáng)措施：

1）縮短線路的總長(zhǎng)度。眾所周知，輸電線路的損耗與線路的長(zhǎng)度有著直接的關(guān)聯(lián)，一般情況下，輸電線路越長(zhǎng)，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(zhǎng)度，可以采取將變壓器等集線設(shè)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(dāng)增加導(dǎo)線的截面積。在線路的運(yùn)行過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生一定的阻抗，產(chǎn)生的阻抗與導(dǎo)線的橫截面又有著反比的關(guān)系，在這種原理下，如果在盡量縮短線路的基礎(chǔ)上，能夠適當(dāng)?shù)卦黾訉?dǎo)線的截面積，將會(huì)使得線路的損耗大大降低。通常，大線徑的導(dǎo)線在初期需要較大的投資，對(duì)于有些供電企業(yè)來講是一筆巨大的開支，但是在后期運(yùn)行的過程中所節(jié)省的電能，將會(huì)超出初期的投資。從這個(gè)角度來講，增加導(dǎo)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(yùn)行中，還可以依據(jù)用電需求的不同，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行分類，比如，消防設(shè)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(shí)，還可以針對(duì)其他不同的用電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的分類，將屬性相同的電纜進(jìn)行歸類，使其共用一條電纜進(jìn)行供電。在出現(xiàn)消防危險(xiǎn)時(shí)，消防人員可以一次性關(guān)閉無用的用電設(shè)備，操作簡(jiǎn)便。而將多條電纜并用，減少了線路的損耗。

2.3 應(yīng)急電源的合理選用

應(yīng)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(shù)中重點(diǎn)需要考慮的內(nèi)容，一般情況下，應(yīng)急電源主要存在于隧道照明的環(huán)境中。本文認(rèn)為，在能夠保證EPS產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，最好采用EPS對(duì)UPS進(jìn)行替代。究其原因，EPS具有持續(xù)供電功能，在逆變切換時(shí)間上較快，而且有多路的輸出，而且對(duì)各路輸出以及蓄電池具有監(jiān)控檢測(cè)功能，日常著重旁路供電，當(dāng)市電停電時(shí)才轉(zhuǎn)為逆變供電，具有較高的電能應(yīng)用效率。相比之下，UPS只有一路總輸出，除了在切換時(shí)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(guó)某些高速公路機(jī)電工程的實(shí)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(shí)，在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，由于其電網(wǎng)以及供電質(zhì)量相對(duì)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(dāng)然，EPS的逆變切換時(shí)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(yīng)運(yùn)用在高速公路惡劣的環(huán)境中，不過在應(yīng)用時(shí)需要對(duì)供電的可靠性進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)研。

3 結(jié)束語

總之，在高速公路供配電系統(tǒng)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，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(shí)意義。不過若想實(shí)現(xiàn)我國(guó)高速公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，仍然需要我們?cè)谝揽啃虏牧?、新技術(shù)以及新設(shè)備應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，并對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行深化，以最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，繼而促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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