高速公路隧道(群)供配电监控系统解决方案

浅谈高速公路隧道（群）供配电监控系统解决方案

关键词：高速公路隧道供配电监控系统

1 背景

随着现代化进程的推进，高速公路建设在迅猛发展。目前国内高速公路隧道日益增多，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。目前我国的高速公路隧道多在无人山区，人员值守的管理难度比较大，要实时集中管理这些隧道的情况，还需通过一些科学智能的监控管理手段来辅助管理。高速公路隧道一般会设立隧道配电所对隧道内的照明，交通情况，供配电情况，风机运行情况等进行管理。

为了高速公路正常通车，防范交通安全隐患，需要一整套智能隧道供配电监控系统，对高速公路路段内的多个隧道进行集中监控管理，实时了解各隧道内灯光照明情况，风机运行情况，各配电所内高低压配电情况，发电机组，ups等智能设备运行情况等，远程智能控制隧道照明系统，风机启停运转控制等。

2 高速公路隧道（群）供配电监控系统建设需求分析

实时集中管理高速公路路段内各隧道供配电情况，在高速公路监控管理中心，实时查看各隧道前端站各类信息监测情况，及建立一套完善的自动报警管理平台等。通过高速公路隧道供配电监控系统设于各隧道前端站点的各类测控保护装置，实时采集高速公路隧道照明通风等供电设备的运行状态，及对进线、出线、高压配电柜断路器等状态的监视，对故障动作信号的采集，将加快对事故的反映

和处理速度，缩短故障的停电时间；通过监控中心主站还可以远程遥控相应开关及接触器回路，提高供电及隧道运营的可靠性。通过对系统各级/段母线电压实时采集，使电压合格率进一步提升，为电气设备稳定运行打下坚实的基础；对电能量及电度的采集可以全面了解系统各负荷及总负荷变化及耗电成本。

3 系统总体设计

3.1 系统三层构架。我们详细分析目前高速公路隧道供配电监控系统的需求，本系统采用三层结构进行架构。主要为隧道监控管理中心主站，各遂道配电房本地管理站及各隧道前端测控装置等。第一层：隧道管理中心主站层。主要由服务器、前台管理系统、后台数据库及报警系统组成。全局管理本路段内所有隧道供配电监控系统。

第二层：各区域隧道配电所本地管理站。为了更好地管理上百公里路段内各遂道的整体对象，我们提出区域的概念，本地管理站管理本地配电房内供配电监控系统。

第三层：各隧道前端各类测控装置。主要包括安装于各隧道配电房内各类监控主机，智能设备监控器及各类配电测控模块等。

第一层与第二层通过主干光纤以太网结合一体，第二层与第三层通过区域内部tcp/ip协议网络为传输通道，与整个系统结合成一体。

根据以上系统的架构及本系统技术要求特点，我们确定按照以下的设计思路进行系统的建设：针对于隧道供配电监控的实际状况和

具体需求，采用tcp/ip协议，用高速公路光纤ip网络为传输通道，集中构建高性能、安全可靠的网络监控系统。在各个隧道配电所监测现场使用网络监控主机及各类测控模块对各系统进行监控，监控主机基于ip网络进行数据传输，使用现场总线采集控制技术，可以与32个测控模块连接，实现对供配电系统的电压、电流、开关及刀闸、智能电源的监控。在各隧道配电所设立本地调度管理中心，在高速公路监控中心建立供配电监控系统的调度监控中心。（如下图）

3.2 高品质高性能光纤以太网平台。从系统架构可以看出，第一层与第二层才是真正的远程，是电力监控最为核心的部分。主干光纤网及光纤网络交换机构建的平台应满足：①网络稳定。②不失数据包。③数据传输的速率。④提供网管监控维护。⑤适应电力监控数据传输的特点。

3.3 强化中间层主机的控制功能。加将时序控制/光照度自动控制/风机自动控制/参数远程设置等功能，结合第三层的测控装置，实现九成以上的控制功能由外场自动化子系统完成。

3.4 选择具备行业特点的综合测控装置。高速公路遂道（群）供配电测控装置的功能是：①采集电流，电压；②采集空开/接触器位置，其它状态信号；③对电操开关及接触器的控制；④简捷明了的led及汉显人机界面；⑤通讯；⑥利用电流电压计算出进线的有功电度量，为成本/线损变损分析提供支持；⑦时序自控；⑧节能器主路旁路启动运行自控；⑨失电后保持来电后自动恢复继电器输

出。

3.5 外光内铠缆的隧道数据通讯。洞内短距离通信以铠装双绞屏蔽线为通信物理介质，出隧道洞口长距离通信以铠装光缆为通信物理介质。

4 系统主要实现功能

4.1 “遥测”是指通过系统网络监控主机、rs485测控模块以及组态软件实现对隧道内照明情况和风机运行情况的实时检测；配电所内各高低压重要回路的电量采集，即电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度、视在电度、功率因数、频率等；配电各类智能设备的运行状态的实时检测，如ats、ups 和发电机等。

4.2 “遥信”是指通过系统网络监控主机、rs485测控模块以及组态软件实现配电所中所有开关量的采集，如断路器的分合闸、电机储能状态、变压器风机运行状态、断路器故障信号、事故跳闸信号、综合保护器的故障类型等开关量。

4.3 “遥控”是指通过系统网络监控主机、rs485测控模块以及组态软件实现照明系统开关的远程控制；风机正反转远程控制；带有电动操作机构的框架式断路器和分励脱扣的塑壳断路器以及接触器等远程控制功能。

4.4 网络监控中心系统可以根据系统组态画面、实时采集数据列表以及历史数据库来分析每个回路的实际用电量，同时记录回路的名称、站号以及用电量情况等。及时、准确地知道各用电回路的情

况，同时也给变配电的安全保障、经济运行、负荷分析、经济核算、合理调度及故障及时处理等现代化管理提供了保障。

4.5 本系统可以对潜在的事故进行预报警，同时实现各种电量的越限报警，便于及时处理以避免事故或隐患的出现，减少损失。供配电系统出现异常时，可以及时了解到有关故障信息（故障原因、性质、地点及发生时间），来指导维修，减少故障的处理时间及停电时间。

5 结束语

本系统可监控用户网络内所有遂道配电所，对隧道内的照明系统、风机系统、配电所内的高低压配电系统、配电各类智能设备等实时监控管理。适用于网络规模大，用户数量多，监控类型多，分布较广的用户使用。实现对整个高速公路系统内隧道供配电系统等状态信息实时监控及集中统一管理。真正做到隧道供配电监控系统管理的实时化，智能化、网络化；使用户实现方便，安全，可靠，准确，无人值守的隧道实时监控管理。

参考文献：

[1]严绍洋，吴爱景.谈电力监控系统在高速公路中的应用[j].华东公路，2007（5）.

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[3]佟为明，陈培友，刘勇.以太网在工业领域的应用[j].电气应用.2005，24（10）.