高速公路聯(lián)網收費供配電運營與維護

1、高速公路供配電運營與維護1 高速公路供配電概述 交流供配電系統(tǒng) 直流供配電系統(tǒng) 供配電系統(tǒng)的運行與維護21. 一般供配電概述一般供配電系統(tǒng) 高壓輸電線（10/35kV）經配電變壓器降為（220V/380V）并提供給負載使用。發(fā)電廠發(fā)電電壓等級：6.3kV、10.5kV、13.8kV。工業(yè)、用戶電壓：220V、380V。 3供配電系統(tǒng)4一般供配電系統(tǒng)圖例5一般供配電設計需考慮因素負荷等級確定負荷計算功率因數(shù)提高供配電的繼電保護6負荷等級確定 根據供配電系統(tǒng)的負荷（供電可靠性、中斷供電在社會上所造成的損失或影響的程度）確定基本方案。 1）一級負荷-需要兩個電源的供電，還應有應急電源，以保證不會中斷

2、用電。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。72）二級負荷-要求有兩個回路供電，每一回路最好來自不同的變電所。例如：主要設備損壞、大量產品報廢、連續(xù)生產過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產等。 3）三級負荷-無特殊要求。 負荷計算-為了合理選擇供電系統(tǒng)中的導線、開關電器、變壓器等元件。8 為了合理地選擇供電系統(tǒng)中的導線、開關電器、變壓器等元件，使電器設備和材料得到充分利用和安全運行。電力計算方法 1、需求系數(shù)法 2、二項式法 3、利用系數(shù)法負荷計算9功率因數(shù)的提高 電力設備如變壓器、感應電動機、電

3、力線路等，除從電力系統(tǒng)吸取有功功率外，還要吸取無功功率。無功功率僅完成電磁能量的相互轉換，并不作功。無功和有功同樣重要，沒有無功，變壓器不能變壓，電動機不能轉動，電力系統(tǒng)不能正常運行。但無功功率占用了電力系統(tǒng)發(fā)電設備提供有功功率的能力，同時也增加了電力系統(tǒng)輸電過程中的有功功率的損耗，導致用電功率因數(shù)降低。式中cos稱為電路的功率因數(shù)?？傻?世界各國電力企業(yè)對用戶的用電功率因數(shù)都有要求，并按用戶用電功率因數(shù)的高低在經濟上給予獎懲。10 功率因數(shù)是電力技術經濟中的一個重要指標。提高功率因數(shù)意味著：1) 提高用電質量，改善設備運行條件，保證設備在正常條件下工作，有利于安全生產；2) 可節(jié)約電能，降低

4、生產成本，減少企業(yè)的電費開支。例如：當cos=0.5時的損耗是cos=1時的4倍；3) 提高企業(yè)用電設備利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設備潛力4) 減少線路的功率損失，提高電網輸電效率；5) 因發(fā)電機容量的限定，提高功率因數(shù)將意味著讓發(fā)電機多輸出有功功率。為什么要提高功率因數(shù)？111. 避免感性設備的空載和減少其輕載；提高功率因數(shù)的方法2. 在線路兩端并聯(lián)適當電容。提高功率因數(shù)的意義1. 提高供電設備的利用率；2. 減少線路上的能量損耗。12短路保護過流保護漏電保護防雷保護供配電的繼電保護13高速公路供配電系統(tǒng)14高速公路供配電系統(tǒng)正常供電：變電、配電變電：通常在各收費站、隧道口建設有高壓和低壓配電房

5、；各種配電箱和配電柜。配電：沿線布設電纜管道及各種電力電纜、控制電纜。高速公路收費站供電系統(tǒng)圖。15高速公路供配電系統(tǒng)組成外供配電線路（架空線或高壓電纜）-將當?shù)仉娋W的610kV高壓交流電源，傳輸給各站區(qū)變電房。高壓開關柜-裝有真空斷路器或稀有氣體的斷路器，用來控制10kV高壓傳輸，具有斷路保護、過流保護、高壓計量等功能。低壓開關柜-用以控制220/380V交流電源電壓輸出到各不同低壓負載（如通風風機、照明燈具、收費監(jiān)控設備、水泵房設備等）16緊急供電直流柜-供給控制線所必需的直流電源。緊急備用電源-柴油發(fā)電機、UPS備用電源17高速公路供電負荷考量18一、高速公路供配電系統(tǒng)特點1、高速公路路

