【應(yīng)用案例】高速公路隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

 在高速公路運營過程中，公路基礎(chǔ)設(shè)施是保障人們行車安全的重要手段。尤其是高速公路隧道工程，為實現(xiàn)隧道內(nèi)的正常通車，需要在隧道內(nèi)部布置完善的機(jī)電系統(tǒng)，包括隧道的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)消防系統(tǒng)等。在目前隧道機(jī)電系統(tǒng)中，各個系統(tǒng)相互獨立，既不利于公路運營人員的養(yǎng)護(hù)及管理，也容易導(dǎo)致隧道內(nèi)的安全隱患。因此，為解決此類問題，應(yīng)充分結(jié)合信息化技術(shù)的發(fā)展，研究設(shè)計一套隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)，將機(jī)電系統(tǒng)各個獨立部分連接成整體，通過網(wǎng)絡(luò)對機(jī)電系統(tǒng)實施監(jiān)控，以保證高速公路的安全運營。

1工程概況

 某高速公路工程路線全長62.5m，途徑多處山區(qū)地帶，為節(jié)省施工成本并保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，需要采用隧道的方式穿越山體。工程路線中共計隧道工程5處，總長度約為8.7km，在隧道建設(shè)中由于本身的空間密閉，視野范圍較小，需要安裝機(jī)電系統(tǒng)實現(xiàn)隧道內(nèi)的照明與監(jiān)控。因此為確保工程隧道的安全行車，同時實現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的有效管控，經(jīng)研究決定對隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)施研發(fā)一種智慧管控系統(tǒng)，以提升隧道內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)的實時管控本文對該工程隧道機(jī)電系統(tǒng)智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2公路隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1機(jī)電智慧系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1.1系統(tǒng)架構(gòu)分析

 本工程隧道內(nèi)的機(jī)電智慧系統(tǒng)通過一*化監(jiān)管平臺可以實現(xiàn)在隧道內(nèi)全*布局感知系統(tǒng)、資源整合以及信息共享，從而全*提高隧道機(jī)電系統(tǒng)的綜合管控和風(fēng)險管控能力，保障人們的出行安全，提升隧道的服務(wù)水平。同時，一*化監(jiān)管平臺可在隧道內(nèi)充分利用高精度地圖、三維建模、智慧*合感知等技術(shù)，實現(xiàn)隧道內(nèi)交通狀況的可視化，根據(jù)隧道的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行事件預(yù)警等，*終有效地將隧道機(jī)電系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)集成于一個平臺之上，完成對隧道機(jī)電系統(tǒng)的智慧管控。

2.1.2機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計

 在隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)設(shè)計中，主要包括系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)庫建立以及系統(tǒng)的功能設(shè)計，結(jié)合工程隧道的實際情況，主要的隧道機(jī)電結(jié)構(gòu)包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等。在隧道智慧管控平臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計時應(yīng)整合多元業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以加強(qiáng)外部設(shè)施的數(shù)據(jù)收集能力。完善系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集交換服務(wù)和共享能力數(shù)據(jù)的能力，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分為兩大類，分別為機(jī)電設(shè)備運行狀態(tài)和道路車輛運行信息，通過對數(shù)據(jù)的數(shù)字化分析繪制隧道的可視圖；針對隧道機(jī)電系統(tǒng)所需的功能，一*化監(jiān)管平臺應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的綜合監(jiān)控、設(shè)備管理、智慧巡檢、視頻管理、信息發(fā)布以及應(yīng)急事件的處理功能，從而保證機(jī)電系統(tǒng)的正常運作，確保隧道的運營安全。

2.2機(jī)電系統(tǒng)構(gòu)成

2.2.1供配電系統(tǒng)

