高速公路供配电监控系统解决方案

高速公路，简称高速路，是指供汽车高速行驶的公路。

近年来，我国的高速公路发展非常迅速，已形成遍布全国的高速公路网，它在对国家经济发展作出突出贡献的同时，也对高速公路管理及运营的自动化、智能化提出了严峻的考验。高速公路自动化管理系统一般由通信、收费、监控和供配电4个子系统组成，而通信、收费和监控系统稳定运行的基础是供配电系统的稳定运行。

高速公路供配电监控系统对高速公路沿线的变电站内的高低压配电设备、发电机、变压器 、UPS、EPS 、外场照明、隧道内的理地式变压器与照明 、通风及排水等机电设备进行实时分布式监控和集中管理 , 实现无人值守 , 确保高速公路安全通畅 , 提高自动化管理水平 , 降低机电设备的运行维护成本 。

高速公路供配电监控系统包括隧道变电所、服务区变电所、收费站变电所、沿线箱式变电站、互通枢纽、路灯电源、风机控制箱等区域的电力综合监控。

图1 高速公路监控对象

2.项目需求

高速公路供配电系统传统维护的缺点有以下几点：

1、巡检工作量大：由于变电所分布在几十至几百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；

2、设备发生故障后上报不及时、维修效率低；

3、维护、维修状态无法实时监控，维护、维修进度无法及时督查跟踪；

4、缺乏信息化手段进行设备管理维护，导致隐患无法及时发现；

5、由于缺乏统一的监管平台，机电设施运行状况无法及时、准确掌握。

6、无法实现综合查询分析，提供辅助决策支持；

7、无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难；

针对高速公路传统维护的缺点，为了保障高速公路供配电系统的稳定运行并减少维护人员的工作量，设计了一套高速公路供配电监控系统，该系统的主要功能如下：

1、对配电房内的变压器、开关柜电气参数进行监控；

2、对配电房内的UPS、EPS电气参数进行监视，当监测到UPS和EPS的电池电压过低时，及时进行维护，避免停电后无法操作断路器；

3、对配电房内的发电机进行监控，并对发电机油箱的油位进行实时监控，避免油位过低影响发电机正常运行，以及柴油被盗后能及时发现并报警；

4、对配电房内馈线回路的漏电电流、线缆温度进行监测和异常报警；

5、对隧道的照明回路进行远程控制，对隧道的引道照明回路和加强照明回路进行手动和自动控制；

6、隧道内消防疏散通道、出口有明显的指示灯具，并可以通过不同应急预案进行紧急控制；

8、根据隧道配电房内可燃气体浓度及烟雾启停排风风机；

9、监测隧道配电房内部环境温湿度，烟雾、甲烷等可燃气体监测、报警及联动控制；

10、监控软件采用B/S架构，接入以上监测数据，通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警，并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。

3.参照标准

本方案遵循的国家标准有：

GB/T 14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》

GB/T 2887-2011 《计算机场地通用规范》

GB50052-2009 《供配电系统设计规范》

GB/T 20965-2013 《控制网络HBES技术规范 住宅和楼宇控制系统》

GB 50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》

GB 14287-2014 《电气火灾监控系统》

GB25506-2010 《消防控制室通用技术要求》

GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》

GB28184-2011 《消防设备电源监控系统》

GB29364-2012 《防火门监控器》

GB51309-2018 《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》

GB/T10736-2007 《低压电动机保护器》

GB/T15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》

4.方案设计

根据高速公路供配电监控系统要求，方案配置综合监控系统和子系统解决方案。

n 变电所电力监控子系统

n 电气火灾监控子系统

n 消防设备电源监控子系统

n 消防应急照明和疏散子系统

n 高速公路供配电运维管理云平台

方案建立基于云平台的“监、控、维”一体的综合监控系统，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了高速公路监控系统中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

4.1 电力监控子系统

电力监控系统主要针对隧道变电所、箱式变电站、收费站和服务区变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表、UPS、EPS和发电机进行保护和监控，主要是服务对象为高速公路供配电系统的维护人员，对实时性要求较高。

4.1.1 电力监控子系统设备选型

变电所高低压柜主要配置如下：

4.1.2 电力监控子系统功能

实时监测

系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

详细电参量查询

在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线。

运行报表

查询各回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等.

实时报警

电力监控系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变
 

　　审核编辑：汤梓红