高速公路，簡稱高速路，是指供汽車高速行駛的公路。

近年來，我國的高速公路發(fā)展非常迅速，已形成遍布全國的高速公路網(wǎng)，它在對國家經(jīng)濟發(fā)展作出突出貢獻的同時，也對高速公路管理及運營的自動化、智能化提出了嚴峻的考驗。高速公路自動化管理系統(tǒng)一般由通信、收費、監(jiān)控和供配電4個子系統(tǒng)組成，而通信、收費和監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎是供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)對高速公路沿線的變電站內(nèi)的高低壓配電設備、發(fā)電機、變壓器 、UPS、EPS 、外場照明、隧道內(nèi)的理地式變壓器與照明 、通風及排水等機電設備進行實時分布式監(jiān)控和集中管理 , 實現(xiàn)無人值守 , 確保高速公路安全通暢 , 提高自動化管理水平 , 降低機電設備的運行維護成本 。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道變電所、服務區(qū)變電所、收費站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風機控制箱等區(qū)域的電力綜合監(jiān)控。

圖1 高速公路監(jiān)控對象

2.項目需求

高速公路供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)維護的缺點有以下幾點：

1、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；

2、設備發(fā)生故障后上報不及時、維修效率低；

3、維護、維修狀態(tài)無法實時監(jiān)控，維護、維修進度無法及時督查跟蹤；

4、缺乏信息化手段進行設備管理維護，導致隱患無法及時發(fā)現(xiàn)；

5、由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管平臺，機電設施運行狀況無法及時、準確掌握。

6、無法實現(xiàn)綜合查詢分析，提供輔助決策支持；

7、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難；

針對高速公路傳統(tǒng)維護的缺點，為了保障高速公路供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行并減少維護人員的工作量，設計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：

1、對配電房內(nèi)的變壓器、開關柜電氣參數(shù)進行監(jiān)控；

2、對配電房內(nèi)的UPS、EPS電氣參數(shù)進行監(jiān)視，當監(jiān)測到UPS和EPS的電池電壓過低時，及時進行維護，避免停電后無法操作斷路器；

3、對配電房內(nèi)的發(fā)電機進行監(jiān)控，并對發(fā)電機油箱的油位進行實時監(jiān)控，避免油位過低影響發(fā)電機正常運行，以及柴油被盜后能及時發(fā)現(xiàn)并報警；

4、對配電房內(nèi)饋線回路的漏電電流、線纜溫度進行監(jiān)測和異常報警；

5、對隧道的照明回路進行遠程控制，對隧道的引道照明回路和加強照明回路進行手動和自動控制；

6、隧道內(nèi)消防疏散通道、出口有明顯的指示燈具，并可以通過不同應急預案進行緊急控制；

8、根據(jù)隧道配電房內(nèi)可燃氣體濃度及煙霧啟停排風風機；

9、監(jiān)測隧道配電房內(nèi)部環(huán)境溫濕度，煙霧、甲烷等可燃氣體監(jiān)測、報警及聯(lián)動控制；

10、監(jiān)控軟件采用B/S架構，接入以上監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過瀏覽器、手機APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測和異常報警，并可通過系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務。

3.參照標準

本方案遵循的國家標準有：

GB/T 14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》

GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》

GB/T 2887-2011 《計算機場地通用規(guī)范》

GB50052-2009 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB/T 20965-2013 《控制網(wǎng)絡HBES技術規(guī)范 住宅和樓宇控制系統(tǒng)》

GB 50116-2013 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB 14287-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》

GB25506-2010 《消防控制室通用技術要求》

GB50116-2013 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB28184-2011 《消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)》

GB29364-2012 《防火門監(jiān)控器》

GB51309-2018 《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》

GB/T10736-2007 《低壓電動機保護器》

GB/T15576-2008 《低壓成套無功功率補償裝置》

4.方案設計

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。

n 變電所電力監(jiān)控子系統(tǒng)

n 電氣火災監(jiān)控子系統(tǒng)

n 消防設備電源監(jiān)控子系統(tǒng)

n 消防應急照明和疏散子系統(tǒng)

n 高速公路供配電運維管理云平臺

方案建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維”一體的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)架構、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計，解決了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

4.1 電力監(jiān)控子系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對隧道變電所、箱式變電站、收費站和服務區(qū)變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發(fā)電機進行保護和監(jiān)控，主要是服務對象為高速公路供配電系統(tǒng)的維護人員，對實時性要求較高。

4.1.1 電力監(jiān)控子系統(tǒng)設備選型

變電所高低壓柜主要配置如下：

4.1.2 電力監(jiān)控子系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

詳細電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，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小時相電流趨勢曲線。

運行報表

查詢各回路或設備指定時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：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.

實時報警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變
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