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摘要：为了确保高速公路隧道的智能化设备正常运行和通风照明设备的供电需求，供配电技术在高速公路中的应用得到了越来越多的重视。本文以某高速政和段为例，从具有高速公路特色的几个方面阐述供配电系统。如何确保隧道群的供电安全，如何确保沿线设备有一个稳定的、满足精度的电源，减少交通事故，是一个严峻的问题。
关键词：高速公路；供配电；应用
引文：以前，高速公路沿线供电以低压为主，但在几十公里到上百公里的距离上，使得低压供电的稳定性及精度都无法达到用电设备的需求。现在高速公路沿线供电都采用IOKV中压供电系统，压降小，精度高，极好地满足了沿线各种设备的用电需求。本文以福建宁武高速政和段为例，从具有高速公路特色的几个方面阐述供配电系统。该段是某省目前最大的隧道群，2公里以上的长隧道达到7个，2公里以下短隧道达到8个，海拔高差达到800多米，如何确保隧道群的供电安全，如何确保沿线设备有一个稳定的、满足精度的电源，以确保行车安全，减少交通事故，是一个严峻的问题。
为保证隧道的供电稳定眭要求，并且考虑到山区电源的不稳定性，采用IOKV双回路供电，这样，当一路电源不能供电时，自动切换到另一路IOKV线路进行供电。考虑到山区雷电较多，沿线IOKV电缆采用直埋，深度地表以下0．7米，在岩石地段采用穿防护镀锌钢套管直埋，可以有效地预防雷电波的入侵，同时在用电接入处采用应用成熟的氧化锌避雷器，具有优异的非线性伏一安特性，陡波响应快，通流容量大，冲击系数小，可以有效地将入侵雷电波引入大地，避免影响及损坏整个供电系统。
同时采用IOKV线路对20公里长的线路进行供电，电压损耗减小，可以保证最远端有足够的电压保证设备正常运行，本系统末端压降如下：
导线电阻R=导线电阻率‘长度(米)／导线截面积
铜线电阻率：0．0172，导线截面积：9s
电压降：U=导线电阻’导线负载电流=3．62‘1783=645v
即末端损耗电压为0．645KV，以接入点电压10．5KV计算，末端电压为9．8Kv，完全可以满足设备的电压需求，在实际运行中未达到额度负荷的情况下压降更小。
那么，这么长的距离对这么粗的电缆在施工时如何达到最佳供电稳定性也提出了挑战。如果按常规的600米到800米对电缆进行配盘，将会产生大量的中间接头，每个中间接头都会产生潜在的工艺缺陷，同时由于隧道口人井通常都会积水，中间接头会处于积水这样的潮湿环境中，这些因素都会造成供电的不稳定陧，形成供电故障的潜在因素。所以在本系统中电缆配盘采用从横洞变电所到横洞变电所，尽量避免10KV中间接头的产生，提高供电的可靠性。
然而，长达1000多米到2000米的电缆如何在施工中可靠的进行穿管相穿过人井作业呢?为了减少电线电缆和管壁问的摩擦阻力，便于牵引，入管前在护套表面涂以润滑物(如滑石粉)，敷设电线电缆时特别注意避免机械损伤外护层，将电缆盘放在过线孔井口，然后借预先穿过管子的钢丝绳利用牵引机械牵引安装有电缆牵引头的电缆将电缆拖拉过管道到另一个孔井，同时，电缆人井内的进口出口的设置要尽量正对，以利于电缆的牵引，否则弯曲的电缆不仅会加大牵引的难度，还会与管壁剧烈摩擦而损坏电缆外保护层，给实际运行埋下隐患。
以前供电变压器采用埋地变，置于隧道内的洞室中，空间狭小，通风不良，不利于维护及设备的运行，会造成设备使用寿命缩短。现在采用隧道左右洞间贯穿出一个横洞，将供配电及其他设备放置于其中，既有利于集中维护和提高设备稳定眭，又可以因通风良好而延长使用寿命。
对于这么长的10kv电缆供电系统，该如何对其绝缘及运行状态进行监测和运行控制呢?首先，采用了开口三角PT监测电压波动并及时输出动作分量切断故障线路。
