acreldy 摘要:近年来,伴随着经济的发展我国公路建设已经达到了一定水平,但近年来高速公路的运营安全性堪待优化。由于公路特长型桥梁和隧道的运行安全性需要由电力供应进行支持，为此需要融入数字化监测技术。对各个环节进行监控，日常做好电力监控系统的维护，创新并完善现阶段的电力监控维护与实践的发展要求。通过这样的方式，不仅能够对高速公路运行的状态进行监管，同时还能加强高速公路管理的工作效率，并维护好相关人员的劳动强度，充分降低运营的综合性成本。 关键词:高速公路;电力监控系统:维护 详情联系：安科瑞丁187 6159 9093。 一、电力监控系统组成 通常情况下，高速公路建设的过程中两旁会设置电力设施，如变电站、箱状变电站和地下型变电站等设备。然而这些主要是线性地呈离散性分布的。于是，电力监测系统一般采用变电站、箱型变电站和埋地型变电站作为监测单位，在运营管理中心或者主变电站里都设立相应的电力监测中心（或称主站）。为了保证从这些离散的监控子站获取的数据能够迅速并有效 地传递至监控中心，沿高速公路的所有站点间有必要形成一个光纤数据环网系统。鉴于电力线路的长度之长、覆盖的广度之广和高度的通讯容量需求，国内大部分已经建设且开始运作的电网监控系统主要采用有线网络作为其架构。因此，电力监控系统的构建完全是依据系统的各项功能以及设备分布情况，参照图1展示的三级分布式架构方案。 图1 例图 位于监控中心的计算机后台和软件处理单元扮演着重要的职责，该设计是基于分布式结构的，由中央控制单元和若干从站共同组成一个控制网络。智能的通信传输层构成包含计算机网络的接口、光纤网 络环网、工业化的以太网交换器、通信管理设备以及内置的处理软件等部件。上层的网络是由现场的控制设备和远端的用户组成的，他们利用以太网将数据传递给下层的设备。在工业环境中，现场的总线选择串行通信方式作为智能设备之间的通讯途径，而智能测控设备、控制器和数据采集器等共同形成了设备的终端部分，也称为子站点。 1.1 监控管理层 高速公路监控管理部门的主要职责是负责电力监控应用，为其他系统设置特定的接口，并整体负责供电系统的管理和调度工作， 同时也拥有整体供电系统的管理权限。为了评估电网是否出现问题并确保 电网的稳定、安全供电，有关人员应采集各个变电站的电压、电流信号和开关量信号。从各大监控子站中 获取供电配电系统的实时数据，并对各个变电站在电力负荷状况、负荷分布趋势进行精细化的数据检索和统计。在检测到问题时迅速进行维护，确保系统永远处于最稳的运行条件。为了让监控站点能够掌握供电系统的运作状态，并在各个子系统间有效合作，监控工作站将会实时收集各个子系统提供的有价值的相关数据。监控管理主要设置了以下软硬件工具：主要是大型LED显示屏，它用于展示关键监控数据和图片的细节信息；电力监控工作站构成一个电力监视运营管理的硬件基础设施；远程端点操作和通 讯网络中的电力监视应用系统；为电力监视提供数据存储服务的平台；激光打印机主管处理运行过程中的数据及文件的打印。 1.2 通信传输层 监控子站与监控中心之间利用高速光纤以太网实现了数据的流通，为了确保传输的准确性，各监控子站均配置了工业以太网交换机。利用光缆在整条线路上建立千兆的冗余光纤网络通道，从而确保电力监控数据能被顺利发送到中央的电力监控工作站。该系统整体构造包括多个分散的智能端点和一个控制型计算机，并且能够上行至工业以太网的交换器进行连接；下行连接点是实地测试控制端与远程监控计算机，其主要目的是对系统执行实时的观测和调控。收集终端装置的详细数据信息，随后执行协议转换、数据处理 和数据转发操作，最后将所有有效数据上传到电力监控工作站。该系统是由应用程序和基层硬件所构成，通信传输层主要由工业以太网交换机的数据传输 设备组成，这是其核心组件之一。通信管理设备主要负责数据的维护、传输、转发以及合同协议转化等任务。 1.3 终端设备层 高速公路的终端设备层被赋予了实时监测和管理变压器、高低电压出线回路等部件的职责。终端设备层次专门处理现场数据采集任务，并可以依据标准与通信管理局进行数据互换。如今，这些建构大多基于模块化以及单元式的方式进行搭建。基于此，有关人员提出了一种新的基于分层分布式架构的变电站集成自动化终端设计，此方案的主要特质包括高度的可靠性、功能齐全及便于扩展的能力。设备在终端层的主 要配置涵盖了：10kV系统的微机防护与测量控制融合装置；该设备是一款高度智能化的开关数量检测仪器。作为防护装置，也可以叫作控制系统，这是一种用以监控变压器温度的专业设备。通过对电气器材进行智能化的检查和防护，旨在打造一个确保矿井生产安全的自动化工具。利用10kV微机保护测控的一体化装置收集低压输入、输出等电气数据，并控制断路器的断开和闭合等功能。智能开关量监测装置的职能包括操控开关电子设备的合并和断开过程，收集和定位开关的位置信息。干式变压器绕组进行的温度监测、超出预定范围的警报，以及散热风机的开启和关闭控制都是由变压器的温度控制仪器来进行的。 二、公路机电工程电力监控系统的重要性 电力监控系统主要是为了与供电和配电设施配套而搭建的，从实践角度来说，只要配备了供电和配电设备就肯定能实现电力的实时检测与监控。