隧道机电工程供配电系统方案探析

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摘要：针对特长隧道机电工程供配电系统方案的设计现状，进行科学合理的分析，并结合工程实例，详细介绍特长隧道机电工程供配电系统方案的设计原则、设计方式，如集中式与分散式等，希望能给相关工作人员提供一定的借鉴与参考。

关键词：特长隧道；供配电系统方案；设计方式

0引言

近些年来，伴随着我国高速公路里程的不断增加，特长隧道供配电问题已经引起人们的重视，为保证特长隧道机电工程供配电系统能够更加可靠地运行，设计人员需要结合该地区的地形、地貌特点，运用先进的设计理念，不断改进并优化原有的隧道供配电系统设计方案，不断提高特长隧道供配电系统方案的实施率。鉴于此，本文主要分析特长隧道机电工程供配电系统方案的设计方式与设计要点，以期推动我国高速公路工程能够更加稳定快速地发展。

1工程概况

黎城至霍州高速公路是国家高速公路网G2211长治至延安联络线的重要组成部分，同时也是山西省“三纵、十二横、十二环”规划中第九横的重要组成部分。它东接左权—黎城高速公路，西接霍州—永和高速公路。项目起点位于长治市黎城县幸福庄村（设黎城枢纽接长邯高速），终点设于霍州市观堆村，与霍永线辛庄枢纽连接，路线全长约151.8km。

2特长隧道供配电系统方案设计原则

2.1安全可靠原则

对于特长隧道供配电设计人员来讲，要结合隧道结构特点，明确隧道机电工程设计要点，制定更加合理的特长隧道供配电系统方案。在该隧道机电工程中，设计人员要合理设计隧道通风、照明、供配电设施等[1]。隧道供配电设计人员要遵守安全可靠原则，运用先进的设计理念，不断提升自身的隧道供配电设计水平。在该特长隧道工程中，供配电设计人员可以采用先进的供配电设备，真正达到节能环保的目的。

2.2远近结合原则

特长隧道供配电设计要遵守远近结合原则，结合工程施工特点与规模，妥善处理近期工程与远期工程之间的关系，以近期工程为主，结合隧道供配电的负荷、用电容量与供电条件，制定科学、妥善的供配电方案。由于该隧道工程的施工规模较大，在一定程度上增加了隧道供配电系统方案的设计难度，设计人员可根据隧道内部变电站的运行情况，对原有的供配电系统方案进行合理的优化，不断减小外界环境因素对隧道供配电系统的影响，有效提升隧道供配电系统的安全性[2]。

3特长隧道供配电系统方案的设计方式

3.1负荷性质及分类

想要保证特长隧道供配电系统能够更加安全可靠地运行，设计人员要将供配电负荷进行合理分类。根据供电可靠性要求，本工程隧道各项电力设备负荷主要分为三类，分别是特别重要负荷、一级负荷与二级负荷，其中特别重要负荷设施主要包括隧道应急照明设备、交通监控设施、通风与照明控制设施、紧急呼救设施等，一级负荷设施主要包括隧道消防水泵、基本照明设备与排烟风设备等，二级负荷设备主要为加强照明设备、射流风机设备与电伴热设施等[3]。该隧道工程大体可分为丁家湾1#、2#和田家岭隧道群，侯神岭1#和2#隧道群，西务、杏树坪和问腰隧道群，每个隧道群均配置完善的监控设施。由于内部的横通道与应急停车带均采用隧道专用荧光灯，为满足设备的负荷要求，设计人员要严格控制隧道灯具的防护等级，一般情况下，特长隧道灯具防护等级不能低于IP65。由于该特长隧道长度超过10km，设计人员需在左右洞的中间位置设置特殊的灯光带，利用特殊灯光带的灯管效果，模仿蓝天白天，以有效缓解司乘人员长时间在隧道内行车的疲劳感。