（1）隧道內(nèi)的基本照明、消防水泵、通風(fēng)設(shè)施、監(jiān)控設(shè)施及其他設(shè)施等設(shè)施均需要通電才能實現(xiàn)運營，因此隧道內(nèi)需要具備完善的供配電系統(tǒng)。根據(jù)采用的各類機(jī)電設(shè)施的用電要求，本工程隧道內(nèi)的供配電系統(tǒng)的用電負(fù)荷主要為一*負(fù)荷和三級負(fù)荷，其中上述的設(shè)施采用一*負(fù)荷，其他設(shè)施均采用三級負(fù)荷，根據(jù)此情況供電系統(tǒng)可采用雙電源供電形式設(shè)計，在供配電系統(tǒng)中利用10kV的電纜沿著隧道兩側(cè)進(jìn)行布設(shè)，鋪設(shè)時所有的電纜放入設(shè)計的電纜溝中，避免暴露于隧道之內(nèi)。

（2）電纜沿著隧道兩側(cè)布設(shè)完成后，工程隧道內(nèi)部設(shè)置有變配電設(shè)施，布設(shè)的電纜會與變配電相互連接。當(dāng)電流進(jìn)入變配電設(shè)施之后，通過變配電設(shè)施的配置及變壓器的作用，會將電流分為一*負(fù)荷與三級負(fù)荷，通過設(shè)置的兩路電源分別向機(jī)電設(shè)施供電，保障機(jī)電系統(tǒng)的用電安全及正常運營。此外，本工程供配電系統(tǒng)接地處理采用TN-S形式，供配電系統(tǒng)所有變壓器的中性點均直接接地，接地電阻控制在1Ω,每一個變壓器中性點之后分別設(shè)置零線與保護(hù)線，兩種線路的設(shè)置不得出現(xiàn)相互連接問題，避免引發(fā)用電事故。

2.2.2通風(fēng)系統(tǒng)

 由于隧道是穿越山體進(jìn)行修建，隧道內(nèi)部其環(huán)相對封閉，為保證隧道內(nèi)空氣的正常流通，需要在隧道內(nèi)部設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)來改善環(huán)境。本工程隧道的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置，主要由3大部分組成，分別為環(huán)境監(jiān)測、風(fēng)機(jī)控制及區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)。其中通風(fēng)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測功能是對隧道內(nèi)的一氧化碳進(jìn)行監(jiān)測，避免隧道中有害物質(zhì)濃度超標(biāo)；風(fēng)機(jī)控制是為了保證隧道內(nèi)空氣的流通，本隧道采用射流風(fēng)機(jī)，該類型風(fēng)機(jī)滿足隧的通風(fēng)需求；區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)可利用信息化實現(xiàn)對通風(fēng)系統(tǒng)的管控，有利于機(jī)電智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用。

2.2.3消防系統(tǒng)

（1）消防系統(tǒng)是高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的1設(shè)施，在隧道消防系統(tǒng)設(shè)置中，主要功能包括火災(zāi)檢測、滅火設(shè)備、隧道排煙及報警系統(tǒng)等。針對工程長度較大的隧道工程，在隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置橫向的緊急出口，當(dāng)隧道運營過程中發(fā)生火災(zāi)問題，隧道內(nèi)的行駛?cè)藛T可以及時逃出隧道，其次隧道內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測裝置，設(shè)置后保證其有效性，當(dāng)遭遇火災(zāi)問題可以及時反映至管理人員；滅火設(shè)備應(yīng)貫穿整個隧道工程，每間隔一段位置設(shè)置一處消防設(shè)施并配備消防水管及滅火器；排煙及報警設(shè)施要實現(xiàn)對隧道排煙量的監(jiān)控，如排煙量過大則可以實現(xiàn)自動報警操作。

（2）在隧道的消防系統(tǒng)設(shè)置中，為避免火災(zāi)過大造成人員傷亡問題，在隧道橫向的緊急出口中，應(yīng)安裝防火卷簾門，并將卷簾門設(shè)置為手動開啟和電動開啟2種形式，正常情況下保持卷簾門的開啟狀態(tài)，在突發(fā)火災(zāi)的緊急情況下，可將卷簾門關(guān)閉，避免火勢蔓延至緊急出口，同時針對行人的緊急出口，在設(shè)置時每一側(cè)均要安裝防火門，正常情況下保持防火門的關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)隧道內(nèi)的消防系統(tǒng)全部布設(shè)完成后，由上級消防主管部門進(jìn)行驗收，保證消防設(shè)施的使用性能，以確保隧道的運營安全。

