交通工程供配电系统设计与新技术应用

交通工程系统中的供配电系统设计既不同于工矿企业的供配电设计，也与电力系统内部供配电设计有所区别，有其自身的一些特点。本文对在交通工程供配电方面应该重视的一些问题作一下探讨。

设计规范

交通工程供配电设计规范为建设部和交通部出台的有关设计规范和标准。其中建设部颁布的规范为强制性国家标准，为设计的基本原则。交通部的有关文件是行业指导意见，主要是具体针对交通工程设计内容，包括各阶段设计的目的、要求、说明、图纸、表格和内容。

目前由建设部出台的供配电设计有关的主要标准和规范是：

·低压配电设计规范（gb50054－95）

·10kv及以下变电所设计规范（gb50053－94）

·供配电系统设计规范（gb50052－95）

—目前由交通部出台的与交通工程供配电设计有关文件是：

·公路工程基本建设项目设计文件编制办法（1998. 修订意见）

·交通工程供电技术要求

其中第(2)项为根据全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会公布的标准项目情况汇总，已纳入近期计划出台的相关标准。

负荷分级

根据对供电可靠性要求及中断供电在政治、经济上所照成的影响，用电负荷共分为三级，但有关交通工程设备的负荷分级、分类在一般电力设计手册中未见叙述。因此可根据对交通工程设备实际使用情况和相关设备在交通工程系统中的作用，通常将有关设备的负荷分级如下：

一级负荷

·收费岛和收费车道设备、收费亭照明、应属于一级负荷。

·对于管理楼中的部分重要房间，如值班室、财务室、收银室应属于一级负荷。

·各级通信系统、收费系统、监控系统设备，机房电源应属于一级负荷。

二级负荷

管理区内建筑物的照明用电、收费广场照明、收费大棚属于二级负荷。

三级负荷

其它的各种负荷属于三级负荷。

主接线形式

目前交通工程设计任务一般可分为以下几类：高速公路、大型桥梁、隧道。

高速公路

在高速公路交通工程中，其变电站一般设置在管理中心、收费站、服务区或养护工区内，变电站间隔为20～30km。每个变电站内均有三种类型的负荷存在。

为保证高速公路特有的重要一、二级负荷的供电，按规范要求应采用两路独立的电源供电，但一般高速公路沿线较难在各点都取得两路独立的电源，并且还需投入大量的资金架设双电源线路，因此目前变电站的典型配置为采用以一路外接10kv电源作主电源，并在低压侧配备自启动柴油发电机组以满足一、二级负荷的供电要求。

考虑到自启动柴油发电机从启动到以额定功率运行，需60秒以上的时间，所以对通信、监控、收费等系统的重要设备，要求各个分系统在重要设备前设置ups，以真正保证一类负荷的用电需要。

大型桥梁

目前大型桥梁的主桥跨度一般在1000米左右，用电设备较多。除通常三大系统的设备外，还有航空灯、航标灯、主塔电梯、结构内部照明、塔和缆的景观照明等设备。在钢结构大桥中，还可能有内部除湿机系统。这些设备的功率、使用时间、同时系数各不相同，总负荷较大。

大桥变电站一般在两岸各设一座或二座，采用两路10kv进线的双电源外线方式，10kv侧采用单母线分段，0.4kv侧采用单母线分段方式运行，将负荷按不同的负荷等级安排相应的低压柜内，以满足一、二级负荷的供电要求。在高低压侧均设置联络柜，正常时高、低压母线分段运行。并在低压侧配备自启动柴油发电机组。

隧道

隧道一般不独立出现，当其作为高速公路中的一段或大型桥梁的接线时，可参考以上内容进行考虑。

主要设备选择

交通工程供配电设计中的变电站规模一般不大，主要电气设备包括变压器、高压柜、低压柜。

变压器

变压器按其绝缘的种类可分成三类：

(1) 液体绝缘变压器

(2) 固体绝缘变压器

(3) 气体绝缘变压器

目前使用较多的类型是s9系列油浸式低损耗变压器和sc系列环氧树脂浇铸式变压器，选择类型时可以根据变压器设置环境和投资规模综合考虑。

变压器的结线组别的选择：考虑到对高次谐波的抑制、有利于单相接地故障的切除、单相负荷的接入限制。推荐采用d，yn11结线组别的变压器。

高压柜

高压柜根据主变压器的容量进行选择，当单台变压器的容量在400kva以上时，一般选用kyn型中置柜配合真空断路器。