
高速公路网络广泛覆盖全国,带动了经济发展与区域协同。为提升管理效率与运行安全,构建的供配电自动化监控体系以实现通信、计费、监控与供配电的高度协同。核心在于供配电系统的稳定运行,对沿线变电站的高低压设备、发电机、变压器、UPS、EPS、外场照明、隧道照明与照明配套、通风、排水等机电设备进行实时分布式监控与集中管理,达到无人值守、快速响应、降低维护成本、提升自动化水平的目标。覆盖的监控区域包括隧道变电所、服务区变电所、收费站变电所、沿线箱式变电站、互通枢纽、路灯供电、风机控制等场景。
项目需求
针对传统维护存在的不足,提出面向高速公路供配电系统的监控解决方案,核心能力包括但不限于:
- 提供对变电房内变压器、开关柜等设备的实时电气参数监控;
- 实时监控UPS、EPS参数,遇到电池低压时及时发出维护提醒,避免停电后无法操作断路器;
- 对发电机及油箱油位进行监控,防止油量不足影响运行,并能在柴油被盗时触发告警;
- 对馈线回路的漏电和线缆温度进行监测及异常告警;
- 对隧道照明回路实施远程控制,并支持引道照明与加强照明的自动/手动切换;
- 隧道消防疏散通道、出口设有指示灯具,并可按应急方案快速切换;
- 根据隧道环境气体浓度和烟雾情况控制排风风机启停;
- 实时监控隧道配电房内的温湿度以及烟雾、可燃气体并联动报警与控制;
- 监控软件采用基于浏览方式的架构,通过浏览器/移动应用/短信实现数据监测、异常报警及维保、巡检、抢修任务的发布与派工。
参照标准
遵循相关国家标准与行业规范,覆盖继电保护、微机保护、计算机场地、供配电系统设计、住宅与楼宇控制、火灾报警与消防设备监控等领域的通用技术要求与设计规范,确保系统在安全性、可靠性、互操作性方面符合行业要求。
方案设计
本方案围绕综合监控系统与子系统解决方案展开,形成统一的云端运维平台,覆盖以下子系统:
- 变电所电力监控子系统
- 电气火灾监控子系统
- 消防设备电源监控子系统
- 消防应急照明与疏散指示子系统
同时建立基于云平台的“监控/控制/运维”一体化体系,完成数据采集、通信网络、系统架构、联动控制与数据应用等设计,提升系统的可靠性、可管理性和运维效率。
4.1 电力监控子系统
针对隧道变电所、箱式变电站、收费站及服务区变电所的高低压回路,配置微机保护装置与多功能仪表、UPS、EPS及发电机,面向供配电系统维护人员提供高实时性监控。
4.1.1 设备选型要点
变电所高低压配电柜、微机保护、综合仪表、UPS、EPS、发电机等构成核心监控对象。
4.1.2 功能要点
- 实时监测:以直观的配电一次图显示运行状态,实时显示各回路的电压、电流、功率、功率因数等参数,以及断路器、隔离开关、接地刀等装置状态与故障信号。
- 详细电参量查询:在配电图中直接查看回路的三相电流、三相电压、总有功/无功、功率因数等,并查看24小时电流趋势。yy易游
- 运行报表与统计:按时间维度汇总电参量,输出分相电流、分路用电、功率因数等分析报表。
- 实时与历史告警:对遥信变位、保护动作、事故跳闸等事件发出通知,提供语音告警与历史事件查询、统计与分析。
- 能耗与分析报表:提供定时抄表、用电统计等报表,支持自定义查询与导出。
- 用户权限与安全:设置分级用户权限,防止未授权操作,保障系统安全。
- 遥控与运维协同:支持对配电系统设备的远程遥控与调度操作,便于现场处置。
- 网络拓扑与诊断:实时显示系统网络拓扑,异常时自动标记故障设备及部件。
4.1.3 电能质量治理
