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[摘 要]随着我国经济的快速发展，人们的生活质量显著改善，各行各业对电力的需求都在不断提升，高速公路亦不例外。供配电系统是高速公路机电系统的重要内容，对于确保所有机电设备的正常、高效运行以及整个高速公路的日常运营有着非常重要的作用。因此，将节能技术应用在高速公路供配电系统中具有非常重要的现实意义。
[关键词]高速公路 供配电系统 节能技术 分析 研究
中图分类号：U417 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0118-01
引言
高速公路的供配电系统主要是为机电系统中的通信系统、视频监控系统、收费系统、照明系统以及服务区房建设施等提供供电服务，其在保证供电可靠性、安全性以及稳定性方面具有非常重要的意义。不过根据我国多个省份的高速公路管理部门所发布的数据发现，道路照明以及供配电费用支出已经成为了公路运营中的主要开支。而如果能够降低高速公路供配电中的能耗，不仅对于高速公路事业，同时对于我国整个交通行业的良性发展也具有非常重要的意义。因此，本文结合笔者的实践工作经验，对节能技术在高速公路供配电系统中的具体应用进行了探讨。
1 高速公路供配电节能技术的重要意义
近些年来，我国交通行业发展迅速，也带来了大量能源资源的消耗，对我国的生态环境也带来了较大的破坏，从而导致了大气污染、水污染等现象的发生。因此，在经济快速发展的同时，也应该重视环境的保护、能源的消耗，以避免对我们的生活环境带来的影响。而在高速公路供配电系统中应用节能技术，一是面对着当前越来越大的电能需求，能够显著调整和优化配置电能供求之间的矛盾，甚至还能够缓解供电企业的供电压力；二是由于在高速公路供配电系统中采用节能技术，能够显著降低能耗，将电能损失降低到最小，从而降低高速公路不必要的成本支出，使其取得在经济和社会双方面的效益；三是高速公路通过节能降低所剩下来的资金又能够进一步促进高速公路的建设和发展，具有非常重要的现实意义。
2 高速公路供配电节能技术的应用要点
在高速公路的供配电系统中，主要包括变压器、高低压开关柜、UPS以及柴油发电机组等设备。高速公路的供配电系统设计依据主要是当地电力系统的电源分布情况、供电负荷性质、分布以及容量等方面，而其中应用的节能技术主要体现在设备的选择以及优化设计等两个层面，具体来说，主要体现在如下几个方面。
2.1 变压器的科学选择
在当前的高速公路供配电系统中，三相环氧树脂浇注干式变压器由于其一系列明显优势，使得其具有非常广泛的应用范围，而当前的干式变压器的铁芯主要采用硅钢片叠制而成的。不过随着非晶合金技术的不断成熟，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，相比于硅钢片铁芯变压器的损耗，能够明显降低百分之七十左右，而空载电流也下降了百分之二十左右，可以说是目前节能效果最好的变压器。针对该种情况，笔者认为，应该结合所在高速公路的实际建设情况进行选择，以避免由于变压器的不合理选择而带来的损耗增加现象。
2.2 线路损耗的降低
在高速公路的供配电系统中，线路损耗是产生电能浪费的主要因素，因此，应该引起足够的重视，进而采取有效的措施对线路传输中的浪费进行改造。一般情况下，输电线覆盖的面积都比较大，再加上延伸的里程比较大，其产生的电能浪费将直接会对供电企业的经济效益带啦影响。在输电线路中，进行科学合理的节能设计，提高用电效率，是目前供配电系统节能的有效措施之一。具体来说，可以从以下几个方面来加强措施：
1）缩短线路的总长度。众所周知，输电线路的损耗与线路的长度有着直接的关联，一般情况下，输电线路越长，其所带来的电能损耗就越明显。因此，施工单位可以采取措施尽量降低线路的总长度，可以采取将变压器等集线设备放置在距离所有的用户相等的位置。此外，线路的缩短不仅降低了线路的损耗，而且还明显降低了成本投入；
2）适当增加导线的截面积。在线路的运行过程中，不可避免会产生一定的阻抗，产生的阻抗与导线的横截面又有着反比的关系，在这种原理下，如果在尽量缩短线路的基础上，能够适当地增加导线的截面积，将会使得线路的损耗大大降低。通常，大线径的导线在初期需要较大的投资，对于有些供电企业来讲是一笔巨大的开支，但是在后期运行的过程中所节省的电能，将会超出初期的投资。从这个角度来讲，增加导线截面积是降损节能的有效措施之一。
3）线缆分类供电。在高速公路的配电系统运行中，还可以依据用电需求的不同，对用电负荷进行分类，比如，消防设备就有着一定的特殊性，可以考虑采用专缆供电的方式。同时，还可以针对其他不同的用电设备进行科学的分类，将属性相同的电缆进行归类，使其共用一条电缆进行供电。在出现消防危险时，消防人员可以一次性关闭无用的用电设备，操作简便。而将多条电缆并用，减少了线路的损耗。