6、線長，集中配電造成難度2、用電點多，且負荷量小而且分散3、有些外場設備要求直流供電，且功率小4、外場設備對供電的質量要求較高，需專線供電。19高速公路供配電系統(tǒng)設計需注意： 1、重要性-按照一級負荷供電，供電電源引自附近的高壓供電網，雙備份電源。 2、可靠性-配置小型發(fā)電機 3、質量-穩(wěn)壓電源 4、相對集中供電-沿路用電，負荷不大， 低壓單相 5、防干擾措施20要求： 1、安全 2、可靠 3、優(yōu)質 4、經濟21高速公路供配電方式高速公路就近取電-取自城鄉(xiāng)的農業(yè)或民用電高速公路的集中供電-取自附近的高壓供電干線網。供電方式的選擇 1、滿足高速公路用電要求 2、供配電的技術可行性 3、供配電的經濟

7、可行性22供配電系統(tǒng)的構成交流供配電系統(tǒng)備用電源-柴油發(fā)電機組（自動）直流供電系統(tǒng)-整流、蓄電池組接地保護系統(tǒng)-保護工作人員安全、避免小信號系統(tǒng)的干擾隧道門前配電室23242. 交流供配電系統(tǒng)高壓供配電 1、配電電壓-指變電所高壓側的配電設置，高壓電源由附近高壓網引入。 2、考慮因素：用電區(qū)域的范圍、用電設備電壓的高低、用電負荷的大小、分區(qū)域等。 3、高電壓輸送，應考慮輸送功率與輸送距離的影響。-見表5-1 4、一般為10kV或6kV。25配電方式 1、放射式 262、樹干式27低壓供配電配電電壓-380V/220V或660V660V電壓 1、減少遠距離電壓輸送造成的線路電壓損耗，提高負荷端的

8、電壓水平； 2、降低線路有色金屬消耗量的前提下，增加配電半徑和減少線路的電能損耗。 3、提高低壓供配電電壓，可提高供電能力，減少變電點，使配電系統(tǒng)得以簡化，具有明顯的經濟效益。28配電方式 1、放射式29 2、樹干式30 3、變壓器干線式31高低壓供配電設備的選擇按工作電壓和電流選擇按斷流容量選擇海拔高度-溫度和外絕緣的影響32電力線路的結構與敷設電力線路構成1、架空線路的組成： 1）導線-裸線和絕緣導線； 2）電桿、橫擔和拉線； 3）線路絕緣子2、架空線路的敷設 1）敷設的要求和路徑的選擇； 2）導線在電桿上的排列方式； 3）架空線路的檔距、弧垂和線間距離。33電纜線路的結構 在電力電纜領域

9、內：110kV屬于低壓電纜、1035kV屬于中壓電纜、110220kV屬于高壓電纜、500kV屬于超高壓電纜。343536電纜的敷設電纜的敷設方式：直接埋地；電纜溝敷設電纜敷設路徑的選擇導體和電纜界面的選擇輸電線路的電磁干擾373. 直流供配電系統(tǒng)主要是向管理系統(tǒng)中的直流設備供電，同時還用于供配電系統(tǒng)自身操作電源的供電。如，監(jiān)控系統(tǒng)中的外場車輛檢測器，信息顯示、指示器，通信系統(tǒng)中的緊急電話系統(tǒng)等。組成：整流器、濾波器、儲能器、充電回路、電壓變換回路。分類：帶電容直流儲能裝置的直流系統(tǒng)、帶鉻鎳電池組的直流系統(tǒng)。38整流裝置 直流輸出額定電壓 對一般工業(yè)用的整流器，其直流輸出額定電壓不應小于直流用

10、電設備最高工作電壓的1.05倍。對充電用的整流器，其直流輸出電壓一般不宜低于蓄電池組額定電壓的1.5倍。直流額定電流 對一般工業(yè)用的整流器，選擇時應注意其額定直流電流不應小于用電設備的計算電流。硅整流器39儲能裝置蓄電池組 對蓄電池組容量的選擇，應保證變、配電保護裝置供電要求，同時還應保證應急裝置的短時供電要求。對蓄電池組的輸出電壓應設電源電壓表及電流表進行監(jiān)視。對蓄電池組的接線應設置自動控制充電和防止過充電的保護裝置。保證蓄電池組在0-40的環(huán)境溫度下正常工作。40儲能電容器 用電容作為儲能元件，主要是利用電容的充放電原理。電容的主要作用 在系統(tǒng)正常工作時，并聯(lián)在保護回路中的電容由系統(tǒng)充電，