引入有源无功补偿设备与静止无功发生器,对谐波、无功及系统不平衡进行治理。主要特性包括:灵活的补偿模式、对2-51次谐波的全量或定次补偿、快速响应、远程/本地人机界面、模块化设计、进口器件与数字控制系统,以及与监控平台的无缝对接,实现高效的电能质量管理。
4.2 电气火灾监控子系统
作为火灾预警的重要组成,配备电气火灾监控主机、监控单元及漏电/测温探测器,通过现场总线实现对配电回路的电气安全预警,数据可汇聚至管廊监控系统以便统一管理。
4.2.1 设备选型要点
地下管廊的动力箱/柜需符合相关防护等级标准,系统具备多探测器汇聚能力。
4.2.2 功能要点
- 监控与报警:可同时接入多台探测器的漏电与温度信息,具备声光报警、显示报警部位及类型、记录报警时间等功能,支持远程复位。
- 控制输出:在监测回路报警时,输出继电器以保护电路,报警消除后释放控制输出。
- 故障报警:对通讯故障、探测器故障、主/备用电源故障等情况进行告警,提供故障指示与信息记录。
- 报警记录与查询:将报警部位、故障信息及时间等存储,便于后续查询与分析。
4.3 消防设备电源监控子系统
面向管廊内消防设备电源的运行状态监控,确保在火灾发生时消防设备可正常投入使用。通过二总线对区域分机及传感器进行集中数据采集与监控。
4.3.1 设备选型要点
覆盖对消防设备电源的监控与状态检测的传感网络与分机设备。
4.3.2 功能要点
- 监控与故障告警:通过总线对电压、电流及开关状态进行实时监控,遇故障发出声光告警。
- 控制输出:在被监控回路报警时驱动输出继电器,故障解除后释放。
- 主/备电源切换:出现停电或欠压时自动切换至备用电源,恢复正常供电后回切,确保监控与系统稳定运行。
- 记录与查询:对过压、欠压、错相、过流、通讯或电源故障等进行记录,便于追溯。
- 运行连续性:切换过程确保监控系统持续平稳运行。
4.4 消防应急照明与疏散指示系统
针对长隧道环境,将防火分区布置与应急灯具、疏散指示灯联动,确保火灾条件下的快速、安全疏散,要求灯具具备良好防护等级并通过专用控制器实现集中管理。
4.4.1 设备选型要点
在每个防火分区部署低功率集中电源,通过光纤与控制器实现通讯,灯具需具备高防护等级以适应隧道环境。
4.4.2 功能要点
- 联动与应急状态控制:与火灾自动报警系统无缝对接,在火情发生时自动生成疏散路径,可按需要进入应急状态。
- 故障告警:灯具和监控设备在短路、断路等故障时发出告警并记录位置。
- 系统监控:对集中电源、分配装置、灯具等进行全天候监控,火灾报警时快速执行指令。
- 自检机制:对控制器状态灯、显示设备、喇叭、打印设备等进行常规、电源等自检,定期完成月检、年检等自检任务。
- 记录查询:自动记录应急启动、故障等事件,提供日志查询,系统日志容量可支持较大规模的数据存储。
- 光导流控制:可通过软件设定灯具顺序与闪烁频率,满足多场景的照明需求。
高速公路供配电监控云平台
监控中心作为全网的中枢,负责确保各子系统与操作设备正常运行,并在事件发生时快速响应与处置。通过自动化监控与信息化手段,将沿线设备状态实时汇聚至监控中心,异常时通过短信、应用推送等方式告警,并可自动派工进行闭环处理。平台对供配电系统中各类智能设备的数据进行汇总与分析,为运维管理提供决策支持。
5.1 平台登录
采用基于浏览器的云平台访问方式,用户以账户与权限密码进行登录,保障信息访问的安全性。
5.2 平台导航
平台首页展示变配电站的总体情况、用能月报、变电站状态、变压器状态及运维看板等,
