安科瑞 劉秋霞
電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等手段，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和管理，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
摘要：社會(huì)的快速發(fā)展，推動(dòng)了國(guó)家整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，為了滿(mǎn)足社會(huì)不斷發(fā)展的需要，我國(guó)的交通運(yùn)輸事業(yè)在不斷發(fā)展，高速公路作為交通運(yùn)輸事業(yè)的重要組成，其建設(shè)質(zhì)量直接影響著道路交通運(yùn)輸?shù)陌踩砸约翱煽啃?。高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造工作就是為了提升高速公路的運(yùn)行水平，切實(shí)發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)道路交通事業(yè)更好更快的發(fā)展，在做好供配電系統(tǒng)改造的基礎(chǔ)上，做好電力監(jiān)控管理工作。本文以某高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造以及電力監(jiān)控管理為例，展開(kāi)了一系列的探究，首先分析了某高速公路原有的低壓供配電系統(tǒng)以及電力監(jiān)控管理的現(xiàn)狀，然后分析了高速公路低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造的思路，分析了高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造施工方案，分析了低壓供配電系統(tǒng)改造后的集中監(jiān)控管理模式。對(duì)于提升我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，推動(dòng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：高速公路；低壓供配電；系統(tǒng)改造；電力監(jiān)控；管理水平
引言
高速公路低壓供配電系統(tǒng)是高速公路機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)的重要組成。低壓供配電管理系統(tǒng)需要運(yùn)行可靠，穩(wěn)定，效率高，切實(shí)保障供電的可靠性，保障供電不間斷。高速公路的低壓供配電系統(tǒng)為其他系統(tǒng)提供的電能質(zhì)量的高低直接影響整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及設(shè)備的使用壽命。本研究以某高速公路的低壓供配電系統(tǒng)的改造展開(kāi)了探究，原有的低壓供配電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足高速公路發(fā)展的需要，所以必須結(jié)合實(shí)際進(jìn)行系統(tǒng)改造，促進(jìn)電力監(jiān)控管理工作效率的提升。
某高速公路原有低壓供配電系統(tǒng)以及管理現(xiàn)狀
本文研究的高速公路全線設(shè)有收費(fèi)站個(gè)數(shù)為13個(gè)，服務(wù)區(qū)4個(gè)，低壓配電站17個(gè)，柴油發(fā)電機(jī)組17臺(tái)。由于受到技術(shù)因素的影響，配電站的供電主開(kāi)關(guān)，備用的發(fā)電機(jī)組都是以手動(dòng)操作進(jìn)行。整條線路的低壓供配電系統(tǒng)都是由各自的收費(fèi)站以及服務(wù)區(qū)進(jìn)行管理，每個(gè)收費(fèi)站，服務(wù)區(qū)都配有專(zhuān)門(mén)的電工，為了保障配電站運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性必須進(jìn)行24小時(shí)不間斷值班，并且每個(gè)站點(diǎn)都是相互獨(dú)立的，站點(diǎn)職責(zé)獨(dú)立。
高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)思路
通過(guò)分析該高速公路的實(shí)際，需要結(jié)合公司的管理需求以及設(shè)備的使用現(xiàn)狀，借助自動(dòng)控制以及智能化的技術(shù)策略，對(duì)于所有的站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)以及備用的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行智能化的改造，將原有的需要用手動(dòng)操作的主開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換，還需要增設(shè)智能測(cè)量控制裝置，增加計(jì)算機(jī)以及集中監(jiān)控軟件，每個(gè)站點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守，借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所有站點(diǎn)集中監(jiān)控和集中管理。
3.1改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無(wú)人值守功能
首先改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無(wú)人值守功能。每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)都能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守的功能，在新增的計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控中心，借助監(jiān)控軟件，能夠?qū)τ诿恳粋€(gè)站點(diǎn)的電力運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行集中的監(jiān)控。還能夠監(jiān)測(cè)設(shè)備的具體的運(yùn)行狀態(tài)，站點(diǎn)低壓配電系統(tǒng)所處的環(huán)境，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于每個(gè)站點(diǎn)的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3.2改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具有集中監(jiān)控的功能
