摘要：中國(guó)新型工業(yè)化、信息化、城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加快發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型，交通總量將保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，各項(xiàng)業(yè)務(wù)發(fā)展要求提高國(guó)家公路網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和水平。收費(fèi)站、互通樞紐、服務(wù)區(qū)、隧道等配置在高速公路沿線的供配電、照明、通風(fēng)、排水等機(jī)電設(shè)備數(shù)量急劇增加。設(shè)計(jì)一套集成的能源管理系統(tǒng)，包括電力監(jiān)控、電能計(jì)量、電能質(zhì)量控制、能耗分析、電氣安全、運(yùn)維檢查管理等。，可以有效降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提供生命證。

關(guān)鍵字：信息化；高速公路；電力監(jiān)控；電氣安全

1概述

新高速公路塊村營(yíng)(省)段供配電照明施工圖設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)交通工程機(jī)電設(shè)備和房屋建筑設(shè)施的供電。為有效供電機(jī)電和房屋建筑服務(wù)設(shè)施，本項(xiàng)目在各站區(qū)設(shè)置了10kV室內(nèi)變電站，柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，確保重要負(fù)荷用電。

交通工程機(jī)電設(shè)備和房屋建筑設(shè)施的電源接入。為有效供電機(jī)電和房屋建筑服務(wù)設(shè)施，本項(xiàng)目在隧道、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、管理中心等場(chǎng)所設(shè)置變電站，以柴油發(fā)電機(jī)為備用電源，確保重要負(fù)荷用電。收費(fèi)站和服務(wù)區(qū):九圣營(yíng)收費(fèi)站、北新莊收費(fèi)站、惠縣服務(wù)區(qū)、金牛寺服務(wù)區(qū)和主停車(chē)區(qū)的供配電系統(tǒng)。隧道部分:香爐寺、橫嶺、馬溝、南湖、韓口、白藜蒿、柳園、轎頂山、南馬鞍、王莽嶺隧道的供配電系統(tǒng)。

2項(xiàng)目方案

2.1項(xiàng)目需求

1電力監(jiān)控功能要求

數(shù)據(jù)采集功能:采集電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率和監(jiān)控線路的頻率；采集變壓器溫度等。；采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)，監(jiān)控?cái)嗦菲鳡顟B(tài)；屏幕顯示功能:畫(huà)面美觀、清晰、色彩鮮艷、柔和，窗口界面風(fēng)格統(tǒng)一；顯示屏幕可以顯示在多個(gè)窗口；具有歷史數(shù)據(jù)的圖表顯示功能，顯示結(jié)線圖的實(shí)時(shí)工況、曲線(負(fù)荷曲線、電壓曲線等)。).

報(bào)表打印功能:系統(tǒng)有一個(gè)簡(jiǎn)單、方便、靈活的報(bào)表生成子程序，可以打印各種類型的日、月、年報(bào)，日?qǐng)?bào)可以保存一年，年報(bào)可以保存十年；事件記錄和回憶功能:系統(tǒng)可以記錄和打印開(kāi)關(guān)跳躍和關(guān)閉，相應(yīng)顯示屏幕變色、閃光、報(bào)警和屏幕顯示事件信息；當(dāng)系統(tǒng)對(duì)模擬量產(chǎn)生限值時(shí)，可以打印記錄并報(bào)警；系統(tǒng)具有事件回憶功能；系統(tǒng)自動(dòng)記錄發(fā)生的各種事件，方便操作人員了解供配電系統(tǒng)的歷史情況；系統(tǒng)應(yīng)該有一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)尚分析表；人機(jī)對(duì)話操作功能:

2電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)功能要求

電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)主要用于防止金屬短路、過(guò)載故障或接地電弧故障，由于線間端子或線路發(fā)熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢增大，從而引起火災(zāi)。

電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)應(yīng)具有故障報(bào)警指示功能、復(fù)位功能、消音功能等。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以在電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體要求與電力監(jiān)控相關(guān)。

3數(shù)據(jù)傳輸

電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和電氣防火監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電站內(nèi)的以太網(wǎng)交換機(jī)匯總，收費(fèi)站內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸緝?nèi)監(jiān)控系統(tǒng)交換機(jī)，服務(wù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)區(qū)監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控交換機(jī)，通信系統(tǒng)配備光纜傳輸?shù)焦芾矸种行?；?shù)據(jù)通過(guò)管理分中心的三層以太網(wǎng)交換機(jī)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控計(jì)算機(jī)。各個(gè)領(lǐng)域的弱電管道由建筑配電專業(yè)統(tǒng)一實(shí)施。

