张济洲（陕西高速交通工贸有限公司，陕西 西安 710000）

0 引 言

目前，随着高速公路工程建设范围不断扩大，在部分山岭高原地区需要修建隧道工程，这对公路隧道供配电系统的设计工作提出了较多建设要求。所以，相关部门需要对设计工作中常见的问题进行分析，制定有效的应对措施，更好地完善设计活动，优化系统工作质量，确保社会交通的通行安全。

1 高速公路隧道供配电系统方案设计原则

设计隧道供配电方案时，需要分析施工现状。设计活动需要确保施工项目的安全可靠性、节能环保性等要求。

1.1 遵循标准性的原则

选取的各类设备材料能够全面适应国家行业的基本标准。实际建设中，需要优先选用经济节能的设计材料，通过对技术展开全面评估后进行应用。目前，设计高速公路隧道供配电系统方案时，为了全面提升供配电的可靠性，需要对供电中断后造成的损失情况进行探析，可以对供配电系统中各个设备负荷等级进行划分。

1.2 遵循照明设计原则

隧道严重负荷主要有应急照明设备、监控设备、报警装置和通风设备等。隧道一级负荷主要有消防水泵、排烟设备和常见的照明设备。隧道二级负荷主要有射流风机、加强照明设备等。管理工作中，还需编制完善的规划方案，建立现代化的管理与控制体系，严格划分管理内容，在多元化管理方式的支持下，更好地进行规划改革。

2 高速公路隧道供配电系统设计问题分析

2.1 变压器容量选择问题

目前，设计高速公路隧道供配电系统时，正常情况下对变压器容量进行选取，是将隧道变压所中获取的相关负荷数进行统计，通过各个变压器承担相应的负荷。如果两部分中一个变压器发生故障，另外一台变压器将会承担相应负荷数。此类选择形式在实际应用过程中存在较多问题。当前，高速公路隧道中产生用电的基础设备主要是照明设备和通风设备。针对通风设备的设计，需要采取分阶段设计。如果一段时间内社会交通通车量较少，那么通风设备的电力负荷会降低。随着社会交通量的不断提升，电力负荷也会适度提高。由于交通总量的差异将会使得通风电力造成较大的损失值，所以针对社会交通总量较少的情况下选取交通量较高阶段的变压器会导致资源浪费问题的出现。此外，各个变压器在实际应用过程中存在诸多问题。在变压力选取过程中，需要分析用电总负荷数，选取适用程度较低、高耗能的变压器，避免发生高损耗等问题[1]。在用电负荷设计工作中，没有开展针对性的分析与研究工作，经常会出现“大马拉小车”的现象。究其原因，主要在于设计人员没有合理设置隧道变压器的负债率，诱发了严重的电力资源浪费问题。

2.2 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。同时，在选择电缆材料时，未能针对质量进行严格管理与维护，受传统运营观念的影响，无法针对变电位置进行严格处理，诱发电缆工程造价过高等问题。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。

2.3 变压器保护装置问题

现阶段，高速公路隧道供配电系统设计过程中，多通过断路器对变压器采取保护性措施，致使负荷开关加熔器的应用次数较低。相关设计部门从设计过程中将负荷开关加熔器与断路器进行比较，实际保护效果较差。但是，当前在完善的供配电机制中，电力负荷情况可以在人为操作基础上通过开关进行切换，会降低电力短路发生的基本概率。需要说明的是，断路器自身设计结构较为复杂，制作成本较高。

3 高速公路隧道供配电系统设计措施

3.1 变压器保护装置的选择

当前针对变压器基本保护装置，不同的设备能够起到不同的保护作用。相关人员需要结合当地高速公路隧道工程实际建设情况，有针对性地选取相应地设备。根据供电机制基本设计要求，在对变压器容量进行选取时，需要选用高压熔断器进行保护。负荷开关加熔器运行机制主要是提高保护性能和控制性能，通过负荷开关调整各项负荷功能。断路器装置大多存在于继电保护中。从当前实践工作可以看出，设备中各项故障排除时间较短，能够对变压器起到有效的保护作用[2]。

3.2 变压器的用电负荷管理

目前可以选取交通量较低阶段的电力负荷作为基础变压器，并且添置不同变压器来更好地适应不同时期交通量变化过程中的供电需求。在实际选取过程中，变压器需要能够承载不同电力负荷基本要求，确保变压器额负载率在0.6～0.8。这样能够全面提升变压器地实际应用效率，确保供电稳定性，达到经济性和安全性的基本发展目标。

