浅析长大公路隧道供配电系统设计与应用

基于高速公路隧道供配电系统设计方案摘要：高速公路隧道供配电系统是高速公路安全运行的基础保障。

现今高速公路工程建设不断向山岭高原地区扩展，其中隧道的建设比重也在不断加大，从而对公路隧道供配电系统的设计提出了更加严格的要求。

本文笔者从隧道日常管理与运营维护的实际情况出发，本着“安全、可靠、经济、环保”的原则进行供电方案设计。

结合某工程的负荷分布情况等，提出了横洞变式集中供电与地埋变式分散供电两种方案，经分析研究推荐采用横洞变式集中供电方案。

关键词：高速公路；供电方案；集中式供电；分散式供电；地埋变；横洞变1工程概况某高速公路隧道右线隧道全长11377m，左线隧道全长11408m，左右线均为超长隧道，间距30～35m。

左右洞各设置2座斜井分3段送排式纵向通风，左右洞通风系统各自独立，并设射流风机与斜井送排组合的分段通风方式。

射流风机集中分布在左线隧道入口端600m范围内（4组）、离入口端4100m处（3组）及出口端600m范围内（4组）；右线隧道入口端1350m范围内（9组）、离入口端4100m处（5组）及离出口端3800m处（5组），每组风机用电量为2×30kW。

2设计原则（1）隧道供配电设计应做到安全可靠、技术先进、经济合理、方便安装、便于维护管理、环保节能。

（2）隧道供配电设计采用的设备和器材，应符合现行国家或行业的产品技术标准，并应优先选用技术先进、经济适用及节能的成套设备和定型产品，积极而慎重地采用新技术、新工艺、新材料。

（3）隧道变电站设计应根据工程特点、规模和发展规化正确处理近期建设和远期发展的关系，远近结合，以近期为主，适当考虑发展的可能，按照负荷性质、用电容量、供电条件，合理确定供配电方案。

3隧道用电负荷性质分类根据对供电可靠性要求和中断供电在社会、经济上所造成的损失或影响程度，本工程隧道电力设备负荷的分级如下：（1）特别重要负荷：隧道应急照明；电光标志；交通监控设施；通风及照明控制设施；紧急呼叫设施；火灾检测、报警、控制设施；中央控制设施。

关于公路工程永临结合供电的研究与应用摘要：为适应我国公路工程供电需求，贯彻落实国家相关法规和安全生产方针，降低工程供电引入成本和节省供电时间，强化项目施工安全管理，合理分配现场用电，满足安全、可靠、稳定性要求，结合具体项目的特点，以公路隧道为基础探索公路工程永临结合的供电方式并开展研究应用。

关键词：公路供电；永临结合；降低成本；节省时间；研究应用1研究背景公路工程的用电一般有施工用电，公路隧道机电设备的永久用电，高速公路的收费站、服务区设备设施和生活用电等。

电源一般通过10kV专线引入，至专门的配电房变为400V，公路的通风、消防系统一般采用400V，照明、监控、收费等设备一般采用220V。

公路工程的施工工期一般较长，尤其是高速公路的建设工期，3到5年甚至更久，多年来公路的建设方多采用临时用电和永久用电分开引入，主要是因为建设的主体不同，用电的时间节点不同，在不同阶段用电的需求单位、需求标准、用电负荷都不同，前期用电主要是临电电源，一般是土建单位使用，工程的永久用电一般是待工程投用时使用，二者之间需求时间相差较长，很难形成统一的整体，因而业主往往是临时用电和永久用电分开实施。

但是这样也让业主多增加一次引入的成本，也不便于后期投运的时间需求。

为适应我国公路工程供电的需求，落实国家相关法规和安全生产方针，降低工程用电的引入成本、节省供电时间，合理分配现场用电，强化项目施工安全管理，满足安全、可靠、稳定性要求，结合具体项目的特点，为公路永临结合供电的实施提供可以参考的方案，并在相关项目上进行验证使用。

