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摘要：
供配電系統是高速公路中的重要組成部分，近年來隨著我國高速公路建設的迅速發展，供配電系統的電力支出費用越來越大。高速公路的供配電節能技術既要保證公路電力設施的安全性又要保證其節能性，文章針對我國高速公路供配電系統的運營現狀，分析供配電節能技術，希望可以有效促進我國高速公路經濟效益的增長。
關鍵詞：
高速公路；供配電系統；節能技術；經濟效益
近年來隨著我國科技的發展，各種監控設施、通信設施和照明設施在高速公路中廣泛的應用。各類設施的應用雖然提高了公路行車的安全性，但是卻導致供配電系統的電力支出費用越來越高。為了能夠有效的降低電力能源消耗，提高公路運行的經濟效益，實現公路運行節能、安全、環保的目標，必須要加強供配電系統節能技術的研究，實現我國公路建設可持續發展以及節約型社會的必然要求。
1高速公路供配電系統的概況
高速公路的供配電系統需要有足夠的能源對電力設備進行供給，而且在供配電系統進行電力供給的時候要保證各類設施的用電安全，所以在對供配電系統進行設計時，要考察好每項用電設施的電力配置方案，在供配電系統設計完成后，定期對每樣用電設備進行電力檢查和維護。供配電系統在設計時要滿足用電設備的實際需求，并具有良好的可擴展性，以便應對未來公路用電設備的建設發展，并且要具備實用性和安全性，如果電力設備出現問題，供配電系統要第一時間查出問題所在，并及時的解決。供配電系統的可靠性是保證公路運行安全的基礎，所以高速公路的供配電系統都會有備用變電站進行供電，并配置柴油發電機，避免供電站發生故障時影響公路行車的安全性。
2我國高速公路隧道照明系統以及供配電方式存在的問題
2.1隧道照明系統存在的問題
高速公路隧道照明系統的電力能源消耗是巨大的，各個路段均采用同樣的供配電方案。照明設施中存在大量的高耗能燈具，這種燈具的亮度不能進行控制，而且需求電壓比較高，使用壽命也比較短，所以比較容易發生故障，而且利用這種高能耗的燈具對于電纜的要求也比較高，浪費了大量的電能。我國高速公路的照明系統均采用的是低電壓進行供電，所以導致電能損耗加大，同時影響了照明效果。高速公路的隧道可以分為幾個不同的路段，每個路段需要的照明亮度也都是不同，但是我國高速公路隧道照明系統的控制能力非常有限，不能對照明方式進行調控，所以造成了嚴重的能源浪費。首先，高速公路照明設施的控制方式大多采用手動控制，所以不能根據外界光暗度及時的調整隧道燈光亮度。其次，高速公路的隧道內外有著很強的光暗度差異，如果隧道出入口的亮度不足，可能會導致隧道口出現安全事故。高速公路的用電設備是沿著公路沿線在兩側布置的，每個設施的電壓需求量都比較小，但是這種分布方式卻導致供電距離延長，每個用電設備之間的間距超過了十五米，這種供配電方式導致電能的損耗增加。另外，我國高速公路的照明燈具大多采用的是白熾燈和鈉燈，這種燈具的照明穩定性比較差，并且在鈉燈中含有大量的有毒物質，很容易造成環境的污染。
2.2供配電系統存在的問題
高速公路供配電系統的供電方式可以分為三類，分別是：低壓直接供電、高壓間接供電和升降壓供電。低壓直接供電在供電的過程中會出現壓降的問題，所以在用電設備比較遠時，就需要增加供電線路的橫截面，避免壓降過大，電壓不足，這種現象就導致了電纜和電能消耗增加，供電成本變大了；高壓間接供電需要綜合考慮用電設備的電力負荷和供電距離，而且對用電設備的耐壓要求比較高，所以也會導致電能損耗增加，供電成本變大；升降壓供電需要在供配電過程中保證電壓平衡，并且還涉及到二次變電的問題，所以用點設備的安全性得不到保證。
3高速公路供配電節能技術和節能措施