2.2.4照明系統(tǒng)

（1）對高速公路隧道來說，機(jī)電系統(tǒng)中的就是照明系統(tǒng)，其能夠保證隧道內(nèi)的光線滿足行車要求，從而保證隧道內(nèi)的運營安全，因此照明系統(tǒng)也是隧道機(jī)電系統(tǒng)的*重要組成部分。本工程隧道內(nèi)照明系統(tǒng)主要采用UPS電源供電，且供電設(shè)施的備用時間保持在30min以上，以保證運營期間不出現(xiàn)斷電的問題。在供電系統(tǒng)照明燈設(shè)置時，主要采用隧道拱頂單光帶的形式，在隧道內(nèi)部設(shè)置雙排單光帶進(jìn)行照明，局部較暗的區(qū)域可利用加強(qiáng)照明燈。

（2）依據(jù)不同的照明燈形式，隧道內(nèi)的照明系統(tǒng)共分為加強(qiáng)照明燈、應(yīng)急照明燈和基本照明燈3種，在安裝照明系統(tǒng)時這3種照明燈均布置于隧道兩側(cè)，應(yīng)急照明燈與基本照明交錯安裝，各照明燈的距離控制在10m，應(yīng)急照明燈的數(shù)量以基本照明燈數(shù)量保持一致。正常情況下基本照明燈按照要求開啟，當(dāng)照明過程中遭遇緊急情況，則可立即啟動應(yīng)急照明燈，保證隧道內(nèi)的照明條件，在此過程中運營單位可及時排除故障恢復(fù)照明條件

2.2.5監(jiān)控系統(tǒng)

（1）為保證隧道內(nèi)的行車安全，或者遭遇緊急情況可以一時間獲得相關(guān)信息，在本工程隧道內(nèi)設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，以在隧道內(nèi)部安裝攝像機(jī)對行駛的車輛進(jìn)行實時監(jiān)控，這不僅可以監(jiān)控隧道內(nèi)是否存在安全事故，還能記錄車輛是否存在違章行為，如超速形式、違規(guī)變道等，從而有利于保證隧道內(nèi)的行車安全?；诖?，本次隧道內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置時，主要采用定焦高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和車行橫洞紅外球型高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，安裝于隧道的弧線位置。

（2）在攝像機(jī)安裝過程中，施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定安裝位置和高度，保持預(yù)埋螺栓的中心距離與攝像機(jī)底座法蘭孔的距離一致。安裝中為減小垂直立柱的偏差，施工人員用經(jīng)緯儀測量垂直柱的垂直度，如果偏差較大，則可用墊片調(diào)節(jié)垂直柱的垂直度安裝后需要檢測其安裝效果，攝像機(jī)是否工作正常，是否能與機(jī)電智慧管控系統(tǒng)相連接，經(jīng)檢測調(diào)試正常后，組織對機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的驗收工作。

2.3機(jī)電智慧系統(tǒng)功能研究

2.3.1綜合監(jiān)控

 結(jié)合上述隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)的功能，在一*化平臺上可實現(xiàn)隧道內(nèi)的綜合監(jiān)控，即對隧道內(nèi)全路段機(jī)電設(shè)施的監(jiān)控功能。在平臺的監(jiān)控軟件中，管控人員可以在平臺中監(jiān)管所有的機(jī)電設(shè)施，并結(jié)合GIS技術(shù)將隧道機(jī)電設(shè)施所得到的交通流數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、施工信息、事故信息和實時監(jiān)控視頻等，綜合地在計算機(jī)界面中呈現(xiàn)出來，同時能夠通過對應(yīng)機(jī)電設(shè)施圖標(biāo)顏色的變化，判斷該機(jī)電設(shè)備的運行狀態(tài)是否存在故障，以及設(shè)備當(dāng)前工作的狀態(tài)和內(nèi)容，以便實現(xiàn)隧道機(jī)電設(shè)施的綜合監(jiān)控。