11、達到一種飽和狀態(tài)。當系統(tǒng)供電下降或停止時，繼電保護裝置靠電容放電產生保護作用。414. 供配電系統(tǒng)的運行和維護4.1 架空線路的運行與維護4.2 電纜線路的運行與維護4.3 三相變壓器的運行與維護424.1 架空線路的運行與維護 高速公路機電系統(tǒng)的外供電通?？稍诋?shù)毓╇娋W絡,通過與當?shù)毓╇姽芾聿块T協(xié)調,由附近變電站到負載點之間,架設610kV電壓的專線供電。 由當?shù)毓╇娋W絡將電能傳輸至高速公路各站點，通常采用架空線路或鋪設電纜兩種形式供電。 在廣大的農村輸電線路大多采用架空線路，以降低輸電線路建設的投資。43架空線路維護原因機械負荷電氣負荷風、雷、雨、雪的侵擾 線路上的設備和元件會逐漸老化、變

12、形以致?lián)p壞，使線路的電氣強度與機械強度逐漸降低，不能保持原計劃的要求。 線路上不斷出現(xiàn)的各種缺陷，要由運行管理部門在經常性的巡視、檢查、測試中發(fā)現(xiàn)，并通過大修和日常維護加以消除。44線路巡檢種類定期巡檢 由專職巡檢員進行，掌握線路的運行狀況、沿線環(huán)境變化情況，并做好護線宣傳工作。特殊性巡檢 在氣候惡劣、河水泛濫、火災和其他特殊情況下，對線路的全部或部分進行巡視或檢查。夜間巡檢 一般在線路高峰負荷或陰霧天氣時進行，檢查導線接點有無發(fā)熱打火現(xiàn)象，絕緣子表面有無閃絡。45故障性巡檢 查明線路發(fā)生故障的地點和原因，并及時對故障進行排除。監(jiān)察性巡檢 由部門領導和線路負責技術人員進行，目的是了解線路及設備

13、狀況，并檢查、指導巡線員的工作。線路巡視周期表46線路巡檢的主要內容 線路巡檢主要是檢查沿線的燈塔、絕緣子、導線以及防雷器等有關器件與設施。桿塔維護橫擔及金具絕緣子導線防雷設施接地裝置拉線、頂桿、拉線桿沿線情況47桿塔維護1、桿塔是否傾斜，鐵塔構件有無彎曲、變形、銹蝕，螺栓有無松動，混凝土桿有無裂紋、疏松、鋼筋外漏，焊接處有無開裂、銹蝕；2、基礎有無損壞、下沉或上拔，周圍土壤有無挖掘或沉陷，寒冷地區(qū)電桿有無凍鼓現(xiàn)象。3、桿塔位置是否合適，有無被車撞的可能，保護設施是否完好，標志是否清晰；4、桿塔有無被水淹、水沖的可能，保護設施是否完好，標志是否清晰；5、桿塔標志（桿號、香味警告牌等）是否齊全，

14、明顯；6、桿塔周圍有無雜草和蔓藤類植物附生，有無危及安全的鳥巢、風箏及雜物。48橫擔及金具 主要巡視橫擔有無銹蝕、變形、螺栓是否緊固、有無缺帽，開口銷有無銹蝕、斷裂、脫落。絕緣子1、瓷件有無臟污、損壞、裂紋和閃絡痕跡；2、鐵腳、鐵帽有無銹蝕、松動、彎曲。49導線1、有無斷股、損傷、燒傷痕跡，在化工、沿海等地區(qū)的導線有無腐蝕現(xiàn)象；2、三相馳度是否平衡，有無過緊、松動現(xiàn)象；3、接頭是否良好，有無過熱現(xiàn)象（如接頭變色，雪先熔化等）連接線夾彈簧墊是否齊全，螺帽是否緊固；4、過（跳）引線有無損傷、斷股、歪扭，與桿塔、構件及其他引線間距離是否符合規(guī)定；5、導線上有無拋扔物；6、固定導線用絕緣子上的綁線有無

