高速公路电能质量监测与治理系统解决方案

时间：2022-11-28

摘要：高速公路机电系统的运行，依靠供配电系统提供的电能支持。随着机电系统建设的逐步完善，高速公路供配电系统已经发展成为电力供电系统的一个重要分支，因此对高速公路供配电系统的质量检测显得尤为重要。高速公路机电系统中的变压器、照明灯具、不间断电源等机电产品以及一些非线性负载在产生谐波的同时也会降低功率因数，谐波的产生会对整个供电系统产生不利影响，功率因数低会导致电能的损耗，从而使高速公路的运维面临很大问题。本文根据高速公路的现状，分析高速公路负载的特性、谐波产生的原因以及电能质量需求，并提出来相应的系统解决方案。

关键词：高速公路；机电系统；电能质量；谐波危害及治理；系统解决方案

0.引言

近年来，随着高速公路的飞速发展，高速公路机电设备也日益增加(如变压器、隧道灯具，机电产品和不间断电源不断增加)，对这些设备的日常使用、工作寿命和维护更换都提出了更高的要求，这样对他们的供电系统也提出了要求，而供电系统主要由变压器(典型配置为10kV/400V型的降压变压器)、柴油发电机和不间断电源组成。其中不间断电源(包括UPS、EPS)为机电设备提供了供电的高可靠性，但由于其非线性特性，产生谐波污染，其中高次谐波对机电设备中的通信传输设备和高性能服务器等都有很大的干扰;低次谐波会降低变压器设备和线路的使用寿命，且谐波电流对供电系统产生很大功耗; 并且隧道灯具和机电产品等设备也产生谐波污染；同时这些负载有一部分属于感性负载，会降低功率因数，因此对高速公路供电系统进行全面的电能质量治理，才能满足机电设备使用的要求。

1.高速公路负载分类和特性

1.1高速公路负载分类

高速公路用电设备除少数电阻性负载外，有一部分用电设备属于感性用电负载，例如高压钠灯、变压器等设备。其余大部分设备为非线性负载，例如计算机、网络设备、收费车道设备、摄像机、可变情报板、各类检测器以及LED照明灯等。

高速公路供配电系统是采用集中或相对集中供电所用电源从发电厂或从附近地区的高压电网引出10kW或35kW高压送**速公路的变电所，用低压变压器产生220V或380V的供电电压，然后再由低压配电屏及输电线送至有关用电设备。当市电停电或出现故障不能正常供电时,则由自备柴油发电设备发电供电。

隧道变电所重要负荷一般为应急照明设施、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施以及部分消防设备等。隧道都处在比较偏远的地段，采用乡电比较多，由于乡电本身就不稳定，经常面临着停电的风险，一般采用EPS应急电源。如所带负载有设备对电压要求高的可由UPS供电。

收费站变电所重要负荷一般为通信系统、收费系统、监控系统等。常设有UPS为操作机构、监控设备、测控单元及ATS供电。

6.结论

自**以来，我国高等级公路得到迅猛发展。与此同时，高速公路的扩容与升级对高速公路配电需求也越来越高，人们对配电的电能质量也是越来越重视。本文通过分析目前高速公路沿线用电设施的特点和性能、谐波源的特性、治理需求以及痛点，并针对高速公路所面临的电能质量问题，在相应配电系统配置合理的电能质量监测与治理系统解决方案，以监测电网电能质量数据、实现补偿无功功率和抑制谐波，减少线路损耗的目的，从而起到提高电网的安全和经济运行，**设备的性能以及降低能耗的目的。

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