2.3.2設(shè)備管理

 隧道機(jī)電系統(tǒng)中采用的設(shè)備種類繁多且設(shè)備的數(shù)量較大，如采取普通的管理方式對設(shè)備維修、養(yǎng)護(hù)、更換等信息進(jìn)行記錄管理，會大幅增加運營人員的工作量。本工程隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)中具有設(shè)備管理功能，通過一*化監(jiān)管平臺，運營人員可以采用直觀的圖形操作界面，實現(xiàn)對設(shè)備的管理工作，這不僅包括設(shè)備的運行狀態(tài)，是否存在故障等問題，還包括設(shè)備的維修、保養(yǎng)臺賬，設(shè)備的更換、采購、報廢記錄以及設(shè)備廠商的基本信息等，有利于運營單位節(jié)省養(yǎng)護(hù)成本，保障機(jī)電設(shè)備的正常運行。

2.3.3智慧巡檢

 上述設(shè)備管理功能主要采用直觀的圖形操作界面，使管控人員能夠在一*化平臺上完成對設(shè)備狀態(tài)及工作性能的監(jiān)督，而智慧巡檢功能則可以完成對隧道機(jī)電設(shè)施的檢查工作，減少隧道養(yǎng)護(hù)人員的工作量。該系統(tǒng)是利用虛擬巡邏車的方式代替人工，通過一*化管控平臺對虛擬巡邏車的巡檢路線及要求進(jìn)行設(shè)置，然后啟動巡邏車輛代替人工進(jìn)入隧道對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢查，管控人員可在一*化平臺上獲得巡檢結(jié)果，如機(jī)電設(shè)備存在故障，則巡檢車可通過聲光報警的方式通知給管控人員，并將巡檢結(jié)果在一*化平臺進(jìn)行展示，管控人員根據(jù)需求將巡檢結(jié)果導(dǎo)出或打印。

2.3.4視頻管理

 在隧道機(jī)電系統(tǒng)中配置監(jiān)控設(shè)施，為有效地利用監(jiān)控設(shè)施所拍攝的畫面，在機(jī)電智慧管控系統(tǒng)中具備視頻管理功能，該功能可以實現(xiàn)兩個功能，分別是實時監(jiān)控和視頻回放。其中實時監(jiān)控是將機(jī)電系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)施的畫面轉(zhuǎn)播至一*化管控平臺，在管控平臺中可以對監(jiān)控畫面、監(jiān)控方式等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；視頻回放是指將機(jī)電監(jiān)控設(shè)施所拍攝記錄的畫面保存，需要時可以隨時從管控平臺調(diào)取，方便管控人員對隧道內(nèi)事故發(fā)生原因、設(shè)備損壞原因等進(jìn)行調(diào)查，確保機(jī)電系統(tǒng)的正常運營。

2.3.5信息發(fā)布

 對隧道機(jī)電智慧管控系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)可提供統(tǒng)一的服務(wù)接口，以方便管控人員利用一*化管控平臺發(fā)布相關(guān)信息，包括隧道的交通誘導(dǎo)信息、查詢服務(wù)信息、隧道內(nèi)事故信息等。比如在隧道運營過程中存在火災(zāi)安全隱患問題時，此時管控人員可通過智慧管控系統(tǒng)通過車輛檢測器、閉路電視系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等發(fā)布預(yù)警信息，若已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)問題，則管控人員還可通過信息發(fā)布功能指揮和調(diào)度交通，從而避免造成重大損失。

