高速公路隧道节能型供配电系统应用探究

高速公路隧道节能型供配电系统应用探究

李屹然

安徽皖通科技股份有限公司 安徽 合肥 230000

摘要：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。

关键词：高速公路隧道；供配电系统；节能

引言

现阶段，我国高速公路施工质量取得了较大的进步，然而工程施工中以及运营中需要长时间的供电照明，该环节也成为运营单位运营成本的重要组成部分。隧道工程建设、运营中，能耗日渐提高，因此有必要采取多种措施促进供配电节能的持续发展。

1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。

2高速公路隧道照明现状

当前，对高速公路隧道照明节能技术的研究有很多。在灯具选型方面，已经有大部分隧道采用具有节能环保、寿命长等优点的LED灯具代替传统的发光效率低、损耗大的高压钠灯。通过对比了LED灯具与传统高压钠灯，论述了LED应用于隧道照明的优势。在灯具安装方面，目前研究者们通过建立隧道照明灯具布置模型，分析了不同布灯方式和照射角度对隧道照度、均匀度、路面亮度的影响，得出了交错布置、150°照射角度情况下，隧道内照明效果最佳。在照明控制系统方面，控制方法逐渐由时序分级调光控制方法向实时分级调光控制方法过渡。目前，多数实时分级调光控制方法并未充分考虑周围环境因素的影响，并且分级调光方法实质上就是分级逻辑开关方法，这种控制方法节能效果并不明显，同时也造成隧道照明亮度不均匀的现象。为了解决隧道照明“节能”与“安全”这一重大矛盾，又出现了一种无级调光控制方法。无级调光每级调整的范围较小且更精确，但目前正处于研究阶段。提出模糊控制算法，将隧道外亮度与车流量作为输入量，计算出隧道内照明亮度。设计了可根据隧道外环境和隧道内基本情况来调节LED灯具亮度的调光控制系统。

3节能型电气设备应用分析

3.1建立和完善行业技术标准

近年来，我国发布了多项关于公路隧道照明问题的文件，包括隧道通风照明设计规范，照明设计细则，照明灯具等，逐渐完善公路隧道照明行业的标准。然而该类设计规范和设计标准不全面，隧道内所使用的洞内照度仪、LED灯、LED诱导灯、洞外亮度仪等照明设备缺乏行业技术标准，需要编制关于隧道定向光照明设计指南。

3.2结合隧道主体环境状况对照明设施进行优化

通过对现阶段隧道结构的研究了解到，隧道大多是由入口段、过渡段、出口段这3部分组成的，3部分的长度基本相同，无基础照明段。因此，在照明设计时，其照明参数的计算可结合现有规定要求实行准确测算，加强照明功率及亮度设置的合理性。通常情况下，以5000m隧道照明设施安装功率为参照点，250m左右的隧道照明功率应为其的50%左右；1000m隧道的照明功率在65%～75%。不过因为环境条件的不同，所以在照明功率确定前，需先对现场环境予以勘查，并结合现场环境特征调节照明功率。尤其是一些短隧道，应通过观察其通视状况，运用简化或者取消照明的方式，配合电光的诱导以及路面的电光安全装置，解决隧道中照明消耗问题。通过简化或取消短隧道照明，让照明标准适应近期修订的隧道照明基本思路。

3.3推广应用新型隧道照明技术

技术人员应研发新型隧道照明系统，如研发色温可调节的LED照明设备用于隧道入口，解决晴天与雨雾天气的灯光转化问题；研发用于短隧道照明的风能和太阳能等新能源发电技术；研发隧道洞口的减光与遮光技术；解决隧道内照明环境与土建装饰材料的协调性问题；蓄能自发光与反光涂料在小流量隧道以及夜间照明节能应用等，以实现典型工程示范化与产品技术开发产业化。

3.4照明参数设计

在隧道照明设计中，要想加强供配电节能技术应用的合理性，首要工作是对隧道洞口的亮度实行合理选择和规划，隧道洞口位置所占的照明功率相对较大，照明能耗相对较多，而且其又是连接洞外的主要媒介，照明亮度的合理调节对于增强隧道照明效果，降低照明设计成本有着重要意义。但照明亮度又是无法实际测量的，需要通过查表方式了解和计算相关数值，并对存在的误差予以及时发现和调整，加强照明参数设计的合理性。目前，在实践研究中已经得到一种新的取值方法，同以往设计形式相比，新方法可降低10%～15%能源的费用，值得推广和使用。在洞口亮度调节完成后，还要对隧道基础段照明亮度实行调整和优化，如此才能加强隧道照明系统设计的合理性，照明参数规范的准确性。针对隧道中的基本段，其主要的信息包括交通流量和时间信息，在具体运行过程中，要将这些信息作为出发点，合理对照明系统进行控制，强化节能效果。

3.5合理设置通风系统

首先明确风机数量，减少闲置风机和备用风机。按照隧道内交通量增长情况，采用一次设计分期实施方案，以此实现通风节能效果，还能够防止通风系统超规模设置。隧道入口的第1组射流风机应与隧道进口控制在100m左右，通过调整该参数，不会影响隧道自然通风。风机配电设施占据总通风系统投资的60%，在缩短第1组风机与洞口布设距离后，临近各种风机的电缆减少100m，可以降低通风系统的成本造价。

3.6电磁感应灯

如今，无极灯和电磁感应灯是一种全新的照明灯具，两者在照明中展现出了十分显著的优势，其寿命较长、光效较高，而且也可减少能源消耗和环境污染，在室内和景观照明中得以广泛应用。电磁感应灯利用了传统电源电感镇流器输入电压下降10%后，输出功率降低20%，照明度也因此下降了20%以上。为确保电源电压波动处于规定的范围，且其照明度能够满足设计的要求，设计人员应将灯泡功率提高20%，增大照明度。无极灯的输出功率不会受到电源电压变化的影响，因此其无需考虑电源电压变化对灯光照明度所产生的影响，其能够充分满足节能的要求。

结束语

综上所述，随着国家对于节能减排的要求不断提升，隧道通风照明节能技术能够满足时代发展要求，照明节能也将朝着绿色照明方向发展。在未来发展中，技术人员将不断加大照明节能技术的研究力度，注重理论知识创新与升级，建立健全行业标准体系，全面提升隧道照明节能效率与质量。

参考文献

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