改造后的低壓供配電系統(tǒng)具有集中監(jiān)控的功能，借助電力監(jiān)控主機(jī)采集各個(gè)站點(diǎn)低壓供配電系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)監(jiān)控設(shè)備電力參數(shù)信息數(shù)據(jù)，通過(guò)圖形將各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的設(shè)備的具體的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，同時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)的分析處理，制定相關(guān)的控制方案，向各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的監(jiān)控設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)信息以及信號(hào)命令，保障各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的低壓供配電系統(tǒng)都能夠在安全，可靠的狀態(tài)下運(yùn)行。每一個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)都是由兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，電機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)以及視頻環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)。低壓和發(fā)電機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)備有通信設(shè)備，多回路監(jiān)控單元，工業(yè)以及太網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備組成，能夠?qū)l(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造施工方案
4.1對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的進(jìn)線主開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造
將原有的開(kāi)關(guān)失壓脫口裝置去除，增設(shè)自動(dòng)合閘觸點(diǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)本地遠(yuǎn)程分合閘，整體供電回路能夠?qū)﹄妷海娏?，功率因?shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.2對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的分路開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造
改造低壓供配電系統(tǒng)的分路開(kāi)關(guān)，增設(shè)電壓，電流，功率檢測(cè)裝置，改造完成后在各個(gè)分路上能夠?qū)崿F(xiàn)電壓，電流，功率的監(jiān)控。
4.3對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造
對(duì)于各個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造，改造完成后的機(jī)房近排風(fēng)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足自動(dòng)化無(wú)人值守機(jī)房的要求，需要增設(shè)開(kāi)關(guān)量探頭，將供油回路進(jìn)行改造，增加智能化的控制系統(tǒng)，設(shè)置帶有報(bào)警接口的智能化的充電機(jī)。改造工作完成后能夠?qū)崿F(xiàn)供電的自動(dòng)化，并且對(duì)于機(jī)組實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時(shí)還配備了在緊急狀況下獨(dú)立鑰匙啟動(dòng)，停機(jī)功能，借助計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)，手動(dòng)條件下所有的工作都能夠借助自動(dòng)化操作完成。
低壓供配電系統(tǒng)改造后的集中監(jiān)控管理模式探究
結(jié)合高速公路低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際，進(jìn)行系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了智能化改造，將原有的分散管理變得更加集中。在改造工作完成之前，，每一個(gè)站點(diǎn)都配有專(zhuān)門(mén)的值班電工，并且為了保障運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性，這些電工都是24小時(shí)值班的，每一個(gè)站點(diǎn)的專(zhuān)職電工人員需要保障站點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，做好設(shè)備的檢修和維護(hù)工作，并且各個(gè)站點(diǎn)之間的工作狀態(tài)都是相互獨(dú)立的，站點(diǎn)和站點(diǎn)之間的工作并沒(méi)有交集，每一個(gè)站點(diǎn)都僅僅對(duì)于本站點(diǎn)內(nèi)的工作負(fù)責(zé)任。
5.1改造完成前分散管理存在很多弊端
系統(tǒng)改造工作完成之前，是采用分散式管理的模式進(jìn)行管理的，有很多弊端，電工必須24小時(shí)進(jìn)行值班，并且配備的電工數(shù)量比較多，由于電力生產(chǎn)，電力維修人員都是特種工種，所以配備這些人力資源需要比較高的成本維持。各種零配件的種類(lèi)和數(shù)量比較多，每一個(gè)站點(diǎn)單獨(dú)管理，為了保障站點(diǎn)設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，需要配備好備用的零配件。
5.2改造完成后集中監(jiān)控管理的優(yōu)勢(shì)
系統(tǒng)改造工作完成之后，具有很多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)極大的方面電力監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)值班電工的數(shù)量，原來(lái)需要人工值班24小時(shí)保障運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性，而系統(tǒng)改造完成之后僅僅需要監(jiān)控中心一個(gè)點(diǎn)就能夠完*取代24小時(shí)值班的工作模式，其他站點(diǎn)不必額外管理；系統(tǒng)改造完成之后將現(xiàn)場(chǎng)值班電工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，現(xiàn)場(chǎng)值班電工在改造完成之前需要定時(shí)查看設(shè)備的狀態(tài)，并且結(jié)合實(shí)際情況做好登記，而集中監(jiān)控管理后將現(xiàn)場(chǎng)查看的頻率大大降低了；同時(shí)系統(tǒng)改造工作完成之后，各種零配件的儲(chǔ)備量減少了，結(jié)合具體的設(shè)備狀況，在全線的幾個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部設(shè)置備件系統(tǒng)，不需要在每一個(gè)站點(diǎn)都設(shè)置備用件，所以管理模式變得非常集中有效。
六 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
6.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無(wú)人值守的要求，針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等多功能于一體的開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶(hù)變電站，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站方位的控制和管理，滿(mǎn)足變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