2.3 应急电源的合理选用
应急电源的合理选用也是高速公路供配电系统节能技术中重点需要考虑的内容，一般情况下，应急电源主要存在于隧道照明的环境中。本文认为，在能够保证EPS产品质量的基础之上，最好采用EPS对UPS进行替代。究其原因，EPS具有持续供电功能，在逆变切换时间上较快，而且有多路的输出，而且对各路输出以及蓄电池具有监控检测功能，日常着重旁路供电，当市电停电时才转为逆变供电，具有较高的电能应用效率。相比之下，UPS只有一路总输出，除了在切换时间、净化市电以及稳压稳频等方面功能明显以外，电能的利用率并不高。
通过在我国某些高速公路機电工程的实践中发现，采用EPS取代UPS之后，成本投入得到了明显的降低，而且还可以取得很明显的节能效果。其实，在国外一些发达国家中，由于其电网以及供电质量相对比较完善，为了获得更加良好的节能效果，部分UPS以及被EPS所取代，当然，EPS的逆变切换时间是非常短的，大概在10ms以下。不过，需要注意的是，由于EPS是离线式的，比较适应运用在高速公路恶劣的环境中，不过在应用时需要对供电的可靠性进行仔细的调研。
3 结束语
总之，在高速公路供配电系统中应用节能技术，不仅能够降低能量损耗，而且还可以明显减少公路管理部门的成本投入，具有非常重要的现实意义。不过若想实现我国高速公路事业的可持续发展，仍然需要我们在依靠新材料、新技术以及新设备应用的基础上，进行合理的节能设计，并对各个细节进行深化，以最大限度地实现节能的目的，继而促进我国国民经济的健康稳定发展。
参考文献
[1] 任建卫，屈志豪，赵清碧，邓欣，张琦，谭光友.高速公路隧道照明及供配电节能的实践与思考[J].中国交通信息产业，2007，05：100-107.
[2] 周进.高速公路隧道供配电几种节能灯应用试验分析[J].广东科技，2011，20：189-190.
[3] 赵清碧，张琦，吴小丽，任建卫.公路隧道节能型供配电系统方案评价与节能设备试验研究[J].公路交通技术，2008，06：121-124+133.
[4] 张波.基于物联网技术的公路智慧型节能供配电关键技术研究[J].电子制作，2013，02：7-8.
[5] 王有为.武罐高速麻崖子特长隧道照明与供配电节能设计[J].中国交通信息化，2013，02：123-124.
[6] 杨创业，李欣.供配电系统中节能措施与节能效果浅析[J].四川水泥，2015，12：173.
[关键词]高速公路 供配电系统 节能技术 分析 研究
中图分类号：U417 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0118-01
引言
高速公路的供配电系统主要是为机电系统中的通信系统、视频监控系统、收费系统、照明系统以及服务区房建设施等提供供电服务，其在保证供电可靠性、安全性以及稳定性方面具有非常重要的意义。不过根据我国多个省份的高速公路管理部门所发布的数据发现，道路照明以及供配电费用支出已经成为了公路运营中的主要开支。而如果能够降低高速公路供配电中的能耗，不仅对于高速公路事业，同时对于我国整个交通行业的良性发展也具有非常重要的意义。因此，本文结合笔者的实践工作经验，对节能技术在高速公路供配电系统中的具体应用进行了探讨。
1 高速公路供配电节能技术的重要意义
近些年来，我国交通行业发展迅速，也带来了大量能源资源的消耗，对我国的生态环境也带来了较大的破坏，从而导致了大气污染、水污染等现象的发生。因此，在经济快速发展的同时，也应该重视环境的保护、能源的消耗，以避免对我们的生活环境带来的影响。而在高速公路供配电系统中应用节能技术，一是面对着当前越来越大的电能需求，能够显著调整和优化配置电能供求之间的矛盾，甚至还能够缓解供电企业的供电压力；二是由于在高速公路供配电系统中采用节能技术，能够显著降低能耗，将电能损失降低到最小，从而降低高速公路不必要的成本支出，使其取得在经济和社会双方面的效益；三是高速公路通过节能降低所剩下来的资金又能够进一步促进高速公路的建设和发展，具有非常重要的现实意义。
2 高速公路供配电节能技术的应用要点
在高速公路的供配电系统中，主要包括变压器、高低压开关柜、UPS以及柴油发电机组等设备。高速公路的供配电系统设计依据主要是当地电力系统的电源分布情况、供电负荷性质、分布以及容量等方面，而其中应用的节能技术主要体现在设备的选择以及优化设计等两个层面，具体来说，主要体现在如下几个方面。
2.1 变压器的科学选择
