高速公路隧道照明节能管理系统「隧道通信」

时间：2023-04-04 14:05:01来源：搜狐

今天带来高速公路隧道照明节能管理系统「隧道通信」，关于高速公路隧道照明节能管理系统「隧道通信」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

节能电气设备在工程建设领域的应用频率持续提高，具体至高速公路隧道工程中，管理单位等相关主体的节能意识增强，对供配电系统的节能水平提出更高的要求，因此准确认识供配电系统的发展状况并采取相适应的节能型发展策略极具现实意义。

1.公路隧道供配电系统的现状分析

（1）供电系统方案存在差异。设计人员对隧道用电设施的认识具有差异性，且国内在此方面尚处于发展初期阶段，无丰富的参考资料，因此隧道供电系统方案呈现出良莠不齐的局面，伴有能源浪费、稳定性不足等问题。

（2）未实现物尽其用。设计工作中易忽略用电设施的实际工况，导致硬件配置与实际建设需求缺乏均衡性。工程实践表明部分隧道变压器的负载率仅维持在10%～30%的低位水平，其资源浪费现象明显。

（3）隧道运营电费较高。隧道照明系统的应用水平普遍偏低，节点设备未得到广泛的应用，导致隧道运营期间在电力资源方面的成本投入相对较高。

2.研究内容

鉴于高速公路隧道供配电系统现阶段的发展局限性，以可靠性、经济效益性等要求为导向，创建科学的评价体系，以客观的方式分析供配电系统方案的实际应用水平，从而提出几点发展对策，旨在给供配电系统系统的节能型发展进程助力。

2.1隧道供配电方案研究

公路隧道运营环境特殊，安全是首要追求目标，且隧道工程建设也逐步将安全防控工作提上日程。其中，供配电系统的运行稳定性将直接对隧道内其他机电设备的使用状况带来影响，若某环节存在问题均容易导致隧道内设备机群处于瘫痪的局面，从而造成大规模的事故。对此，亟需探讨相适应的评价方法，客观评价隧道供配电系统的使用状况。

（1）可靠性评估原理。基于工程系统的可靠性评估工作中，串、并联模型或是复杂系统分析方法均具有可行性，此类方法的通用性较强，在绝大部分配电网可靠性分析中得到广泛的应用。在此类方法的支持下可有效精简计算流程，避免其过于复杂的问题。

（2）可靠性分值确定。结合“电力系统可靠性准则”所提出的相关要求，各项可靠性指标均通过10分制的方式表示，在得到系统可靠性得分后，通过数值模型的方式精准呈现，以便快速阅读和深入理解，见式（1）：

（1）式中，S为系统供电可靠性分值，采用10分制表示方法；用户停电时间取值区间设为0～1000h，根据实际情况进行判断，若超过1000h则得0分；ASAI为系统供电可用率，取值区间为0～1。则：

（2）式中，NG为系统总用户数；8760为每年的小时数；Ui为用户i的平均年停运时间，h；Ni为用户i故障时受影响的用户数；SAIDI为系统平均停电持续时间，h。

以上述所提理论为基本依据，可探明可靠性分值与可靠性水平两者所具备的关联，具体内容如表1所示。

表1 系统可靠性分值与可靠性水平的关系

2.2不同长度隧道供配电方式研究

特长隧道的建设规模相对较大，运营环境错综复杂，在分析供配电方式时应重点考虑到照明变压器的位置情况，此处提出变压器的3种布设间距控制标准，即1000m、1250m及1500m，围绕各方式下的综合费用展开对比分析，以期确定最为可行的方案。经分析与总结后得出各方案的费用投入情况，具体内容如表2所示。

表2 隧道单洞供配电工程综合费用比较（单位：元）

根据表2内容可以得知，间隔1500m是较为合适的方式，其投入的综合费用相对较少。

3.节能型电气设备的工作原理及具体运用

科学技术日新月异，市面上相继出现各类节能电器设备，厂家提供的资料具有参考价值，但各类节能设备的实际应用情况究竟如何，还需要通过可行的方法加以论证。

3.1EPS和UPS应急电源设备可靠性与能效初步试验

试验的核心在于充分考虑失电切换速度和能耗损失情况。通过对EPS和UPS应急电源设备各自应用特性的分析可知，一个为后备式，一个为在线式，内部各元件的能耗量具有差异性，以硅整流装置的能耗最为明显。经试验后可以发现，从能耗角度来看UPS应急电源设备相对更高。

（1）系统组成。创建1:1的实验隧道配电室并置入EPS应急电源设备，具体需考虑供电系统照明回路的基本特点，利用电缆将EPS应急电源设备串入其中。

（2）试验内容。重点围绕EPS与UPS各自的节能特性展开试验分析。分别将两类应急电源设备串入照明回路，为便于分析，配置高精度的电能计量装置。以相同运营时间为基本前提正式展开试验，期间记录电能的消耗情况，分析各自的节能效果并给出客观评价。

EPS切换速度试验。以既有的供电系统为基础，选择EPS应急电源设备后，以合理的方式将其串入该系统的照明回路中。若无误则分别单次开断和频繁开断，期间密切关注照度、灯光闪烁及波形的具体情况，从而对EPS应急电源设备的应用状况做出评价，分析其是否与隧道机电系统运行要求相符。

通过对高速静态开关切换瞬间电压的分析可知，输出的正弦波具有完整性，无任何断点现象。并且根据各区间的波形展开进一步分析，可得知高速静态开关切换＜2ms。

（3）试验数据。根据能耗数据可知，EPS具有更显著的节能特性，其比UPS节能11.9%，以相同场景下的1d运营时间为例，EPS比UPS节电59.7︒。除此之外，EPS内置的逆变器在正常状况下均处于备用的状态，而对于UPS的逆变器而言则需要持续性运转，因此后者的耐久性欠佳，电池的更换频率较高。

3.2调压调流设备节能效果试验

相比于正常供电电压而言，隧道照明灯具的电压相对更高，且此现象在午夜后用电低峰时体现得更为明显。多余的电压并未得到有效的应用，反而明显提高设备的电费，且随着时间的延长灯具发热的问题更为普遍，灯具的使用寿命明显缩短。根据此特点可以在午夜后用电低峰时段采取针对性的节电措施。

（1）系统组成。创建实验隧道配电室，将调压调流节能设备置于其中，利用电缆将其串入照明回路。综合调节多抽头变压器和静态开关，通过此方式达到节能调节的效果；照明灯具运行过程中需调整其输入电压，通过此方式提高节能水平；此外，配置的补偿变压器等相关设备可根据实际需求快速自动补偿，以便向负载输出良好的正弦波电压。

（2）试验内容。选择调压调流节能设备，将其串入照明回路中，且为了便于检测与分析还需配置电能计量装置。共设置4类电压状态，具体为380V、390V、400V、410V，利用接触式调压器分别调节，以达到特定的电压值，在相同时间的前提下展开试验，记录电能的消耗情况并根据所得结果展开分析。

（3）试验数据。根据试验检测数据可知：以356V电压为参照基准，依次判断调压调流节能设备输入端的电压，分别分析在各条件下的节能情况，380V、390V、400V、410V分别对应的是17.5%、20.2%、25.3%、30.9%。除此之外，若电压为356V，此时其创造的照明效果并未受到明显影响，从人的理论视觉来看，仅降低约2.2%，如表3所示。