随着我国电力产业的稳步增长以及电网的持续扩张，各级管理者越来越关注供配电系统的稳定性和可靠性。为确保供电和配电体系的持续稳健及其安全运营，除了定时的实地检查之外，电力监测中心应当配备专职人员以进行日常的观察和管控任务。当出现不正常的状况时，应该立即集结相应的人员开展排查和解决，并且迅速向调度部门或相关机构上报这些建议。电力监控中心的值班员需定时进行对电脑监控画面的逐项检查。这项任务的首要步骤是检查每一个监控子站的网络通信状况，接着检查各监控点的测控仪器通信状况。还需定期检视各站的配电设备，对发现的问题进行及时处理和记录。对于电力监测系统发出的各类预警语音，尤其是在电源开关偏移、过压或失压等情况下，应当立即进行原因分析，以便及时发现、汇报并采取适当的措施来解决这些问题。在执行和维护高速公路电力监控体系的项目期间，对机电工程的建设往往缺乏足够的关注，也没有充分考虑到机电工程的维护便利性，这种状况可能增加了一系列严重的潜在安全隐患。特别是在那些规模大的高速公路项目，将机电设施设置在道路中段可能会触发一连串的问题。此外，还有部分机电设备的位置维修人员难以到达，这种不足之处在设计阶段需要进行深入的思考以确保其得到适当的解决。 三、安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统解决方案 3.1概述 针对用户变电站（一般为35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接点无线测温产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监控设备、弧光保护装置等设备组成综合自动化的综合监控系统，实现了变电、配电、用电的安全运行和管理。监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所及配电室等。 Acrel-2000Z电力监控系统[4]是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。 3.2应用场所 适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。 3.3系统架构 Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。 3.4系统功能 （1）实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。 （2）电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。 （3）曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。 （4）运行报表：查询各回路或设备时间的运行参数。 （5）实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。 （6）历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。 （7）电能统计报表：系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况。 （8）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。 （9）网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。 （10）电能质量监测：可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。 （11）遥控功能：可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。 （12）故障录波：可在系统发生故障时，自动地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。 （13）事故追忆：可自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息。 （14）Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。 （15）APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。 四、系统硬件配置 五、结束语 总之，电力监控系统的有效应用能够充分借助信息技术手段实现公路的正常运转，对于保障电缆及降低运维成本等方面都具有重要的价值。具体在公路运行过程中，可以通过电力监控系统的远程通信、监控和控制功能、数据处理功能及人机交互功能实现对电力设备的实时监测与控制，从而及时发现可能存在的问题并进行解决，保障公路交通运行安全。因此，具体在施工过程中应当重视电力监控系统的建设，延长设备的使用寿命，以此实现公路的安全、稳定、长远地发展。
