浅析长大公路隧道供配电系统设计与应用

浅析长大公路隧道供配电系统设计与应用

摘要：高速公路隧道一般都建在地形较为复杂的地区，如山区、丘陵、沟壑等

地带，因山区的供配电条件较为薄弱，对于一些长大公路隧道而言，供配电系统

的稳定化对隧道的运营与管理作用重大。文中以秦岭终南山公路隧道供配电方案

设计与实践效果进行简述，肯定其设计合理与运行稳定的同时，也为提升交通服

务水平奠定了基础。

关键词：公路隧道运营安全供配电系统

1引言

秦岭终南山隧道全长18.020公里，为上、下行线双洞双车道。进口位于西安

市长安区石砭峪乡青岔村石砭峪河右岸，高程为896m；出口位于柞水县营盘镇

小峪街太峪河右岸，高程为1026m。洞内设人字形纵坡，最大纵坡为1.1%，最大埋深为1640m，隧道内的用电负荷主要为：应急照明、一般照明、射流风机、轴

流风机、通信监控设备等。其中一级负荷为一般照明、应急照明、通信监控设备、轮流风机、排烟用射流风机；其余射流风机等为二级负荷。隧道外的用电负荷主

要有：消防设施、设备控制、检查站及配套设施；主隧道南口设110/35/10kV变

电所一座向主隧道及引线隧道供电，为保证管辖区内监控等重要负荷供电，设置

发变配电所1座，接引2回10kV外部电源供电，且配置备用柴油发电机组；其

它建筑按区域设箱式变电站进行供电。

2隧道供配电系统框架介绍

秦岭终南山隧道内各类负荷由洞内10/0.4kV箱式变电站和竖井风机房35/6kV

变电所供电。10/0.4kV箱式变电站设于车行横通道支洞内，间距为1.5km左右，

每座箱式变电站设两台变压器，高压侧为单母线接线，低压为单母线分段接线。

正常情况下，两台变压器同时运行；当一台变压器检修或故障时，由另一台变压

器向所有负荷供电。每座箱式变电站的两路10kV电源分别由东、西线隧道内引

自南口110/35/10kV变电所的4回10kV干线电缆线路依次轮换接引。由南口

110/35/10kV变电所各馈2回35kV干线电缆向隧道内竖井风机房35/6kV变电所

环网供电，两回干线分别敷设于东西线隧道。秦岭终南山公路隧道供配电系统结

构图如图1所示：

各变电站的具体设置与功能如下：

（一）110KV小峪变电站：

该变电站共2路进线，其中梁峪线（21.259km）为主供电源和小峪T接线（5.899km）为备用电源，经变电站2楼高压组合电器（包含进出线间隔和主变

间隔各两套设备，进出线间隔控制梁峪线进入变电站；主变间隔负责给变压器送电，其中包含控制断路器、电压、电流互感器等）。

（1）主控室设备包含6部分。（1）1#、2#主变保护测控屏1组（包含操作箱、高压侧、中压侧、低压侧进线保护装置、控制器和温控器，其中控制器作用

为档位调整主变输出电压）；（2）微型机监控直流电源充馈电柜1组（包含充

电监控模块1台，充电机模块3台，控制馈路开关、合闸馈路开关、事故照明、

蓄电池和交流进线开关）；（3）直流电源蓄电池柜2组（共108块蓄电池）；（4）交流屏1组，作用为交直流互换，给电池组供电和负责全站照明、插座供电；（5）电度表屏1组，含小峪线电表2个，1主1备；（6）通讯屏1组，负

责给后台电脑进行数据传输。

（2）10KV设备室，1主1备，共2套。进线柜一路给所有变电站供电，一

路进入压互避雷器柜、再经过母线隔离开关柜到馈线柜。共6路馈线，2路负责

给隧道内单数10KV箱变供电，2路负责给隧道内双数10KV箱变供电，1路南口

救援中心供电，1路对南口高位水池、桥下房间和南口高杆灯供电。

（3）35KV设备室，1主1备，共2套。经进线柜到压互避雷器柜，再到母

线隔离柜，到馈线柜，共2路馈线，给隧道内3个竖井供电，顺序为3#-2#-1#。

还有电抗器馈出柜和电抗器柜。供电所消防设备包含：主控室和通信室为七氟丙

烷自动控制灭火系统，其余房间均为1个推车灭火罐和2个手提干粉灭火器

（4kg）。

（二）35KV竖井变电站：

秦岭终南山公路隧道内共3个竖井分别设置一个35KV变电站，采用双回路

供电，主要负责竖井轴流风机的供电和竖井内的基本照明。

（1）竖井配电室。由隧道南口110kv变电站到35kv组合电器（包含断路器、母联、隔离开关、电流、电压互感器和避雷器等），再经35kv变压器转变为6kv

到ABB高压开关柜（进线柜1路到转接柜给所用变柜供电，提供竖井内照明设备

供电；1路到母联断路器柜，电容器柜连接。东西线轴流送风、排风机柜和送排

风备用柜），直接供给软启动柜启动轴流风机。

（2）通讯监控室。通讯屏柜、蓄电池组柜、微机智能高频开关电源的交流屏监控显示所用变送电线路运行情况，直流屏监控和控制蓄电池充放电。

（3）消防室。共有9个150L的七氟丙烷气瓶和自动灭火装置，分别对配电室、控制室和电容室进行灭火，2个手提式干粉灭火器（4kg）。

（4）风机房。隧道通风竖井风机房共安装32台大型轴流风机，其中送风风

机17台，排风风机15台。风机采用直接传动方式，动叶可调设计。每个竖井现

场可以通过触摸屏对轴流排风机进行就地操作；对于轴流送风机在风机侧操作台

进行就地操作。

（三）10KV箱式变电站：

隧道内共13个10KV变电站，每个变电站包含2台变压器，对隧道内照明设备，射流风机和监控设备进行双回路供电。

每处10KV箱变，一侧箱变内包含2个变压器温度控制器、2个进线柜、2个

电容补偿柜、4个馈线柜（包含照明、射流风机、通信干线、备用线路模块，均

为抽屉模块）和联络柜；另一侧箱变为4组风机控制柜、EPS控制柜和UPS控制柜。其中EPS为三相应急电源，正常情况下处于睡眠状态，主要在市电中断后，

对应急照明和消防逃生标志进行供电；UPS为不间断电源，市电停电后，可持续

10-30分钟，以便保存各种数据。

3结论

秦岭终南山公路隧道作为目前亚洲最长的高速公路隧道，运营10年多以来，从未发生过一起重大安全责任事故及重大火灾事故，很大程度得益于其完善的供

配电系统及丰富可靠的管理制度与经验，从而进一步完善了特长公路隧道供电系

统的理论研究与实践经验，为长大公路隧道建设与管理奠定了基础。

参考文献：

[1]余晓金.隧道电气设计中应注意的几个问题[J].城市建设理论研究，2016（31）.

[2]杜逸伦.公路隧道供电系统可靠性的研究[D].长安大学，2013.

[3]朱兴智.隧道供电系统的安全管理与合理化设计[J].电子制作，2014（17）：258-259.