2依托工程概况2.1应用工程的案例描述本人多年来一致从事各类工程的供配电和用电的施工，涉及的电压等级也从低压24V到高压500KV不等，而公路工程的总引入电源基本是10KV。

可以参考的工程有本人2020年以前参建的高速公路，如湖北的沪蓉西高速宜昌至利川段、江南翻坝高速、大广南高速等和2020年以后参建的云南文马高速、天麻高速等。

浅谈高速公路隧道（群）供配电监控系统解决方案目前我国的高速公路隧道多在无人山区，人员值守的管理难度比较大，要实时集中管理这些隧道的情况，需通过一些科学智能的监控管理手段来管理。

本文结合某高速公路实际，就高速公路遂道（群）供配电监控系统的需求和解决方案进行了分析阐述。

标签：高速公路隧道供配电监控系统1 背景随着现代化进程的推进，高速公路建设在迅猛发展。

目前国内高速公路隧道日益增多，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。

目前我国的高速公路隧道多在无人山区，人员值守的管理难度比较大，要实时集中管理这些隧道的情况，还需通过一些科学智能的监控管理手段来辅助管理。

高速公路隧道一般会设立隧道配电所对隧道内的照明，交通情况，供配电情况，风机运行情况等进行管理。

为了高速公路正常通车，防范交通安全隐患，需要一整套智能隧道供配电监控系统，对高速公路路段内的多个隧道进行集中监控管理，实时了解各隧道内灯光照明情况，风机运行情况，各配电所内高低压配电情况，发电机组，UPS等智能设备运行情况等，远程智能控制隧道照明系统，风机启停运转控制等。

2 高速公路隧道（群）供配电监控系统建设需求分析实时集中管理高速公路路段内各隧道供配电情况，在高速公路监控管理中心，实时查看各隧道前端站各类信息监测情况，及建立一套完善的自动报警管理平台等。

通过高速公路隧道供配电监控系统设于各隧道前端站点的各类测控保护装置，实时采集高速公路隧道照明通风等供电设备的运行状态，及对进线、出线、高压配电柜断路器等状态的监视，对故障动作信号的采集，将加快对事故的反映和处理速度，缩短故障的停电时间；通过监控中心主站还可以远程遥控相应开关及接触器回路，提高供电及隧道运营的可靠性。

通过对系统各级/段母线电压实时采集，使电压合格率进一步提升，为电气设备稳定运行打下坚实的基础；对电能量及电度的采集可以全面了解系统各负荷及总负荷变化及耗电成本。

高速公路隧道分布式智慧供配电技术分析发布时间：2022-11-08T07:53:49.093Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：李文[导读] 在公路工程建设中，高度公路隧道建设是重要的内容，为保证隧道车辆行驶安全，就需要加强隧道照明、监控及通风系统建设。

广东博大高速公路有限公司博深分公司 516100摘要：在公路工程建设中，高度公路隧道建设是重要的内容，为保证隧道车辆行驶安全，就需要加强隧道照明、监控及通风系统建设。

为保障高速公路隧道照明、监控及通风系统的稳定供电，可以采用分布式智慧供配电技术，不仅能够有效解决相应系统用电需要，也符合智慧高速、绿色公路建设的要求，对高速公路建设发展有着很大的促进作用。

本文对高速公路隧道分布式智慧供配电技术进行了分析，以供参考。

关键词：高速公路隧道；分布式；智慧供配电技术在高速公路隧道建设中，为保证隧道车辆的安全通行，需要加强隧道内照明、监控及通风系统建设，而分布式智慧供配电技术则为相应的系统供电提供了有力的技术支持，在分布式智慧供配电技术的具体应用中，设计人员需要根据隧道规模，优化供配电系统方案，从实际应用情况，分布式智慧供配电技术有着很好的节能效益、经济效益与社会效益，因此，高速公路隧道建设中，相关人员应加强分布式智慧供配电技术研究，以保证这一技术的有效应用。