3.1高速公路的供配電節能措施
（1）降低供配電線路的損耗
降低供配電線路損的方法，主要是縮短供配電線路的長度，在設計高速公路的供配電線路時，盡量使變壓器的出線與回線不走彎路或者回頭線，而且使變配電所盡量位于整段公路的中間位置。如果該供配電設施負責的公路線路比較長，那么在滿足壓降的前提下，盡量加大供配電線路的橫截面積，盡管線路費用增加了，但是電能損耗卻減少了，保證了高速公路長期的經濟效益。
（2）提高供配電的功率
想要有效的提高供配電功率因素，需要對供配電實行無功補償，無功的功率使供配電系統的電能質量降低了，同時導致供配電線路的線損增加，限制了供配電系統的供配電容量。實行無功補償措施可以讓高速公路供配電系統的供電質量和供電能力得到有效的提高。無功補償主要有兩種方式，第一種是集中補償，利用自動補償裝置進行自動循環投切，避免過度補償的現象發生。第二種是就地補償的方式，就地補償一般適用于用電容量比較大的電力設施，例如高速公路隧道中的風機。
（3）對供配電系統的三相負荷進行平衡
高速公路供配電系統的低壓線路進行供電時，會被諧波影響，導致三相負荷不平衡。這種現象會使電能的損耗增加，所以為了保證供配電的節能效果，需要對三相負荷進行平衡。利用濾波器可以很好的抑制供配電產生的諧波，還可以在供配電系統中增加省電裝置，省電裝置的零線電流非常小，可以保證三相電的平衡，達到節能降耗的效果。
（4）實現分布式的供配電
在整段高速公路上，可設置下屬變電所以及電力監控站，實現區域化的電力信息采集和分布式的供配電。各個下屬變電所負責所屬轄區內的電力運行，最終將所有采集到的電力信息和電力數據統一的傳輸到高速公路供配電管理中心。
3.2前端電壓電流節能控制技術
（1）應用調壓調流節能設備
高速公路供配電系統中經常存在電力供給不穩的現象，所以可在供配電系統中接入調壓調流節能設備。設備主要應用在照明系統的低壓回路中，將照明系統利用獨立的母線分離出來，并將調壓調流節能設備串聯到照明回路中，使供配電系統可以智能調節照明配電系統的電壓。
（2）濾波穩壓及補償技術
將濾波穩壓及補償技術應用在供配電系統變壓器的低壓母線端，然后對變壓器產生的無功電流進行補償。因為電壓諧波對用電設備的影響非常大，所以穩壓補償技術的應用可以使電能質量得到很大的提高。電壓諧波被穩定之后，用電設備的運行電流就會大大降低，起到很好的節能效果。
（3）LED燈節能無極調控技術
LED的光源穩定性好，并且使用壽命比較長，可以迅速的對供給電壓做出反應，LED光源由監控設施、光度檢測儀器、車流量檢測儀器和無極調控裝置共同組合而成。因此，將高速公路的照明配電系統光源全部更換為LED燈，可實現不同路段的智能照明，并且通過無極調控技術對供配電壓的輸出進行智能調節，來實現高速公路照明光源的智能控制。
（4）太陽能光伏發電技術
利用太陽能光伏發電技術實現對高速公路用電設備的供配電，可以降低電力能源的消耗，并且無需架設各種電力線路，避免了對環境造成污染。該技術是將太陽光的輻射轉化為電能，利用太陽能電池、控制逆變設施、蓄電池等實現用電設施的供電。高速公路上的監控器、氣象監測器等很多低壓用電設施，都可以利用太陽能光伏發電技術來供電。
4結語
高速公路供配電系統的節能運行，能夠有效帶動我國未來的經濟發展，提高公路運行的經濟效益。因此，應該加強各類節能技術的應用，提高高速公路供配電系統的節能質量，努力的達到節能降耗的目的，為實現我國的可持續發展，建立節約型社會提供有力的條件。
作者：何玉兵 單位：貴州中南交通科技有限公司
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