6.2應(yīng)用場(chǎng)所
辦公建筑（商務(wù)辦公、國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑等）
商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）
旅游建筑（賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等）
科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑）
通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）
交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭建筑等）
廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）
6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶(hù)用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
6.4設(shè)備選型
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 保護(hù)功能 |
35kV/10kV/6KV進(jìn)線柜電能質(zhì)里在線監(jiān)測(cè) | APView500 | 電網(wǎng)頻率，電壓、電流有效值有功功率、無(wú)功功率、視在功率及功率因數(shù)，電壓偏差，頻率偏差，三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數(shù)、相位等，諧波（2~50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等，諧波群，間諧波電壓波動(dòng)、閃變?？奢斎?7.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器、PT監(jiān)測(cè)/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機(jī)保護(hù) |
35kV/10kV/6kV弧光保護(hù) | ARB5-M | 主控單元，可接20路弧光信號(hào)或4個(gè)擴(kuò)展單元，配置弧光保護(hù)(8組)、失靈保護(hù)(4組)、TA斷線監(jiān)測(cè)(4組)、11個(gè)跳閘出口 |
ARB5-E | 擴(kuò)展單元，多可以插接6塊擴(kuò)展插件，每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號(hào) | |
ARB5-S | 弧光探頭，可安裝于中壓開(kāi)關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測(cè)范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域 | |
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點(diǎn)測(cè)溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，標(biāo)配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測(cè)量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫，人體感應(yīng)自動(dòng)照明，語(yǔ)音提示，電參數(shù)測(cè)量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口，IRIG-B對(duì)時(shí) |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測(cè)量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測(cè)量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
WHD20R | 支持測(cè)量并顯示2路溫度，2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測(cè) | ARTM-8 | 8路溫度巡檢，預(yù)埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫 | ARTM-Pn-E | 無(wú)線則溫采集可接入60個(gè)無(wú)線測(cè)溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測(cè)量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A，無(wú)線傳輸距離空曠150米 | |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限電能,2~31次諧波測(cè)量，需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測(cè)里，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5（6)有功電能精度0.5S級(jí)，無(wú)功電能精度2級(jí) | |
0.4KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無(wú)線溫濕度傳感器，發(fā)射頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換) |
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透?jìng)鰽TC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報(bào)警出口。 | |
網(wǎng)關(guān) | Anet-2E8S1 | 8個(gè)RS485串口2kV隔離，2個(gè)以太網(wǎng)接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、權(quán)限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類(lèi)報(bào)表。 |
七 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，結(jié)合某高速公路低壓供配電系統(tǒng)實(shí)際，詳細(xì)的介紹，低壓供配電系統(tǒng)的升級(jí)改造，改造工作完成之后，相比較改造工作完成之前，實(shí)現(xiàn)了有效的集中管理，大大解放了人工，同時(shí)將管理效率大大提升了，降低了實(shí)際的管理運(yùn)行成本。充分利用了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，促進(jìn)了高速公路建設(shè)的順利行，推動(dòng)了我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展，為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。
參考文獻(xiàn)
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