2.2產(chǎn)品需求

1AM4保護(hù)裝置

該裝置可根據(jù)不同的設(shè)備靈活配置不同的保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)10kV及以下電壓等級(jí)變配電站的保護(hù)測(cè)控功能，適用于線路、母聯(lián)、配電變壓器、PT等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能。

?采用高性能硬件平臺(tái)，工業(yè)級(jí)元件，EMC設(shè)計(jì)嚴(yán)格，具有在線自檢測(cè)試程序；應(yīng)采用獨(dú)立的CPU和獨(dú)立的RAM，采用高性能處理器作為保護(hù)CPU，配置大容量的RAM和Flash，使產(chǎn)品具有ji強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、邏輯操作和信息存儲(chǔ)能力。

?該裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機(jī)界面清晰易懂；按鈕設(shè)計(jì)靈活舒適，菜單操作簡(jiǎn)單方便；配備計(jì)算機(jī)界面調(diào)試分析軟件，調(diào)試維護(hù)簡(jiǎn)單方便。

至少有8個(gè)模擬通道，可以選擇保護(hù)電流和電壓輸入；交流電壓輸入端口應(yīng)連接相電壓、接線電壓或零序電壓或不平衡電壓，以適應(yīng)各種PT接線方式。應(yīng)具有零序零序電壓測(cè)量功能，并配合電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小電流接地選線功能。至少12個(gè)交流DC和110V/220V自適應(yīng)開(kāi)關(guān)輸入。至少5個(gè)開(kāi)關(guān)輸出；所有接口資源都支持圖形可編程和任意配置。至少有1個(gè)RS485通信接口和1個(gè)RS232維護(hù)口。

2多功能數(shù)字電表

AMC系列智能電力采集監(jiān)控裝置是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能建筑的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的智能儀器。它集成了電力參數(shù)的測(cè)量(如單相或三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視覺(jué)功率、頻率、功率因數(shù))和電能監(jiān)測(cè)和評(píng)估管理。與此同時(shí)，它還具有多種外部接口功能供用戶選擇：配有RS485通信接口，采用MODBUS-RTU協(xié)議，可以滿足通信網(wǎng)絡(luò)管理的需要；4-20mA的模擬輸出可以對(duì)應(yīng)測(cè)量的電參數(shù)，滿足DCS等接口的要求；具有開(kāi)關(guān)輸入和繼電器輸出，可以實(shí)現(xiàn)斷路器開(kāi)關(guān)的“遙信"和“遙控"功能。在實(shí)時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)中，采用高亮度LED/LCD顯示界面，通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制。常規(guī)的電力變送器和測(cè)量?jī)x器可以直接替代。該儀器作為一種智能、數(shù)字化的前端采集元件，已廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。

2.3產(chǎn)品方案

本工程10kV/0.4kV配電工程共有24個(gè)變電站，以香爐寺隧道變電站為例，如下圖所示：

3系統(tǒng)需求

為了實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)配電室的運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配備了一套AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)新高速公路各變電站的用電監(jiān)控和管理。監(jiān)控范圍為變電站的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫度控制儀。EPS、UPS、無(wú)功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、郵箱液位儀、風(fēng)扇軟啟動(dòng)器、電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)等。該系統(tǒng)由三部分組成:用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的電能表通過(guò)屏蔽雙絞線連接到每個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)分類處理后，每個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)網(wǎng)線連接到局域網(wǎng)交換機(jī)上傳到電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下:

系統(tǒng)架構(gòu)圖

AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

電力綜合看板；全段監(jiān)控；實(shí)時(shí)監(jiān)控；電參查詢；操作報(bào)告；實(shí)時(shí)報(bào)警；歷史事件查詢；

故障記錄；事故記憶；曲線查詢；用戶權(quán)限管理；電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)；遙控功能

5現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

本工程微機(jī)保護(hù)分散安裝在各高壓開(kāi)關(guān)柜上，如下圖所示，保護(hù)裝置、電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)裝置和電能現(xiàn)場(chǎng)安裝。

6結(jié)語(yǔ)

AcrelEMS-HIM高速公路綜合能效管理系統(tǒng)為高速公路能源管理提供quan方位的監(jiān)控和控制，主要包括電力監(jiān)控、電氣消防、能耗分析、電能質(zhì)量監(jiān)控和控制、環(huán)境監(jiān)控等功能。其中，電力監(jiān)控系統(tǒng)和電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)置在隧道、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等場(chǎng)所的供配電系統(tǒng)，便于運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路沿線供配電設(shè)施的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣安全隱患和電氣故障，并能報(bào)告和統(tǒng)計(jì)場(chǎng)所用電數(shù)據(jù)。有效降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生活效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.5月版