1概述
高速公路，簡(jiǎn)稱高速路，是指供汽車高速行駛的公路。
近年來，我國(guó)的高速公路發(fā)展非常迅速，已形成遍布全國(guó)的高速公路網(wǎng)，它在對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也對(duì)高速公路管理及運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化、智能化提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。高速公路自動(dòng)化管理系統(tǒng)一般由通信、收費(fèi)、監(jiān)控和供配電4個(gè)子系統(tǒng)組成，而通信、收費(fèi)和監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)是供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速公路沿線的變電站內(nèi)的高低壓配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器 、UPS、EPS 、外場(chǎng)照明、隧道內(nèi)的理地式變壓器與照明 、通風(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)控和集中管理 , 實(shí)現(xiàn)無人值守 , 確保高速公路安全暢通 , 提高自動(dòng)化管理水平 , 降低機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本 。
高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道變電所、服務(wù)區(qū)變電所、收費(fèi)站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風(fēng)機(jī)控制箱等區(qū)域的電力綜合監(jiān)控。
2項(xiàng)目需求
高速公路供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)維護(hù)的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
● 巡檢工作量大：由于變電所分布在幾十至幾百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；
● 設(shè)備發(fā)生故障后上報(bào)不及時(shí)、維修效率低；
●維護(hù)、維修狀態(tài)無法實(shí)時(shí)監(jiān)控，維護(hù)、維修進(jìn)度無法及時(shí)督查跟蹤；
● 缺乏信息化手段進(jìn)行設(shè)備管理維護(hù)，導(dǎo)致隱患無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)；
●由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管平臺(tái)，機(jī)電設(shè)施運(yùn)行狀況無法及時(shí)、準(zhǔn)確掌握。
●無法實(shí)現(xiàn)綜合查詢分析，提供輔助決策支持；
● 無法即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難；
針對(duì)高速公路傳統(tǒng)維護(hù)的缺點(diǎn)，為了保障高速公路供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行并減少維護(hù)人員的工作量，設(shè)計(jì)了一套高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能如下：
● 對(duì)配電房?jī)?nèi)的變壓器、開關(guān)柜電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；
● 對(duì)配電房?jī)?nèi)的UPS、EPS電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)監(jiān)測(cè)到UPS和EPS的電池電壓過低時(shí)，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，避免停電后無法操作斷路器；
● 對(duì)配電房?jī)?nèi)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)發(fā)電機(jī)油箱的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免油位過低影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，以及柴油被盜后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警；
● 對(duì)配電房?jī)?nèi)饋線回路的漏電電流、線纜溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和異常報(bào)警；
● 對(duì)隧道的照明回路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)隧道的引道照明回路和加強(qiáng)照明回路進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)控制；
● 隧道內(nèi)消防疏散通道、出口有明顯的指示燈具，并可以通過不同應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行緊急控制；
●根據(jù)隧道配電房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w濃度及煙霧啟停排風(fēng)風(fēng)機(jī)；
●監(jiān)測(cè)隧道配電房?jī)?nèi)部環(huán)境溫濕度，煙霧、甲烷等可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制；
● 監(jiān)控軟件采用B/S架構(gòu)，接入以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過瀏覽器、手機(jī)APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和異常報(bào)警，并可通過系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務(wù)。
3方案設(shè)計(jì)
根據(jù)高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)要求，方案配置綜合監(jiān)控系統(tǒng)和子系統(tǒng)解決方案。
● 變電所電力監(jiān)控子系統(tǒng)
● 電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)
● 消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)
●消防應(yīng)急照明和疏散子系統(tǒng)
● 高速公路供配電運(yùn)維管理云平臺(tái)方案建立基于云平臺(tái)的“監(jiān)、控、維”一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。
3.1 電力監(jiān)控子系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)隧道變電所、箱式變電站、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，主要是服務(wù)對(duì)象為高速公路供配電系統(tǒng)的維護(hù)人員，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。
3.1.1 電力監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型
變電所高低壓柜主要配置如下：
3.1.2 電力監(jiān)控子系統(tǒng)功能
●實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。
●詳細(xì)電參量查詢
在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線。
● 運(yùn)行報(bào)表
查詢各回路或設(shè)備指定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。
● 實(shí)時(shí)報(bào)警
電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。
● 歷史事件查詢
電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
●電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。
● 用戶權(quán)限管理
電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
●遙控操作
電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點(diǎn)擊相應(yīng)的斷路器遙信點(diǎn)調(diào)出遙控操作界面，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
●網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。