浅谈高速公路供配电与照明系统节能措施

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1、浅谈高速公路供配电与照明系统节能措施摘要：下文主要结合笔者多年的工作实践经验，针对高速公路供配电、照明系统节能措施进行了分析，希望通过以下阐述，能与各位同仁相互交流，同时今后也能够为类似的节能提供一些借鉴与参考。关键词：供配电；照明；节能中图分类号：TE08文献标识码：A1.供配电系统节能设计高速公路的供配电系统主要是为机电系统中的通信、监控、收费、照明系统及沿线收费站、服务区等房建设施供电服务的。保证供电的稳定、可靠、安全，对于整个机电系统的运行起着非常重要的作用。供电系统的设备主要包括变压器、高低压开关

2、柜、柴油发电机组以及UPS等。高速公路供电系统主要根据当地电力系统电源分布情况以及高速公路供电负荷的性质、分布和容量等进行设计。供配电系统的节能设计主要体现在设备选用和优化设计方面。1.1变压器选择由于三相环氧树脂浇注干式变压器具有很多优点，在高速公路供电系统设计中得到广泛应用，目前干式变压器的铁芯主要采用硅钢片叠制而成。随着非晶合金技术的日渐成熟,出现了一种新型导磁材料制作而成的非晶合金铁芯变压器，它比硅钢片铁芯变压器的空载损耗下降70%左右，空载电流下降约20%左右，大大降低了变压器的损耗，是目前节能效

3、果最好的变压器。笔者查阅资料以某高速公路为例，其位于偏远山区，山区供电电压有时不大稳定，夜间的供电电压往往高于白天的正常值。而且高速公路的桥隧比较高，有不少长及特长隧道，对于隧道照明来说，电源电压的波动必将引起高压钠灯电参数的变化，随着夜间电源电压的上升，钠灯工作电流增大，电弧管冷端温度提高，汞、钠蒸气气压增高，工作电压、功率随着增高，造成夜间灯具的耗电量远远高于白天。针对山区供电质量不髙、电压不稳的特点，有方案提出使用有载调压变压器来进行电压调整，但由于有载调压变压器不仅成本较高,而且存在着体积大、较重、

4、安全性及检修维护不好等缺点，所以并不是一个很好的选择。为了解决电压不稳定的问题，节省电能损耗，提高隧道照明质量，可在隧道变电所低压系统中增加照明节能控制柜（节电率可达20%以上），将系统电压稳定在一定范围内，从而达到节能效果。1.2应急电源的选择在隧道照明的应急供电过程中，在保证EPS产品质量的前提下，我们可以采用EPS取代UPSoEPS与UPS的区别是:®EPS别又具有持续供电功能，对于逆变切换时间要求不高，可有多路输出且对各路输出及蓄电池具有监控检测功能,日常着重旁路供电，市电停电时才转为逆变供电，电能

5、利用率高;（2）UPS（在线式）仅有一路总输出，一般强调其稳压稳频、切换时间极短、净化市电三大功能，日常着重整流/逆变的双变换电路供电，只有在逆变器发生故障或超载时才转为旁路供电，电能利用率不高（80%-90%）o采用隧道照明节能控制柜后，供电电压质量得到了一定保障，可以采用EPS取代UPS对应急照明等负荷进行供电，不仅可以降低成本，而且对于节能也有好处。在欧美等电网及供电质量比较完善的国家，为了节能，部分UPS已被逆变切换时间极短（小于10毫秒）的EPS取代。当然，由于EPS是离线式，是最后一道屏障，而且

6、隧道内环境较为恶劣，所以必须满足可靠性的要求。1.3电缆的选择在高速公路供配电设计中，尤其是隧道供配电设计中要注重电缆的选择，隧道照明大多采用回路分级控制，回路数较多，供配电电缆的量很大，尤其对于长及特长隧道，电缆截面的选择不仅对于投资成本，而且对于后期运营费用都将产生较大影响。电缆截面选择过大不仅会增加建造成本,而且线缆上的电能损耗也将增大，浪费电能，增加运营成本；电缆截面选择过小，则容易出现供电故障，对人员和设备的安全性造成威胁。在设计中，我们要尽量准确计算负荷与电流,核实电缆压降，正确选择电缆截面，在

7、保证供电可靠的基础上提高经济性。1.照明系统节能设计2.1照明光源的选择目前高速公路绝大部分照明光源采用的是高压钠灯，因为高压钠灯具有光效高、显色性好、透雾性强等优点。但随着LED灯、无极灯等新一代大功率高效光源的出现，这些光源也都逐渐应用到了高速公路工程当中，尤其是LED大功率照明灯具更是得到了国家的大力支持和倡导，很多地方都进行了隧道LED照明的试点或改造工程。为了推广LED照明在高速公路中的应用，笔者在担任福建平潭综合实验区万宝路市政改造工程项目技术负责人时，对隧道照明进行了LED照明的改造试验。由于

8、该隧道用于照明的高压钠灯严重老化，光衰严重，照明效果遭到严重影响,改造中将全部高压钠灯换成LED灯。根据该路段的运营特点及工程实际情况，加强照明平均运行时间为10小时，基本（含应急）照明运行时间18小时。高压钠灯附件消耗功率按光源功率的20%计,LED灯具附件功率按光源功率的5%计，电费按工业用电1.00元/kwh计算。使用5年，照明能耗量下表所示。2.优化隧道照明灯具布置在我国隧道照明设计中，大多采用灯具两侧交