3.3 高速公路隧道应急电源配置操作

从当前高速公路隧道工程基本建设现状来看，需要结合社会交通运行的基本要求装配应急电源，有效解决各类突发事故下各项保障性、监控性应急措施的有效运行。目前，公路隧道照明监控设备在紧急情况下具有重要作用，能够输出更多应急电源。所以，当前相关部门需要分析应急电源选取过程中的相关问题，探析应急情况下电力负荷情况、电源基本特点等组成要素，确保电源输出的安全性和经济性。

针对应急电源自身种类的不同，设计安装过程中需要确保安全性和稳定性。在公路隧道工程正常的情况下，可以结合常见和危害性较大的事故设计应急电源输出形式，可以设置不同形式的组合电源开展应急操作。如果应急电源源于电网独立电源，在实际供电过程中需要从外部接入独立电源，通过不同电路确保电源持续供电，从而有效补充供电容量[3]。

3.4 选取失压脱扣装置

设计公路隧道供配电系统时，相关设计人员需要根据低压断路器实际运行形态选取相应的失压脱扣装置。要全面提升隧道工程供电效率，需要确保应急电源能够获取有效的电力负荷供应。当室内电力负荷保持稳定值时，如果在供配电机制中没有设置相关自动设备，需要采取人工合闸操作措施，使输配电系统稳定运行。此外，失压脱扣在长时间运行过程中会造成相应的电力资源浪费。不同时间段由于空气等外部因素的综合影响，将会使得失压脱扣问题发生几率持续上升。针对此类情况，在对低压配电系统进行设计时，不需要选用失压脱扣装置，可以选取分母线配置电力资源。这样能够切断非重要电力母线断路器，使电源能够保持稳定的供电输出。

3.5 科学选择电缆截面

在选择电缆截面的过程中，应树立正确的观念，将供配电设计作为基础，转变传统的技术方式与方法，按照允许发热条件开展分析与设计工作，并实现截流量的多元化分析，在灵敏度校验工作完成后，更好地进行研究与管理，提升供配电系统管理工作地质量与水平。

应遵循综合经济最小原则开展管理工作。在选择电缆截面时，可以根据经济电流最小的方式进行处理，建立经济性的分析系统与模式。可以在寿命期内对投资费用与导体损耗费用等进行严格管理，将二者之间的总和控制在最小范围，选择适用性的截面进行管理。对于隧道低压供配电电缆，在选择截面的时候，应进行经济分析与探索，制定完善的管理与控制机制，提升整体管理工作效果。为了确保隧道用电工作质量，设计人员需结合电压压降情况选择截面。在低压供电运输中，实现远距离电能损耗的控制。寻找平衡点后，了解配电回路压降数据信息，正确减少初期费用与运营费用的投入量。日常工作中，应创建电缆截面的综合分析与设计系统，除了对初始投资数据进行科学计算外，还需全面了解电缆的导体损耗费用特点，将二者之间的总和控制在合理范围内，形成经济性的改良模式。

遵循多元化的分析原则。隧道低压供配电系统运行中应遵循多元化的分析原则开展电缆截面的分析与管理工作，在研究中及时发现其中存在的问题，采取科学合理的措施解决问题。在综合分析与研究的情况下，编制完善的计划方案与内容，创新整体管理与维护方式，在科学研究的背景下，更好地开展电缆截面的探讨活动，促进低压供配电系统良好运行与结合。

4 结 论

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。

在全面分析上述几种隧道低压供配电系统设计方式后，应将其充分落实在实际工作中，结合电缆截面选择内容、照明配置选择内容进行综合化分析，并根据当前的供配电系统改善要求进行合理分析与探索。通常，在选择电力变压器容量时，应结合负载特点与具体情况进行科学合理的分析与管控，总结经验，并形成现代化的管控机制与模式。在新时期发展背景下，要提升隧道低压供配电系统的运行质量与水平，加大整体管理工作力度，在严格管理与协调的基础上，全面提升系统的运行质量与水平，延长供配电系统的使用寿命，以便促进隧道内部的供配电系统良好运行。

[1] 卢 彬.高速公路隧道供配电系统设计中存在的问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（35）：1958.

[2] 韩 芳，王红梅，韩红生，等.高速公路遂道供配电监控系统设计[J].微处理机，2014，（4）：47-49.

[3] 王有为.高速公路隧道电力监控系统设计与施工分析——以甘肃省武罐高速公路为例[J].甘肃科技，2013，29（7）：98-99.