开口三角PT的原理指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法，三相二次接线按三角形接线连接，但最后有一点不连接上，形成开口三角。在系统正常运行的情况下，开口处两端的电压为零，当系统发生单相短路接地时，电压互感器一次绕组上就有一相上电压为零，造成二次测电压也为零。通过检测开口处的电压就可以知道一次系统是否有接地现象，称为“接地监察”。
其次，采用零序电流互感器采样零序电流，进行漏电及接地故障监测，其工作原理是让三相导线一起穿过零序CT，利用这些C．T来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，IA+IB+IC=Io，当线路上所接的三相负荷完全平衡时(无接地故障，且不考虑线路、电器设备的泄漏电流)，Io=0；当线路上所接的三桕负荷不平衡，则Io：IN，此时的零序电流为不平衡电流IN；当某一相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流10：IN+Id。是三桕不平衡电流与单相接地电流的矢量和。在实际动作电流整定时应避开正常的三相不平衡电流和电缆泄漏电流。为了能够使电力系统运行更加完善并可以实现远程测量及控制，继电保护系统选用了GE的F65o和施耐德的S20微机继保系统，可以综合采样各种电压、电流、功率参数，通过对比整定值进行过流、速断、过压、对地故障等的保护输出给断路器进行跳闸，及时切断故障线路，避免过度损坏线路及设备，并提供维修提示给维护人员进行故障分析判断。
接点输入／输出是同继电器内的实际输入／输出接点联用的信号。模拟输入是来自电流和电压互感器的输入信号，用来监视电力系统信号。PLC是可编程逻辑控制器，它是进行单元组态(输～输出赋值)及实现逻辑电路的控制模块。保护元件是继电保护元件，例如：过电流、过电压等。远方CAN总线输入／输出是来自同F650连接的各模块的且同实际输入／输出接点联用的信号，是通过光纤CAN总线传送的。
高速公路距离远，变电所接点众多，有效的电力监控系统的是非常必要的。各变电所的电压、电流、功率等信号通过EJ485-j隆口传到本所内的PLC，再通过工业以太网交换机匕传至监控中心。本系统采用福建省信息科技有限的监控软件，有变压器温控仪告警、高压设备告警、柜内设备告警、电表告警等模块，其工作流程示例如下：
比如，高压设备告警模块，是指用户通过客户端“用户一报警订阅一高压”菜单，选择需要订阅的隧道和报警类型，执行高压设备报警订阅。订阅成功后，当选定的区域发生相应类型的报警时，会在报警栏显示对应的报警信息，并在接收到报警信息的同时进行语音提示。
点击“用户一报警订阅一高压”菜单，弹出报警订阅窗口。
报警产生：当侦测到设备状态变化时，对设备的状态进行报警。报警数据不入库，只做实时展示。报警信息仅显示非正常设备，设备恢复正常后不再报警信息中显示。因此类报警较易发生，不需要用户处理，为了不影响用户操作不做报警栏弹出处理，只做语音提示。
其中，高压设备报警包括分闸、PLC通讯不良两种，不会同时出现。高压设备报警反馈的最小间隔为1秒。
结束语
综上所诉，有关高速公路中供配电技术的应用为高速公路的信息化系统管理提供了很多便利之处。随着供配电技术的日新月异，适应高速公路的供配电模式将日益完善，将会形成具有高速公路特色的供配电网络。
参考文献：
［１］陈有为．直流远供电技术在高速公路行业的应用［Ｊ］．城市建筑，２０１５（１２）：３５９－３６０．
［２］李波．高速铁路双边供电继电保护方案研究［Ｄ］．成都：西南交通大学，２０１１．