15、松弛或開斷現(xiàn)象。50防雷設施1、避雷器瓷套有無裂痕、損傷、閃絡痕跡，表面是否臟污；2、避雷器的綁定是否牢固；3、引線連接是否良好，與零相和桿塔構件的距離是否符合規(guī)定；4、各部附件是否銹蝕，接地端焊接有無開裂、脫落；5、保護間隙有無燒損、銹蝕或經物短接，間隙距離是否符合規(guī)定。51接地裝置1、接地引下線有無丟失、斷股、損傷；2、接頭接觸是否良好，線夾螺栓有無松動、銹蝕；3、接地引下線的保護管有無破損、丟失，固定是否牢固；4、接地體有無外漏、嚴重腐蝕，在埋范圍內有無土方工程。52拉線、頂（撐）桿、拉線柱1、拉線有無銹蝕、松弛、斷股和張力分配不均等現(xiàn)象；2、水平拉線對地面獨立是否符合要求；3、拉線絕緣

16、子是否損壞或減少；4、拉線是否妨礙交通或被車碰撞；5、拉線棒、抱箍等金具有無變形、銹蝕；6、拉線固定是否牢固，拉線基礎周圍土壤有無突起、沉陷、缺土等現(xiàn)象；7、頂（撐）桿、拉線桿、保護樁等有無損壞、開裂、腐朽等現(xiàn)象。53沿線情況1、沿線有無易燃、易爆物品和腐蝕性液、氣體；2、導線對地、道路、公路、鐵路、管道、索道、河流、建筑物等距離是否符合規(guī)定，有無可能觸及導線的鐵煙囪、天線等；3、周圍有無被風刮起危及線路安全的金屬薄膜、雜物等；4、有無威脅線路安全的工程設施（機械、腳手架等）；5、查明線路附件的爆破工程有無爆破申請手續(xù)，其安全措施是否妥當；6、查明防護區(qū)內的植樹、種竹等情況及導線與樹竹間距離是

17、否符合規(guī)定；7、線路附近有無射擊、放風箏、拋扔外物、飄灑金屬和在桿塔、拉線上拴牲畜等；8、查明沿線污染情況；9、查明沿線江河泛濫、山洪和泥石流等異常現(xiàn)象；10、有無違反電力設施保護條例的建筑。54配電線路的檢查與維護周期554.2 電纜線路的運行與維護做好電纜的運行和維護工作,必須全面了解其敷設方式、結構布置、定向和電纜頭位置。對線路作定期和不定期巡查，以防止電纜受外力破壞，避免終端頭缺陷引起故障。除巡查外，應經常監(jiān)視其負荷大小、發(fā)熱情況及對電纜絕緣電阻和耐壓作定期的預防性試驗。564.2.1 巡查內容輸電電纜的巡查，包括直埋電纜巡查、電纜頭巡查、電纜溝管道的巡查。1、直埋電纜巡查內容電纜路徑

18、附近的地面是否正常，有無挖掘，有無堆放垃圾、礦渣、易燃易爆物及化學物品等；電纜路標是否完整無缺；對室外露出地面的電纜的保護管或角鋼有無銹蝕、移位現(xiàn)象，固定是否牢靠；進入室內電纜的穿管是否封堵嚴密，有無進水現(xiàn)象。572、內外電纜及終端頭的巡查內容清掃電纜溝，終端盒及瓷套管；檢查終端盒內有無積水、空隙或裂縫等現(xiàn)象；檢查終端頭有無漏膠現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)漏膠，應立即用瀝青封口（或干封），絕緣膠不滿時，應用相同絕緣膠添滿；核對終端頭引出線和線路的相位，并檢查引出線接觸是否良好，如發(fā)現(xiàn)有松動、斷線現(xiàn)象，應停電修理；測定接地電阻，并用搖表測量電纜絕緣電阻；檢查電纜支架有無松動或銹蝕現(xiàn)象，必要時應涂防銹油漆；檢查電纜鋼帶是否完好，外護層脫落超過40%者，應全部剝光，并在鋼帶上涂防腐漆；檢查電纜標示線是否下沉；檢查靠近襯墊部分的單芯電纜的鋁護層，是否有放電燒毀的痕跡。583、電纜溝及管道的巡查內容檢查電纜溝及隧道管內有無積水，排水溝應通暢，清除淤泥雜物；檢查隧道有無下沉、裂縫和漏水現(xiàn)象；檢查電纜溝及隧道內的通風現(xiàn)象；檢查溝、管內的電纜及終端盒情況，接頭是否漏膠，接地是