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摘要：本文阐述了高速公路机电工程供配电系统分析，对高速公路机电工程供配电系统设计方案进行分析，做出高速公路机电工程供配电系统施工技术的分析说明，希望对我国高速公路机电工程供配电系统施工技术的发展有所帮助。
关键词：高速公路；机电工程；供配电系统
一、高速公路机电工程供配电系统分析
随着高速公路的建设和发展，人们对机电工程建设提出了更高要求，需要通过保证机电工程设备的稳定运行提供更加优质的出行服务。而机电工程设备运行需要依靠供配电系统提供能源。想要保证机电工程正常发挥作用，就要保证系统能够提供稳定供电服务。因此，需要加强供配电技术的分析，做好配套供配电系统的安装，为高速公路的正常运行提供技术保障。
高速公路机电工程由信息采集子系统、监控中心、收费系统等多种系统构成，用于实现公路各项功能。而各个系统中包含大量的设备、设施，如信息采集子系统中包含紧急电话、气象检测器等，通信系统包含光电缆、通信电源等，均需要安全稳定的供配电系统提供动力支撑。从工程供配电系统组成上来看，主要划分为两部分，即输配电线路和配电房，包含通风、照明和沿线各种供配电设备设施，需要满足全线建设、运营和维护的用电需求。在实际进行供配电系统建设时，还要重点为监控设备、通讯设备、服务区照明和养路设施等供电，保证高速公路机电工程能够正常运转。因此在设计过程中，还应根据机电工程负荷要求合理选用供配电技术，制定技术上先进、经济上合理、使用上安全的供配电技术方案，为机电工程运行提供保障。
二、高速公路机电工程供配电系统设计方案分析
1、工程案例概况。漳州沈海复线高速公路位于漳州境内，全长107km，其机电工程施工分为4个标段。三大系统（通信、收费、监控系统）分为2个标，隧道通风、照明、消防及沿线供配电系统又分为2个标；包含1个管理分中心，6个收费站，2对服务区、8个变电站，9座隧道及沿线交通监控、收费、通信系统等。沿线所涉及的许多设备要求电力供应稳定且不间断，同时，还需要满足机电工程相关设备安装施工和运行。工程具体还涉及到线缆、高压钠灯、LED灯组等部件或设备。
2、供配电技术方案设计。①整体设计。高速公路机电工程在配电系统方案设计时，首先要做好负荷分类。在该工程案例当中，供配电系统的供电对象不仅包括沿线设备、设施，还包括各个重点区域的机电工程、服务系统，如隧道、收费站、服务区等。在实际工程中，高速公路沿线设施、隧道机电工程需要可靠的电力以确保高速公路通信、收费、监控等设备正常运行。基于此，该案例中高速公路沿线、隧道等核心位置机电工程供配电系统按一级用电负荷进行设计；而像收费区、服务区等区域的照明设施，则按二级用电负荷进行设计。
②供电方式。针对该案例工程特点，机电工程设计团队决定采用集中供电方式。考虑到服务区和收费站这类地点负荷容量比较大，因此在相关区域分别设立了变电所，以就近原则配备了单路10kV高压电源，根据负荷分级及负荷分布情况，采用“单市电+柴油发电机+UPS电源”的供电方案，采用双电源供电，两路电源于变配电所内低压切换。变电所设置一台柴油发电机组，作为市电的备用电源，在电源故障的状态下，由柴油发电机组发电并由双电源开关自动切换，可以持续为收费、通讯和监控系统等重要。③隧道部分。高速公路工程中，隧道路段具有用电设备集中、可靠性要求高等特点，并且需要敷设较长供电线路才能满足其用电需求。在实际施工中，需要考虑线路电压损失率，所以一般会使用中压供电系统。该系统从主变电站引入10kV电源，低压开关柜电缆采用下进下出接线方式，低压柜至变压器采用电缆敷设；馈出线为下出线，电缆沿沟内电缆支架敷设至出口，然后穿电缆保护管引至变电站，为隧道内的通风、消防、照明系统供电。考虑到隧道环境的特殊性，需要充分保证供配电安全性[3]。在本案例中，设计团队配置了自备电源和2路外电源，主要目的就是在外电源出现故障时，可以随即采用柴油发电设备进行供电。