2.3.6事件聯(lián)動與管理

 在上述情境中，如隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)問題，則可以利用機(jī)電智慧管控系統(tǒng)的事件聯(lián)動及管理功能報警理，該功能可以實現(xiàn)對系統(tǒng)各模塊的統(tǒng)一管理、分級處理，各個模塊根據(jù)工程實際情況設(shè)置閾值或狀態(tài)變化。當(dāng)隧道運營過程中遭遇安全事故且事故危害等級超過設(shè)置的閾值，此時機(jī)電智慧管控系統(tǒng)可立即啟動預(yù)案，按照預(yù)先設(shè)置的要求報進(jìn)行處理，如超過報警的閾值標(biāo)準(zhǔn)，就能自動觸發(fā)報警操作，從而保障隧道的運營安全。

3.高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

 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(jì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)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(yán)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(chǔ)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(shè)備、發(fā)電機(jī)、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(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實時分布式監(jiān)控和集中管理,實現(xiàn)無人值守,確保高速公路安全暢通,提高自動化管理水平,降低機(jī)電設(shè)備的運行維護(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。

圖1高速公路監(jiān)控對象

3.2方案設(shè)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。

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)

高速公路供配電運維管理云平臺

方案建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維”一*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)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，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。

高速公路供配電監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)

3.3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(wù)區(qū)變電所，對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)對象為高速公路供配電系統(tǒng)的維護(hù)人員，對實時性要求較高。

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：

2）電力監(jiān)控子系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測

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(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

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小時相電流趨勢曲線。

運行報表

查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(shù)，報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.

實時報警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護(hù)動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時語音報警功能，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)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

電能統(tǒng)計報表

電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。

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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、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)可以對整個配電系統(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)的主界面點擊相應(yīng)的斷路器遙信點調(diào)出遙控操作界面，可以及時執(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)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

3）電能質(zhì)量治理

ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

產(chǎn)品特點：

補償方式靈活：既可補諧波，又可兼補無功，可對2-51次諧波進(jìn)行全補償或特定次諧波進(jìn)行補償；

可治理三相不平衡；

線性補償，響應(yīng)時間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過PC機(jī)實時監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

ANSVG靜止無功發(fā)生器是一種用于補償無功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANSVG整機(jī)主要是由ANSVG模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補償，整機(jī)通過一個7寸觸摸屏實現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANSVG模塊進(jìn)行通信。

功能特點：

補償方式靈活：補償負(fù)載無功，濾除5、7、9、11、13次

以內(nèi)的諧波；

可治理三相不平衡；

線性補償，響應(yīng)時間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過PC機(jī)實時監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

3.6電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng)，由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控單元、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器以及測溫式電氣火災(zāi)探測器組成，通過現(xiàn)場總線構(gòu)成一套完整的預(yù)防電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成至高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。

高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以防火分區(qū)為單位設(shè)置，采集數(shù)據(jù)后上傳至監(jiān)控主機(jī)，實現(xiàn)對高速公路電氣安全預(yù)警?，F(xiàn)場設(shè)置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發(fā)出報警信號。

1）電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

監(jiān)控報警功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

故障報警功能

通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

電源故障報警

當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

報警記錄存儲查詢功能

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

3.7消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)

高速公路電力電纜、燃?xì)夤芫€比較多，火災(zāi)風(fēng)險高，消防設(shè)備比較多，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備可以正常投入使用。

消防設(shè)備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以高速公路防火分區(qū)設(shè)置區(qū)域分機(jī)采集消防設(shè)備電源狀態(tài)，區(qū)域分機(jī)通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實現(xiàn)對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。

3.7.1消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

3.7.2消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能

監(jiān)控功能

監(jiān)控器通過RS485總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實現(xiàn)對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。故障時發(fā)出聲光故障報警信號。

控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，可控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)故障消除后，控制輸出繼電器釋放。

報警功能

系統(tǒng)故障報警：程序不能正常運行時，監(jiān)控設(shè)備發(fā)出聲光報警信號。

其它故障報警：主電源或備用電源出現(xiàn)異常，監(jiān)控設(shè)備和傳感器回路發(fā)生短路、斷路等故障，或者傳感器發(fā)出被檢測電源的各種故障信號時，監(jiān)控設(shè)備發(fā)出聲光報警信號。

