【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及供电，特别是涉及一种智慧高速公路贯通直流供电系统及其关键参数计算方法。
技术介绍
1、随着智慧高速公路的建设，越来越多的用电设备需要布置在高速公路沿线。现有的技术中，一般为用电设备供电的方式，是高速公路收费站、服务区等处设置的变电所通过铺设的电力电缆以交流制式向远距离设备如沿线摄像头、补光灯等供电。由于技术限制，其存在供电半径小、电缆截面积大、经济性欠佳、且在偏远地区外部电网接入点稀少，就地取电困难的缺点。
2、还有就是，随着高度公路沿线智慧设备的数量及功率增加，电缆的截面需求量更大，因此改造时，改造项目往往还伴随着供电电缆改造，工程费用高，且在原供电线未覆盖区域，还需敷设新的供电线缆，有时末端电压等参数难以满足设备要求，工程难度进一步加大。另外，近年来太阳能、风能等新能源供电形式应用于高速公路的用电设备供电逐渐成熟，但是，现有的高度公路交流供电方式，传统的供电拓扑难以满足新能源的直接接入，技术难度高。
技术实现思路
1、为了克服现有高速路为用电设备供电方式，由于技术所限，存在如背景所述弊端，本专利技术提供了一种专为高速公路智慧监测、通信、通风等机电设备供电，在相关设备及方法共同作用下，能解决高速公路新增机电设备就地取电困难，新能源电源接入性差，既有供电系统升级改造困难等问题，为智慧高速公路沿线机电设备起到了安全可靠、造价低廉、拓展性强的供电效果，并还具有对通信线路干扰小优点的智慧高速公路贯通直流供电系统及其关键参数计算方法。
2、本专利技术解
3、智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于包括贯通供电线路、局端机、远端逆变器、远端斩波器和t接端子及t接箱中的一种；所述贯通供电电缆在高速公路沿线铺设、贯通供电线线缆在管道、管廊中铺设；所述局端机安装在高速公路收费站及服务区有外部电源接入条件地方的供电机房内；所述远端逆变器安装在智慧灯杆、etc门架、隧道风机、隧道照明等用电负荷处，远端斩波器安装在包括风力发电机及太阳能发电机新能源电源处；所述t接端子、t接箱中的一种安装在远端逆变器和远端斩波器接入贯通供电电缆处；所述局端机在无新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以ac电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过t接端子及t接箱中的一种电性连接；所述局端机在有新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以ac为电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过t接端子及t接箱中的一种电性连接，新能源电源经过远端斩波器升压至供电线路额定电压，通过t接端子及t接箱中的一种电性连接并与贯通供电线路电性连接；智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，贯通供电线路的导线截面计算根据导线的温升、短路热稳定、电压损失、经济技术条件对所选截面进行校验，并按照最不利的条件确定。
4、进一步地，所述贯通供电线路电压选用400vdc~1800vdc之间，优选750v dc。
5、进一步地，所述远端逆变器输出电压为交流220vac。
6、进一步地，所述局端机与远端逆变器容量根据负载需求制定。
7、进一步地，所述贯通供电线路的导线截面按温升选择中，应用的公式如下，、i<=k1k2k3i0，式中， ijs 为最大负荷计算电流， k1为不同敷设方式下的修正系数， k2为多回路并列敷设时的修正系数， k3为不同土壤热阻系数下的修正系数， i0为电缆在标准敷设条件下的额定载流量a。
8、进一步地，所述贯通供电线路的导线截面按短路热稳定选择中，应用的公式如下，，式中， smin为导体满足短路热稳定的最小截面积， qt为短路电流热效应； c为导体的热稳定系数， ik为短路处的最大三相对称短路电流初始值， tk为短路持续时间，是保护动作时间 tb与断路器全分断时间 tl之和。
9、进一步地，所述贯通供电线路的导线截面按电压降在允许范围内选择中，应用的公式如下， ，式中，∆ u% 为线路电压损失百分数，∆ up% 三相线路每1kw•km 的电压损失百分数， pi为有功负荷 （kw）； li 为线路长度。
10、进一步地，所述贯通供电线路的导线截面按经济条件选择中，应用的公式如下，，式中，sec 为最佳经济截面，j 为导体的经济电流密度；ijs 为最大负荷计算电流。
11、本专利技术有益效果是：本专利技术相比现有方案具有以下优势：由于贯通供电电缆有多路电源进线，在出现某一电源故障时，其他电源仍然可供设备正常工作，这样，可靠性更高；采用统一的供电制式，便于设备接入管理，应用更加灵活；新设备接入方便，设备加入时，可采用t接端子接入贯通供电线路；电源接入方便，新能源电源一般为直流输出，可通过斩波接入贯通供电线路；系统拓展性强，新建高速公路贯通供电线路可连接入既有贯通供电线路。