- 变电站状态:提供概况、运行状态、事件记录、逐时用电曲线等信息。
- 变压器状态:查看全网或指定站点的变压器负荷、运行状态等,并可进行排序。
- 运维中心:在地图上显示变电所在位与数量信息。
5.3 电力监测
覆盖电力数据、变压器监测、运行报表、配电图、极值表、运行日报、功率因数统计等页面,便于实时与历史监控。
5.4 用电分析
含用能报表、同比与环比分析、分布式抄表、计量与线路损耗分析等,报表可按日/月/年导出。
5.5 事件记录
便于运维人员查看设备的断路器动作、门禁事件、越限告警、烟雾/气体报警、浸水、缺陷等记录,并以日志形式保存。
5.6 安全用电
包含漏电监测与线缆温度监测,展示选定变配电站的漏电流、温度及告警情况,历史数据可查询。
5.7 运行环境
综合环境监控、视频监控、环境温湿度、仪表通信状态、网关通信状态及视频设备状态,支持环境信息导出与视频查看。
5.8 设备控制
提供照明等设备的遥控控制,支持对选定变配电站的设备进行远程操作。
5.9 设备管理
包含设备定义、设备档案与设备报表,便于对变电所设备进行档案化管理与维护,依据设备安装时间与质保信息给出设备更新建议。
5.10 运维管理
覆盖任务管理、巡检记录与缺陷记录,支持任务创建/发布、巡检执行明细、缺陷信息记录与查询。
5.11 APP 支持
移动端应用覆盖监控、设备档案、待办事项、巡检记录、缺陷记录、文档管理、用户报告等模块,支持多种数据展示与查询。
售后承诺与质量保证
- 维护服务:提供系统安装、调试与优化,提供培训、咨询与运行协助。故障检测与恢复由提供方负责,并安排专业团队尽快到现场诊断与处理,建立专项服务小组进行技术培训与问题解决。对非设备性故障与电话咨询给予快速响应,必要时派遣技术人员现场处理;对设备性故障则通过无单点故障设计与零备件保障,确保系统持续运行。
- 维修服务:系统验收合格后提供长期保养与维护,软件维护亦为持续性。对质保期内的问题及时响应并提供现场技术服务,必要时对受影响设备进行修理或替换,确保系统长期稳定运行。
- 更新改进:对软件版本更新与设计改动给予及时支持,并提供新版本无偿使用,满足用户的扩容、改造需求。
- 质量保证:企业取得质量体系认证,按国际与国家标准进行全过程质量控制。设计与开发遵循顾客需求与法规要求,分阶段进行评审与验证;原材料采购经过严格筛选,生产与安装过程有完善工艺与质量控制,检验与试验设备经相关主管机关认可,合格后方可使用。建立完善培训机制,确保人员具备必要的技能水平。
典型案例
7.1 荔浦至玉林段高速公路配电工程
荔玉高速公路是区域网格的重要组成,全长若干公里,设计以多座桥梁、隧道与互通立交为特征。该项目在各变电所配置了不同类型的微机保护装置,10kV 进线柜与变压器出线柜分布配置数量较多,配备10kV 配电房的多功能仪表与能源监控设备。系统通过集中监控与数据采集实现对全线变电所的用电监控与管理,数据通过分区数据采集器汇聚再上传至监控主机,形成统一的电力设备监控网络。
7.2 广西崇左至水口高速电力监控系统
该线路全线覆盖若干变电站,设置了多台微机保护装置、变电所监控仪表、EPS、UPS、无功补偿装置与发电机控制屏等设备。系统分为用户管理层、网络通信层与现场设备层三部分,现场设备通过屏蔽双绞线与通讯管理机相连,汇集后上传至监控主机以实现对电力设备的集中监控与管理。
以上内容经过改写,强调系统功能、架构与实施要点,删除了原文中的时间日期与不必要的引用信息,保留关键技术要点与实施案例,便于在百度算法环境下进行描述性与结构化表达。