記錄存儲查詢功能

當(dāng)發(fā)生過壓、欠壓、錯相、過流故障報警或通訊、電源故障時，系統(tǒng)將故障報警部位、故障信息、故障報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)故障報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。

主備電源切換功能

當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作；當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。

3.8消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

高速公路的隧道距離比較長，空間狹小，200米設(shè)置一個防火分區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具指引快速疏散。

每個防火分區(qū)燈具數(shù)量較少，但是距離比較長，在每個防火分區(qū)設(shè)置小功率集中電源，通過光纖和控制器通訊，由于高速公路特殊環(huán)境，燈具需要具備IP65以上防護(hù)等級。

3.8.1消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)備選型

消防聯(lián)動

本系統(tǒng)與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)無縫對接，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，一時間得到火災(zāi)信息，系統(tǒng)自動生成逃生路線。同時也可以通過自動和手動兩種方式進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。

故障報警

本系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的設(shè)備和燈具相互連接起來，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備及燈具發(fā)生短路、斷路等故障時，控制器能發(fā)出故障報警信號，指示故障報警地點并保存故障報警信息，*大限度地保障了電氣安全的可靠性。

系統(tǒng)監(jiān)控

控制器可對系統(tǒng)內(nèi)部的所有組件工作狀態(tài)進(jìn)行24小時監(jiān)控，實時檢測其工作狀態(tài)是否正常，包括集中電源、分配電裝置、燈具，火災(zāi)報警時，能迅速發(fā)出指令，控制燈具的顯示狀態(tài)。

系統(tǒng)自檢

自動檢查控制器中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭、打印機(jī)是否正常。自檢功能分為常規(guī)自檢、月檢和年檢，定期檢查電路故障，消除安全隱患。常規(guī)自檢方式為所有指示燈閃亮、顯示器、音響器件發(fā)聲；月檢方式為上電24H后，每隔30天應(yīng)急工作30~180秒；年檢方式為每年應(yīng)急工作時間不少于30min。

記錄查詢

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生應(yīng)急啟動、故障等事件時，控制器能自動記錄事件類型，事件發(fā)生時間，事件發(fā)生區(qū)域以及事件的詳細(xì)信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶?，控制器能存儲事件記錄超過10000條。

導(dǎo)光流

控制器可通過軟件界面設(shè)置燈具順序閃亮的頻率，2～32Hz可設(shè)。

4 高速公路供配電監(jiān)控云平臺

高速公路監(jiān)控中心中，使管理人員可以隨時輕易的掌握所有情況。

系統(tǒng)采集高速公路供電系統(tǒng)內(nèi)各個智能設(shè)備的信息，有異常時通過短信或APP推送報警信號，并且可以派發(fā)工單，并且進(jìn)行跟蹤閉環(huán)處理。

4.1.平臺登錄

軟件采用B/S架構(gòu)，用瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

4.2.平臺導(dǎo)航

平臺主頁顯示用戶管理變配電站的概況，包括用能月報、選定的變配電站狀態(tài)、變壓器狀態(tài)、運維中心、看板。

變電站狀態(tài)

變電站狀態(tài)包括概況、運行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運維中心

運維中心展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

4.3.電力監(jiān)測

電力監(jiān)測包括電力數(shù)據(jù)、變壓器監(jiān)測、運行報表、配電圖、電力*值表、運行日報、平均功率因數(shù)監(jiān)視和統(tǒng)計頁面。

4.4.用電分析

用電分析包括用能報表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計量及線路損耗。

用能報表

用能報表顯示各回路的用能數(shù)據(jù)，包括日報、月報、年報，日報顯示分時用能，月報顯示分日用能，年報顯示分月用能，報表可以導(dǎo)出。

4.5.事件記錄

事件記錄方便運維人員查看分析設(shè)備如斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、煙霧報警、氣體濃度越限報警、浸水報警、故障告警、短信志、平臺運行日志等記錄。