在当前的高速公路供配电系统中，三相环氧树脂浇注干式变压器由于其一系列明显优势，使得其具有非常广泛的应用范围，而当前的干式变压器的铁芯主要采用硅钢片叠制而成的。不过随着非晶合金技术的不断成熟，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，相比于硅钢片铁芯变压器的损耗，能够明显降低百分之七十左右，而空载电流也下降了百分之二十左右，可以说是目前节能效果最好的变压器。针对该种情况，笔者认为，应该结合所在高速公路的实际建设情况进行选择，以避免由于变压器的不合理选择而带来的损耗增加现象。
2.2 线路损耗的降低
在高速公路的供配电系统中，线路损耗是产生电能浪费的主要因素，因此，应该引起足够的重视，进而采取有效的措施对线路传输中的浪费进行改造。一般情况下，输电线覆盖的面积都比较大，再加上延伸的里程比较大，其产生的电能浪费将直接会对供电企业的经济效益带啦影响。在输电线路中，进行科学合理的节能设计，提高用电效率，是目前供配电系统节能的有效措施之一。具体来说，可以从以下几个方面来加强措施：
1）缩短线路的总长度。众所周知，输电线路的损耗与线路的长度有着直接的关联，一般情况下，输电线路越长，其所带来的电能损耗就越明显。因此，施工单位可以采取措施尽量降低线路的总长度，可以采取将变压器等集线设备放置在距离所有的用户相等的位置。此外，线路的缩短不仅降低了线路的损耗，而且还明显降低了成本投入；
2）适当增加导线的截面积。在线路的运行过程中，不可避免会产生一定的阻抗，产生的阻抗与导线的横截面又有着反比的关系，在这种原理下，如果在尽量缩短线路的基础上，能够适当地增加导线的截面积，将会使得线路的损耗大大降低。通常，大线径的导线在初期需要较大的投资，对于有些供电企业来讲是一笔巨大的开支，但是在后期运行的过程中所节省的电能，将会超出初期的投资。从这个角度来讲，增加导线截面积是降损节能的有效措施之一。
3）线缆分类供电。在高速公路的配电系统运行中，还可以依据用电需求的不同，对用电负荷进行分类，比如，消防设备就有着一定的特殊性，可以考虑采用专缆供电的方式。同时，还可以针对其他不同的用电设备进行科学的分类，将属性相同的电缆进行归类，使其共用一条电缆进行供电。在出现消防危险时，消防人员可以一次性关闭无用的用电设备，操作简便。而将多条电缆并用，减少了线路的损耗。
2.3 应急电源的合理选用
应急电源的合理选用也是高速公路供配电系统节能技术中重点需要考虑的内容，一般情况下，应急电源主要存在于隧道照明的环境中。本文认为，在能够保证EPS产品质量的基础之上，最好采用EPS对UPS进行替代。究其原因，EPS具有持续供电功能，在逆变切换时间上较快，而且有多路的输出，而且对各路输出以及蓄电池具有监控检测功能，日常着重旁路供电，当市电停电时才转为逆变供电，具有较高的电能应用效率。相比之下，UPS只有一路总输出，除了在切换时间、净化市电以及稳压稳频等方面功能明显以外，电能的利用率并不高。
通过在我国某些高速公路機电工程的实践中发现，采用EPS取代UPS之后，成本投入得到了明显的降低，而且还可以取得很明显的节能效果。其实，在国外一些发达国家中，由于其电网以及供电质量相对比较完善，为了获得更加良好的节能效果，部分UPS以及被EPS所取代，当然，EPS的逆变切换时间是非常短的，大概在10ms以下。不过，需要注意的是，由于EPS是离线式的，比较适应运用在高速公路恶劣的环境中，不过在应用时需要对供电的可靠性进行仔细的调研。
3 结束语
总之，在高速公路供配电系统中应用节能技术，不仅能够降低能量损耗，而且还可以明显减少公路管理部门的成本投入，具有非常重要的现实意义。不过若想实现我国高速公路事业的可持续发展，仍然需要我们在依靠新材料、新技术以及新设备应用的基础上，进行合理的节能设计，并对各个细节进行深化，以最大限度地实现节能的目的，继而促进我国国民经济的健康稳定发展。
参考文献
[1] 任建卫，屈志豪，赵清碧，邓欣，张琦，谭光友.高速公路隧道照明及供配电节能的实践与思考[J].中国交通信息产业，2007，05：100-107.
[2] 周进.高速公路隧道供配电几种节能灯应用试验分析[J].广东科技，2011，20：189-190.
[3] 赵清碧，张琦，吴小丽，任建卫.公路隧道节能型供配电系统方案评价与节能设备试验研究[J].公路交通技术，2008，06：121-124+133.
[4] 张波.基于物联网技术的公路智慧型节能供配电关键技术研究[J].电子制作，2013，02：7-8.
[5] 王有为.武罐高速麻崖子特长隧道照明与供配电节能设计[J].中国交通信息化，2013，02：123-124.
[6] 杨创业，李欣.供配电系统中节能措施与节能效果浅析[J].四川水泥，2015，12：173.