1、高速公路隧道传统供电方案在高速公路隧道建设中，相应的用电设施包括照明灯具、监控设施与通风设备。

隧道照明区段分为入口加强段、过渡1加强段、过渡2加强段、基本点和出口段，按照灯具功能划分，隧道所用照明灯具包括加强照明、基本照明、应急照明。

隧道监控设施主要有摄像机、情报板、车道指示标志、疏散指示标志及各类检测器等。

隧道通风设备主要是隧道风机。

传统高速公路隧道照明中，所采用的供电方案主要是将变电所低压柜中的380V电压引入隧道照明配电箱中，在低压柜位置设置相应的开关，然后根据灯具分组情况，设置相应的母线供电回路。

高速公路隧道机电工程设计的重点及应注意的问题摘要：当前，我国的高速运输业建设水平正在逐步提升。

要充分理解施工组织设计的重要意义，并运用健全的管理系统进行机电安装。

设计者要有自己的独到的想法，尽可能地在施工期间当中有效的融会贯通，以提高技术应用的合理性。

机电安装系统涉及到的技术种类很多，在工程建设中，技术人员要有很好的计划能力。

由于隧道施工环境比较恶劣，机电工程设计工作需要面对诸多的影响因素，因此，如何在短时间内提高工程质量，既是一个难点，也是一个很大的挑战。

关键词：高速公路；隧道；机电工程设计近几年，随着我国运输事业的发展，项目长度也逐渐扩大。

在高速公路项目中，隧道工程的工作比较复杂，特别是机电系统的安装，采用多种方式进行，提高各方面的工作效率，并尽可能地减少安全隐患。

在进行机电系统的施工设计时，应根据高速公路的具体情况和安全要求，制定合理的施工管理制度，提高工程建设的效率。

同时，也要求员工重视机电的施工，并采取适当的施工技术。

一、高速公路隧道机电工程阐述高速公路建设是一项复杂的施工工程，既包括各种地形，又包括各种环境条件。

隧道工程涉及诸多的地形，这样给工程设计工作带来了较大的阻碍，同时，机电安装工作难度较大，这也就导致了施工人员的积极性不高，人员的流动性大，很容易出现不稳定等问题。

在工程设计阶段，应对工程的整体设计进行策划，提升施工控制的效率，这样能够更好地为施工的后续工作提供有效地保证。

在高速公路隧道工程当中，机电安装的每一施工步骤都要求提升结构体系的稳定性，所以设计人员应采取有效的规范措施，以最大限度地解决这些问题，提高机电安装项目的稳定性。

二、施工设计的要点分析某高速公路隧道工程由于施工条件差，存在诸多影响因素。

同时，由于道路的长度、工程的规模、工期的限制，以及所涉及的人力、物力等方面的限制。

为提高隧道机电工程的施工效率，提高工程管理的质量，对工程项目的关键环节进行了设计分析，并给出了具有一定可行性的施工方案[1]。

浅谈隧道供配电系统供电方案摘要：本文主要通过对隧道用电的需求分析，得出隧道的供电方案及隧道的变压器的设置方案。

关键词：供电方案、变压器设置一、隧道用电需求分析根据《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004）中的规定：隧道电力负荷应根据供电的可靠性和中断供电在社会、经济上所造成的损失的或影响程度确定负荷分级。

负荷分级如下表：序号电力负荷名称负荷级别1应急照明电光标志交通监控设施通风及照明控制设施紧急呼叫设施火灾检测、报警、控制设施中央控制设施一级①2消防水泵基本照明排烟设施一级3通风机②二级4其余隧道电力负荷三级注：①该一级负荷为特别重要负荷。

②此处系指除作为防灾排烟一级负荷以外的其它通风机。

由上表可见公路隧道内有大量的一级负荷及特一级负荷。

根据《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004）中对隧道供电的要求：隧道一级负荷应有两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受损。

