摘要：中國新型工業(yè)化、信息化、城市化、農業(yè)現(xiàn)代化加快發(fā)展，經濟結構加快轉型，交通總量將保持快速增長趨勢，各項業(yè)務發(fā)展要求提高國家公路網絡的服務能力和水平。收費站、互通樞紐、服務區(qū)、隧道等配置在高速公路沿線的供配電、照明、通風、排水等機電設備數(shù)量急劇增加。設計一套集成的能源管理系統(tǒng)，包括電力監(jiān)控、電能計量、電能質量控制、能耗分析、電氣安全、運維檢查管理等。，可以有效降低工作人員的勞動強度，提供生命證。

關鍵字：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(省)段供配電照明施工圖設計的供配電系統(tǒng)主要負責交通工程機電設備和房屋建筑設施的供電。為有效供電機電和房屋建筑服務設施，本項目在各站區(qū)設置了10kV室內變電站，柴油發(fā)電機作為備用電源，確保重要負荷用電。

交通工程機電設備和房屋建筑設施的電源接入。為有效供電機電和房屋建筑服務設施，本項目在隧道、收費站、服務區(qū)、管理中心等場所設置變電站，以柴油發(fā)電機為備用電源，確保重要負荷用電。收費站和服務區(qū):九圣營收費站、北新莊收費站、惠縣服務區(qū)、金牛寺服務區(qū)和主停車區(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項目方案

2.1項目需求

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、無功功率和監(jiān)控線路的頻率；采集變壓器溫度等。；采集開關狀態(tài)信號，監(jiān)控斷路器狀態(tài)；屏幕顯示功能:畫面美觀、清晰、色彩鮮艷、柔和，窗口界面風格統(tǒng)一；顯示屏幕可以顯示在多個窗口；具有歷史數(shù)據(jù)的圖表顯示功能，顯示結線圖的實時工況、曲線(負荷曲線、電壓曲線等)。).

報表打印功能:系統(tǒng)有一個簡單、方便、靈活的報表生成子程序，可以打印各種類型的日、月、年報，日報可以保存一年，年報可以保存十年；事件記錄和回憶功能:系統(tǒng)可以記錄和打印開關跳躍和關閉，相應顯示屏幕變色、閃光、報警和屏幕顯示事件信息；當系統(tǒng)對模擬量產生限值時，可以打印記錄并報警；系統(tǒng)具有事件回憶功能；系統(tǒng)自動記錄發(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)應該有一個簡單的時尚分析表；人機對話操作功能:

2電氣火災監(jiān)測功能要求

電氣火災監(jiān)測主要用于防止金屬短路、過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。

電氣火災監(jiān)控主機應具有故障報警指示功能、復位功能、消音功能等。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以在電力監(jiān)控計算機上實現(xiàn)電氣火災檢測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，具體要求與電力監(jiān)控相關。

3數(shù)據(jù)傳輸

電力監(jiān)控數(shù)據(jù)和電氣防火監(jiān)控數(shù)據(jù)由變電站內的以太網交換機匯總，收費站內的數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸緝缺O(jiān)控系統(tǒng)交換機，服務區(qū)內的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒諈^(qū)監(jiān)控室內的監(jiān)控交換機，通信系統(tǒng)配備光纜傳輸?shù)焦芾矸种行?；?shù)據(jù)通過管理分中心的三層以太網交換機傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控計算機。各個領域的弱電管道由建筑配電專業(yè)統(tǒng)一實施。

2.2產品需求

1AM4保護裝置

該裝置可根據(jù)不同的設備靈活配置不同的保護功能，可實現(xiàn)10kV及以下電壓等級變配電站的保護測控功能，適用于線路、母聯(lián)、配電變壓器、PT等設備的保護和自動控制功能。

?采用高性能硬件平臺，工業(yè)級元件，EMC設計嚴格，具有在線自檢測試程序；應采用獨立的CPU和獨立的RAM，采用高性能處理器作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash，使產品具有ji強的數(shù)據(jù)處理、邏輯操作和信息存儲能力。

?該裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂；按鈕設計靈活舒適，菜單操作簡單方便；配備計算機界面調試分析軟件，調試維護簡單方便。

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

2多功能數(shù)字電表

AMC系列智能電力采集監(jiān)控裝置是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能建筑的電力監(jiān)控需求而設計的智能儀器。它集成了電力參數(shù)的測量(如單相或三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視覺功率、頻率、功率因數(shù))和電能監(jiān)測和評估管理。與此同時，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，可以滿足通信網絡管理的需要；4-20mA的模擬輸出可以對應測量的電參數(shù)，滿足DCS等接口的要求；具有開關輸入和繼電器輸出，可以實現(xiàn)斷路器開關的“遙信"和“遙控"功能。在實時電力監(jiān)控系統(tǒng)中，采用高亮度LED/LCD顯示界面，通過按鍵實現(xiàn)參數(shù)設置和控制。常規(guī)的電力變送器和測量儀器可以直接替代。該儀器作為一種智能、數(shù)字化的前端采集元件，已廣泛應用于各種控制系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。

2.3產品方案

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

3系統(tǒng)需求

為了實時監(jiān)控整個配電室的運行和數(shù)據(jù)采集，該項目配備了一套AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對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保護裝置、電能表、變壓器溫度控制儀。EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、郵箱液位儀、風扇軟啟動器、電氣火災監(jiān)測等。該系統(tǒng)由三部分組成:用戶管理層、網絡通信層和現(xiàn)場設備層?，F(xiàn)場設置的電能表通過屏蔽雙絞線連接到每個分區(qū)的數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)分類處理后，每個分區(qū)的數(shù)據(jù)采集器通過網線連接到局域網交換機上傳到電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的結構如下:

系統(tǒng)架構圖

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

電力綜合看板；全段監(jiān)控；實時監(jiān)控；電參查詢；操作報告；實時報警；歷史事件查詢；

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

5現(xiàn)場安裝圖片

本工程微機保護分散安裝在各高壓開關柜上，如下圖所示，保護裝置、電氣火災監(jiān)測裝置和電能現(xiàn)場安裝。

6結語

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)和電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要設置在隧道、收費站、服務區(qū)等場所的供配電系統(tǒng)，便于運營維護人員實時檢測高速公路沿線供配電設施的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)電氣安全隱患和電氣故障，并能報告和統(tǒng)計場所用電數(shù)據(jù)。有效降低工作人員的勞動強度，提高生活效率。

參考文獻

[1] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設計與產品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.5月版