3.2分散式供电方案

所谓分散式供电方案，主要指的是隧道内部的照明设备与射流风机分别供电，由于隧道内部照明机电负荷较大，在一定程度上增加了供电难度，通过运用分散式供电方案，能有效提升特长隧道内部的照明效果，减少电力能源的损耗。与集中式供电方案相比，分散式供电方案需要埋设地式变压器，会在一定程度上影响隧道工程的经济效益[4]。在该隧道工程中，供配电设计人员通过长治、临汾供电公司进行综合调差，并实地踏勘部分重要变电站，对隧道工程周围的电网情况有了初步了解，制定了外部供电方案，具体内容如下：第一，丁家湾隧道群、田家岭隧道、侯神岭隧道群位于长治市沁源县境内，沿线较近的有太岳110kV站（沁源县城北）、李元35kV站（李元镇东南，两回35kV进线均由太岳110kV站引来），因此应从李元35kV站馈出两回10kV电源至侯神岭2号隧道入口建10kV开闭所，再从开闭所馈出10kV至其他隧道供电；第二，西务、杏树坪、问腰和太岳山隧道位于临汾市古县境内，项目沿线有宝丰35kV站、金堆110kV站，由于太岳山隧道长11km，供电方案以太岳山隧道为基点。

3.3集中式供电方案

由于该隧道工程内部负荷分布比较集中，在设计隧道供配电系统方案的过程中，设计人员可以采用集中式供电方式，在隧道负荷比较集中的地区设置变电站，各项设备的电源分别来自该变电站。变电站两端分布高压母线，并采取分段运行方式，变电站内部设置高压母线开关，如外部设备出现断电故障，母线开关能够自动闭合，为各项设备提供良好的供电负荷，真正实现集中控制[5]。在该隧道工程中，通过供电与配电造价对比，结合《公路隧道交通工程设计规范》相关规定，采用集中式供电方案，能够有效提升供配电效果，减少电力资源的浪费。通过计算可知，在侯神岭隧道中采用集中式供电，能够保证全射流风机更加可靠地运行，提升全射流风机的通风性能。为保证特长隧道供配电系统方案得到更好的实施，设计人员要结合JTGD70—2004《公路隧道设计规范》中的相关规定，明确隧道供电接线方式，并结合该隧道工程地形地貌特点，采用高压供电主接线方式进行供电，有效减少电力资源的损耗[6]。另外，由于太岳山隧道为特长隧道，属于事故易发地区，为保证隧道运营正常和人员安全，拟在隧道出口与入口端各设置一处隧道救援站，作为第三梯队救援力量。采用集中式供电方式，由于变电站与隧道洞口之间的距离较小，洞内外的温度差异较小，具有良好的通透性，能保证各设备更加稳定地运行。另外，集中式供电变电站与隧道内部车道之间的距离较大，温度、湿度更加容易控制，电力设备受外界环境影响较小，进一步提升了各项配电设备的稳定性。

4结语

综上，通过详细分析集中式与分散式供电方案，能够保证特长隧道机电工程供配电系统方案得到更好的实施。对于特长隧道供电设计人员来讲，在实际工作中，要根据隧道工程的实际施工情况，选择合理的设计方案，不断提升隧道供配电系统的可靠性。

［参考文献］

[1]刘斌德.特长隧道供配电系统方案的设计方式[J].电子技术与软件工程，2014（8）：159-160.

[2]周汉林.交通工程供配电系统设计与新技术的应用[J].中国战略新兴产业，2018（16）：140.

[3]丛桂俊.市政隧道工程中供配电系统特点以及电气设计[J].建设科技，2018（1）：129.

[4]高原.市政隧道工程中供配电系统特点以及电气设计[J].四川水泥，2017（12）：76.

[5]冯霞，孙晓科.长大地铁过海区间供配电及疏散方案探讨[J].工程技术研究，2017（8）：10-11，42.

[6]王任杰.隧道供配电方案比较研究[J].市政技术，2016，34（6）：41-42，125.

作者：徐超 单位：山西省交通规划勘察设计院