一级负荷容量不大时应优先从邻近的电力系统取的第二路低压电源，亦可采用应急发电机组作为备用电源。

二、隧道供电方案隧道的供电方案与隧道功能、长度、外部电源、负荷等因素有关。

对于不同长度的隧道，由于低压供电距离的限制，供电方案也有所不同。

长度小于1.3km 的隧道，可由隧道一端供电；长度为1.3～3km的隧道，适合由隧道两端供电，中间可不增设高压供电点；隧道长度大于3km的隧道，除由隧道两端供电外，中间需增设变配电所，采用高压电源引入。

由于高速公路隧道大部分处于山区，且山区的电源一般情况不是很丰富，从地方接引两路电源（两路电源不同时受到损坏）非常困难，或者地方根本不能提供两路电源，但又要满足一级负荷的用电需求，故一般情况下中、长隧道的供电采用单市电+柴油发电机组的供电方案。

对于短隧道，根据工程的调研，考虑隧道地处偏远的山区，一般是无人值守，电气的偷盗较严重，由于隧道较短基本照明灯具的功率较小，且在箱变内均设置了不间断电源（UPS或EPS）为隧道的应急照明灯具供电，在断电情况下能满足应急照明的时间不小于60分钟，故一般的设计院是采用箱变单电源供电。

市政隧道工程中供配电系统特点及电气设计探讨摘要：对市政隧道工程来说，供配电系统是整个工程后期使用和安全防范不可或缺的部分。

在具体设计和建设中，各类安全设施的供电均需高可靠性的设计和严格、规范的施工质量，因此，隧道工程中供配电系统对工程建造的意义重大。

关键词：市政隧道工程；供配电系统；照明系统；优化设计引言在隧道内建设供配电系统，是确保隧道内部良好照明的有效保障，并通过相关技术的应用来实现供配电系统的稳定运行，为市政工程开展提供更好的支持。

在设计隧道供配电系统时，应遵循标准规范，参考隧道内部供电负荷、电压、电流等参数，进行供配电建设方案的制定。

1市政隧道工程供配电系统的特点1.1较高的供电可靠性在市政隧道工程中，供配电系统与其他工程不同，较为复杂，需要保证供电系统的可靠性、稳定性及安全性。

如果在运行过程中出现问题，对人们的生命安全和公共财产都会造成较大损失。

市政隧道工程为城市重要密集性交通通道设施，根据相关设计规范及行业标准，部分配电系统需按一、二级负荷进行设计。

除了采用2路不应同时受到损坏的双重电源供电外，还可以设置其他电源作为备用，比如柴油发电机组、直流蓄电池组等，以此来保证供电过程的可靠性。

1.2便于推动隧道供电系统维修与防护电气自动化是对计算机硬件系统和软件系统的有机结合，将计算机中的电气数据技术优势充分采用，完成隧道供电系统的信息资料收集、整理工作，隧道维修防护工作人员通过获悉计算机整合的数据获得隧道供电系统的整体运行状况，以实现精确处理解决各种突发急性故障，达到对隧道供电系统整体的维护，维持系统正常运转，避免不良状况、事故的发生，为供电系统的效益带来持久活力。

同时通过在隧道供电系统中采用电气自动化，可以根据隧道不同的需求完成相应供给要求，最大化地整合数据资源，做到查漏补缺，以优化隧道供电系统，推动其良好持续高效运转。

1.3严格的质量控制由于各类设备和系统多，运行环境的苛刻，出现安全隐患的几率相应增加，因此，整个供配电系统设计和设备选型时需选用性能稳定、可靠性高、耐用性强及环境适应性强的设备。

隧道供配电系统设计1.一般规定1 . 1 供配电系统的设计内容隧道供配电系统的设计内容包括高压输电线路、高压配电系统、低压配电系统、备用电源系统、变电所、电力设备的选型等设计内容。

