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摘要：本文阐述了高速公路隧道节能型供配电系统的重要性，对高速公路隧道配电方案研究进行说明，做出节能型电气设备应用分析，希望对我国高速公路隧道节能型供配电系统的发展有所帮助。
关键词：高速公路隧道；供配电系统；节能型
一、高速公路隧道节能型供配电系统的重要性
高速公路隧道机电工程的节能途径有很多。在其研究中，主要体现在照明节能方面，对其供配电节能的研究相对较少。由于金属材料价格的增长，使高速公路隧道机电工程建设成本也随之增加。在公路工程的建设中，其主要目标为安全、高效和节能。随着高速公路项目建设的不断深入，隧道建设的重要性逐渐突显。要想使隧道机电工程的运营成本和投资得到有效降低，就要将节能研究提上日程，系统探索高速公路隧道节能型供配电系统的具体应用。
二、高速公路隧道配电方案研究
基于系统可靠性评价机制的建立，将系统可靠性以及经济性指标有机结合，可对不同长度的隧道供配电系统方案进行评价，了解到了节能设备应用中产生的节能效果。节能在高速公路隧道建设和运营管理中格外重要。目前，隧道的运营安全问题受到人们的广泛关注。供电方案是否具有合理性，将会直接影响整个机电工程建设的投资、运营成本以及相关电能损耗，尤其是在一些长以及特长的隧道建设中，供配电系统供电可靠性将与隧道以及其机电设备的运行具有直接关系，一旦某个环节出现问题，将在很大程度上导致重大事故的发生，危害公共安全。因此，在隧道节能型供配电系统的应用中，应切实加强隧道供电系统可靠性的评估和提高，这也是所有大型隧道建设以及隧道群建设中所必须解决的问题。
1、可靠性评估的基本原理。在所有工程系统可靠性评估中，所采用的一般方法为连续马尔可夫模型。通过串、并联模型以及复杂系统分析法实现有效评估。目前，相当一部分配电网在对其可靠性评估中，在算法上均应用了这些方法。串、并联模型以及复杂系统分析法的灵活应用，在很大程度上使可靠性评估计算的复杂性得到降低，使整个可靠性评估工作更加简洁方便，促进了整个节能型供配电系统的应用研究水平得到显著提高，并且推动可靠性评估更具有准确性和稳定性。
2、明确供配电网可靠性分值。经过统计国内外配电网中实际可靠性的相关数据进行分析，我国在出台的相关文件中，对大城市中心区、城市中心区以及大城市非中心区等地点提出了具体的电力系统可靠性要求，并分析计算其可靠性得分。通过理论的应用，可得出可靠性分值和可靠性水平中存在的对应关系。
3、长度不同的高速公路隧道供配电方式应用研究。在特长隧道中，应考虑对压供电方案中照明变压器位置的合理安置进行分析。明确隧道变电点的具体位置，这也是隧道供电方案应用研究的核心要点。相关人员应深入探索高速公路工程中隧道的供配电方式理论，并将其作为依托，优先研究特长隧道中压供电方案照明变压器的位置是否合理。将变压器设置为1000m、1250m、1500m等三个间距，对其初期投资以及运营中的电能损耗进行计算，得出其耗费的综合费用。通过比较，选择出最佳的节能方案。经过计算，1500m的间距设置最为合理。在考虑长度不同的隧道供配电方式时，以对8000m长度以下的隧道变电所位置以及供电方案研究为例，研究重点为可靠性指标以及相关的综合经济费用。通过采用对应的方案以及具体的综合经济技术，针对合适方案，基于数据进行系统分析，选择出最佳方案。通过对上述项目的研究，使方案满足了在节能上的要求，响应了国家的相关政策，促进我国高速公路隧道建设的可持续发展。
三、节能型电气设备应用分析
科学技术的飞速发展，各种各样的节能电气设备层出不穷，在厂家的产品资料以及相关宣传、介绍中，能够感受到其生产的设备具有极强的节能性，但是，要想得到直观上的节能效果感受，并确定此节能设备是否能正常运用到隧道建设中，还需要进一步的详细论证。
1、EPS和UPS应急电源设备。分析了EPS和UPS应急电源设备的应用，对其可靠性和能效进行了相关实验分析。在其初步试验中，实验重点主要为失电切换速度以及自身的能耗损失。针对设备原理展开分析，EPS和UPS应急电源设备分别为后备式和在线式，能耗主要集中在设备硅整流装置中。通过开展相关实验，对两种应急电源设备的能耗进行了分析，结果证明，UPS设备在能耗上要高于EPS应急电源设备。其具体实验内容为，在实验隧道配电室内，将EPS应急电源设备按1:1比例放置在内，并使用符合规格的电缆将其串入整个供电系统的照明回路中。把现有的实体实验隧道供电系统作为重要依据，将EPS和UPS对比节能实验。在整个照明系统中，将两种应急电源设备串入其内，并安装相关的电能计量设备，在相同时间内，对两种设备投入使用，并在其实际运营过程中对电能消耗如实记录。经过系统的试验和观察，可判断出两种设备的实际节能效果。同样，将现有的实体实验隧道供电系统作为参考，可开展EPS切换速度试验，在供电系统照明回路中串入EPS应急电源设备，将进线回路电源进行单次开断以及频繁开断，观察其照度发生的变化。具体分析灯具灯管的闪烁和转换采集前后的波形，这样能有效判断出EPS应急电源设备是否满足隧道机电工程系统中的特殊需求。可通过人工多次肉眼观测，在EPS应急电源设备的切换前后中，对实验隧道照明系统的照度变化实现有效观察，确定系统的工作是否正常进行，查看灯具是否有熄灭情况。如果灯具未出现熄灭现象，仅在设备切换的瞬间出现了照明灯的轻微闪动，且肉眼难以察觉，这对隧道的整体运营安全并不会产生影响。在整合记录数据时，可使两种设备的节能效果得到系统对比，相比之下，EPS应急电源设备在节能上的效果更佳。EPS逆变器通常的状态为备用状态，但UPS逆变器往往处于连续不断工作中，因此，在使用寿命上相对更短一些，电池更换十分频繁。
2、调压调流设备节能应用分析。根据大量的相关调研工作可发现，将隧道照明灯与正常供电相比，其所承受的电压要更高，尤其处于白天和午夜前后，此时，处于用电低峰，电网的电压要更高。多余电压的产生不仅会造成用户电费的增加，还会使灯具出现发热现象，导致灯具的使用寿命降低。这就需要在人与车对照度要求相对较低时，强化节电工作的进行。依照现有的实体实验隧道供电系统，将调压调流设备串联到照明回路中，并安装电能计量设备，通过使用接触式调压器，将电压输入到照明回路中，并在380、390、400、410V四个电压中保持电压的稳定。在相同时间内，对此4个电压状态下的电能消耗进行记录，使节能效果的判断更加准确。
四、总结
本文主要针对隧道的供配电系统应用进行了深入研究，给予相关工作人员提供了有效帮助，通过全面规范隧道供配电系统的合理设置，强化了公路隧道的建设以及运营管理。相关试验证明，EPS应急电源设备和调压调流设备为最优节能型设备，将其投入使用，强化了我国节能型供配电系统的建设与应用。
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