4.6.安全用電

安全用電包括漏電監(jiān)測和線纜溫度監(jiān)測。

漏電監(jiān)測

漏電監(jiān)測展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報警狀況。

線纜溫度監(jiān)測

線纜溫度監(jiān)測界面展示了選中變配電站的線纜溫度，選中需查看的監(jiān)測點，點擊查詢可以查看線纜溫度的歷史數(shù)據(jù)

4.7.運行環(huán)境

運行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)、視頻監(jiān)控、視頻設(shè)備狀態(tài)等。

環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測展示了變配電站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，包括環(huán)境溫濕度、水浸、煙霧、門狀態(tài)等信息。

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

環(huán)境溫濕度

環(huán)境溫濕度展示變電所內(nèi)儀表記錄的環(huán)境溫濕度信息，并可導(dǎo)出為excel。

視頻設(shè)備狀態(tài)

視頻設(shè)備狀態(tài)展示了變電所內(nèi)視頻設(shè)備的在線情況。

4.8.設(shè)備控制

設(shè)備控制包括遙控定義、照明控制以及控制操作日志。

照明控制

照明控制可以控制燈泡的亮滅，選擇“變配電站”，點擊勾選要控制的設(shè)備，點擊“控制”按鈕，在彈出層選擇設(shè)備狀態(tài)，點擊“確定”。

4.9.設(shè)備管理

設(shè)備管理包括設(shè)別定義、設(shè)備檔案和設(shè)備報表，在設(shè)備檔案中對變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)處理。

設(shè)備檔案

設(shè)備檔案中選擇變電所，對設(shè)備定義的模板進(jìn)行導(dǎo)入，有新增、修改、刪除、復(fù)制等操作，對變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。/

設(shè)備報表

設(shè)備報表展示了各個變電所的設(shè)備狀況，并根據(jù)設(shè)備檔案中填寫的安裝時間和質(zhì)保期得出建議更換時間，并在舉例建議更換時間7天內(nèi)提示用戶更換設(shè)備。

4.10.運維管理

運維管理包括任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務(wù)管理可以完成任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、任務(wù)完成情況查詢；巡檢記錄是巡檢任務(wù)的執(zhí)行情況和執(zhí)行明細(xì)，缺陷記錄是消缺任務(wù)創(chuàng)建、發(fā)布、完成狀態(tài)情況查詢。

任務(wù)管理

任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

巡檢記錄

巡檢記錄顯示了巡檢任務(wù)的完成情況，以及巡檢詳情。

缺陷記錄

缺陷記錄記錄了各個變電所運維巡檢過程中上傳的缺陷信息。

4.11.APP支持

電力運維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、*值、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

5.典型案例

1）荔浦至玉林段高速公路配電工程

荔玉高速公路是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱六橫三支線”布局中“縱二”荔浦至鐵山港高速公路的組成部分，也是國家高速公路網(wǎng)G59廣西境段重要組成部分。項目建成后，將成為桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市*便捷的高速公路通道，對于加快區(qū)域一*化步伐、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要意義。荔玉高速公路全長261.7公里，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道，工程內(nèi)容包括：橋梁198座，隧道14座，涵洞、通道1759道，互通式立交20處，服務(wù)區(qū)5對。

本次針對荔浦至玉林高速公路配電工程項目中不同保護(hù)對象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜配置AM5-F線路保護(hù)裝置，共22只；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護(hù)裝置，共22只。0,4KV配電房，配置了PZ96L系列的多功能儀表800只；本工程10kV配電工程共有16個隧道變電所，為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對荔浦至玉林高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀、水泵運行狀態(tài)和水位、風(fēng)機(jī)軟啟動器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。

2）廣西崇左至水口高速電力監(jiān)控系統(tǒng)

廣西崇左到水口高速全線全長94.053公里，設(shè)置橋梁27座，隧道2座（其中特長隧道1座），互通式立交6處，服務(wù)區(qū)2處，停車區(qū)1處，管理分中心。

本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的綜保、微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀采用屏蔽雙絞線連接至各配電房的通訊管理機(jī)，各配電房的通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至高速公路局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。