本专利技术为高速公路的稳定、经济可靠供电等起到了有利技术支持，综上，本专利技术具有好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于包括贯通供电线路、局端机、远端逆变器、远端斩波器和T接端子及T接箱中的一种；所述贯通供电电缆在高速公路沿线铺设、贯通供电线线缆在管道、管廊中铺设；所述局端机安装在高速公路收费站及服务区有外部电源接入条件地方的供电机房内；所述远端逆变器安装在智慧灯杆、ETC门架、隧道风机、隧道照明等用电负荷处，远端斩波器安装在包括风力发电机及太阳能发电机新能源电源处；所述T接端子、T接箱中的一种安装在远端逆变器和远端斩波器接入贯通供电电缆处；所述局端机在无新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以AC电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过T接端子及T接箱中的一种电性连接；所述局端机在有新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以AC为电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过T接端子及T接箱中的一种电性连接，新能源电源经过远端斩波器升压至供电线路额定电压，通过T接端子及T接箱中的一种电性连接并与贯通供电线路
2.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于，贯通供电线路电压选用400VDC~1800VDC之间，优选750V DC。
3.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于，远端逆变器输出电压为交流220VAC。
4.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于，局端机与远端逆变器容量根据负载需求制定。
5.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，其特征在于，贯通供电线路的导线截面按温升选择中，应用的公式如下，、I<=K1K2K3I0，式中，Ijs 为最大负荷计算电流，K1为不同敷设方式下的修正系数，K2为多回路并列敷设时的修正系数，K3为不同土壤热阻系数下的修正系数，I0为电缆在标准敷设条件下的额定载流量A。
6.根据权利要求5所述的智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，其特征在于，贯通供电线路的导线截面按短路热稳定选择中，应用的公式如下，，式中，Smin为导体满足短路热稳定的最小截面积，Qt为短路电流热效应；C为导体的热稳定系数，Ik为短路处的最大三相对称短路电流初始值，tk为短路持续时间，是保护动作时间tb与断路器全分断时间tl之和。
7.根据权利要求5所述的智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，其特征在于，贯通供电线路的导线截面按电压降在允许范围内选择中，应用的公式如下，，式中，∆ u% 为线路电压损失百分数，∆ up% 三相线 路每1kW•km 的电压损失百分数，Pi为有功负荷 （kW）；li 为线路长度。
8.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，其特征在于，贯通供电线路的导线截面按经济条件选择中，应用的公式如下，，式中，Sec 为最佳经济截面，j 为导体的经济电流密度；Ijs 为最大负荷计算电流。
...【技术特征摘要】
1.智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于包括贯通供电线路、局端机、远端逆变器、远端斩波器和t接端子及t接箱中的一种；所述贯通供电电缆在高速公路沿线铺设、贯通供电线线缆在管道、管廊中铺设；所述局端机安装在高速公路收费站及服务区有外部电源接入条件地方的供电机房内；所述远端逆变器安装在智慧灯杆、etc门架、隧道风机、隧道照明等用电负荷处，远端斩波器安装在包括风力发电机及太阳能发电机新能源电源处；所述t接端子、t接箱中的一种安装在远端逆变器和远端斩波器接入贯通供电电缆处；所述局端机在无新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以ac电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过t接端子及t接箱中的一种电性连接；所述局端机在有新能源电源接入时，以设置在收费站、服务区的变电所为起点，局端机以ac为电源供电，整流电性连接至直流母线，直流母线与贯通供电线路电性连接，远端逆变器与贯通供电线路通过t接端子及t接箱中的一种电性连接，新能源电源经过远端斩波器升压至供电线路额定电压，通过t接端子及t接箱中的一种电性连接并与贯通供电线路电性连接；智慧高速公路贯通直流供电系统的关键参数计算方法，贯通供电线路的导线截面计算根据导线的温升、短路热稳定、电压损失、经济技术条件对所选截面进行校验，并按照最不利的条件确定。
2.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于，贯通供电线路电压选用400vdc~1800vdc之间，优选750v dc。
3.根据权利要求1所述的智慧高速公路贯通直流供电系统，其特征在于，远端逆变...
【专利技术属性】
技术研发人员：高保，钟源，代文平，王志强，李剑，李一锋，何宏国，袁勇，王尧，陈刚，肖琨，唐伟，贺毅，付洪，姜弘，
申请(专利权)人：四川艾德瑞电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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