不同的隧道，其供配电系统的设计规模、设计内容不尽相同，应根据拟建项目的实际情况及隧道交通工程级别合理确定隧道供配电系统的设计内容。

1 .2 供配电系统的设计原则应做到保障人身安全、供电可靠、技术先进和经济合理。

应符合国家现行的有关标准和规范的规定。

必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点犯地区供电条件，合理确定供配电系统的设计方案。

供配电系统的设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。

应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备产品。

2.隧道负荷分级及供电要求2.1隧道重要电力负荷分级表2 . 1 隧道重要电力负荷分级隧道是公路交通的要道，隧道的应急照明中断供电，隧道内突然漆黑一片，容易出现车辆追尾、碰撞等重大交通事故，造成人员伤亡和交通阻塞。

隧道的交通监控设施、电光标志、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾的检侧、报警、控制设施及中央控制设施中断供电，监控中心无法了解隧道的运行状况，对经过隧道的车辆难以及时进行引导、指示、控制，将造成交通堵塞。

若此时隧道内发生火灾、交通事故等，监控中心将无法确定隧道内事故发生的具体位置，难以合理地调度人力、物力进行施救，将扩大事故的发生面，造成更严重的政治影响和经济损失。

所以，上迷隧道电力负荷列为一级负荷中特别重要的负荷。

其中，交通监控设施包括车辆分辨器、摄像机、区域控制单元、可变限速标志、车道指示器等。

隧道的消防水泵中断供电，在隧道发生火灾时，消防泵无法正常供水，火势难以得到控制，将造成更多的生命、财产损失，因此消防水泵列为一级负荷。

基本照明是指隧道照明系统中除入口段、过渡段、出口段加强照明以外，整座隧道按中间段亮度要求布设的照明灯组成的照明系统。

高速公路隧道电气工程中的供配电设计研究摘要：现阶段，高速公路隧道供配电系统对确保高速公路隧道工程的稳定运行与发展具有重要意义。

在高速公路隧道工程建设过程中，需要全面发挥供配电系统的应用价值。

针对各项实际情况采取应对措施，确保供配电系统符合设计要求，根据实际施工情况选取设备材料，全面提升供配电系统设计的科学性、安全性和经济性。

关键词：高速公路隧道；电气工程；供配电设计引言在现代化公路隧道的建设和运行中，对供配电设计提出了更高的要求，传统设计思路和方法已经难以满足供配电系统稳定、节能运行的需求。

需要结合实际，做好强电和弱电设计、双电源环式供配电系统设计、变压器容量设计、公路隧道照明智慧供电设计等，才能提升最终的设计效果，保证供配电系统运行的可靠性。

1高速公路隧道电气工程中的供配电设计现状1.1变压器保护装置选型问题现阶段，在多数高速公路隧道供配电系统中，普遍选择配置断路器对变压器提供保护。

断路器主要被用于处理电流短路问题，装置结构较为复杂、采购成本高昂。

从隧道供配电系统实际运行情况来看，电力短路故障问题的出现率较低。

若选择配置断路器，不但难以充分发挥装置的作用，同时还存在断路器功能单一、断开时间过程等问题，客观层面上导致隧道供配电系统存在一定的运行隐患，偶尔会出现各类电气故障问题。

1.2低压配电电缆的设计问题系统设计工作中，没有结合当前的系统运行特点与要求等针对低压配电电缆进行科学合理的设计与开发，经常会受到各方面因素的影响出现电缆的运行问题。

由于隧道之内的电缆供电距离很长，运行中会按照压降的特点选择电缆截面。

但是，未能明确电缆截面的具体要求，很容易引发电力资源浪费的问题。

设计人员在工作中忽视低压配电电缆的有功损耗分析与无功损耗分析，导致运营中出现很多额外的电费开支，不利于企业的良好发展与管理。

1.3变压器容量选择不当现阶段，高速公路工程通常选择在隧道供配电系统中同时配置两台变压器，根据系统运行负荷估算值来确定变压器容量。