该系统以分段母线供电的方式，保证所有设备设施都拥有单独回路；照明供电系统配置的是独立电源，以避免母线电压波动影响照明稳定性。另外，所有与高、低压电气设备有关的金属元件（带电结构除外）都应按照有关规定，牢固有效地接零和接地，并进行等电位连接，构成等电位接地系统。
三、高速公路机电工程供配电系统施工技术分析
1、前期勘察。首先，需要由设计、施工单位联合对工程现场环境及工程图纸进行勘察和审核，在规定的期限内主持召开技术交底会议及编制施工组织计划，确保施工方法和供配电技术类型符合实际要求。同时还需要找出现场环境中存在的不利因素，及时调整施工技术实施方案或报监管单位协调解决。
2、技术设备及材料管理。在施工准备和实际施工过程中，需要对所有的工程材料、设施、设备、元件的质量进行把控，确保其能够达到供配电系统设计要求。如高低压柜、变压器、发电机组及各类线缆等，需要对其生产制造商的资质进行全面审核，确保在工程沿线各种环境下，设备及材料的品质都能够保持稳定、可靠。在设备及材料进场后，需要构建严谨的交底机制，确保其从入库、出库到实际使用都符合工艺要求。
3、施工管理。要加强施工管理，确保所有环节和细节的施工质量都达到工程设计要求。电缆横穿道路边沟时，应穿钢管在沟底敷设；过桥处电缆沿护栏外侧玻璃钢管箱敷设；隧道内电缆沿洞内电缆沟支架敷设；电缆改变敷设方式处设手孔井过渡。如案例中隧道工程用到的通风设备，首先需要采用电缆沟敷设法来配置合适的配电电缆，然后在风机安装的位置使用二次衬砌的方式来连接设备和线缆，以保证线缆和风机之间连接的稳定性。同样的，在隧道照明主电缆敷设时，也可以采用线缆沟进行敷设，以达到保护线缆的作用；而对于分支线缆，则需要结合实际情况采用电缆桥架等敷设方式。需要注意的是，隧道中的应急照明供电回路要使用具备耐火性能的电缆，与之配套的其他电缆需要具备阻燃特性。而在隧道供配电设施的施工中，需要考虑到隧道工程特殊环境，通过各种方法保证供电稳定和安全。如在第二段母线上要配置转换开关，以保证在外接电源故障停电的情况下，发电机组可以自动投切，维持供电。还可以使用微机监控系统对供配电系统进行继电保护。隧道配电设施安装单位需要与隧道工程施工单位进行沟通和协调，提前为相关管道及设备预留安装空间。
四、总结
综上所述，机电工程供配电系统作为支撑高速公路运营管理的动力源泉，其设计合理性、技术先进性、质量可靠性都至关重要。要求相关工程设计人员对工程实际情况进行全面考察，基于现代技术理念进行科学化设计，并在施工勘察、材料管理、施工管理等方面做到专业、可靠，才能保质保速地顺利完成建设任务，为高速公路的安全、高效运营提供不可或缺的支持与保障。在高速公路机电工程供配电系统施工过程中，涉及的环节较多，需根据工程的实际情况有层次、有重点地开展各个环节的质量控制工作，以保证高速公路供配电工程的施工质量，提出科学的供配电技术方案。通过对供配电技术的合理应用，使机电工程维持正常运行，继而为工程各项功能的实现提供保障。
参考文献：
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[2]占平.浅析高速公路机电工程供配电施工技术[J].建筑工程技术与设计,2020,(11):276.DOI:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.11.0260.
[3]钟燕东.浅析高速公路机电工程供配电施工技术[J].河南建材,2020,(2):97-98.
[4]赵琪.高速公路机电工程供配电施工技术[J].大众标准化,2020,(6):94,97.
[5]吴晓波,李家璋.高速公路机电工程供配电施工技术[J].工程建设与设计,2020,(5):160-161,167.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2020.03.058.