【應(yīng)用案例】高速公路隧道機電智慧管控系統(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)計一套隧道機電智慧管控系統(tǒng)，將機電系統(tǒng)各個獨立部分連接成整體，通過網(wǎng)絡(luò)對機電系統(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)機電系統(tǒng)的有效管控，經(jīng)研究決定對隧道內(nèi)的機電設(shè)施研發(fā)一種智慧管控系統(tǒng)，以提升隧道內(nèi)機電系統(tǒng)的實時管控本文對該工程隧道機電系統(tǒng)智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析。

2公路隧道機電智慧管控系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1機電智慧系統(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)進行事件預(yù)警等，*終有效地將隧道機電系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)集成于一個平臺之上，完成對隧道機電系統(tǒng)的智慧管控。

2.1.2機電系統(tǒng)設(shè)計

 在隧道機電智慧管控系統(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，從而保證機電系統(tǒng)的正常運作，確保隧道的運營安全。

2.2機電系統(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)的用電負荷主要為一*負荷和三級負荷，其中上述的設(shè)施采用一*負荷，其他設(shè)施均采用三級負荷，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*負荷與三級負荷，通過設(shè)置的兩路電源分別向機電設(shè)施供電，保障機電系統(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)的一氧化碳進行監(jiān)測，避免隧道中有害物質(zhì)濃度超標(biāo)；風(fēng)機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，該類型風(fēng)機滿足隧的通風(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)置雙排單光帶進行照明，局部較暗的區(qū)域可利用加強照明燈。

（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)部安裝攝像機對行駛的車輛進行實時監(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。基于此，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)攝像機和車行橫洞紅外球型高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，安裝于隧道的弧線位置。

（2）在攝像機安裝過程中，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，攝像機是否工作正常，是否能與機電智慧管控系統(tǒng)相連接，經(jīng)檢測調(diào)試正常后，組織對機電監(jiān)控系統(tǒng)的驗收工作。

2.3機電智慧系統(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)管所有的機電設(shè)施，并結(jié)合GIS技術(shù)將隧道機電設(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，綜合地在計算機界面中呈現(xiàn)出來，同時能夠通過對應(yīng)機電設(shè)施圖標(biāo)顏色的變化，判斷該機電設(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)隧道機電設(shè)施的綜合監(jiān)控。

2.3.2設(shè)備管理

 隧道機電系統(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、更換等信息進行記錄管理，會大幅增加運營人員的工作量。本工程隧道機電智慧管控系統(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)護成本，保障機電設(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電設(shè)施的檢查工作，減少隧道養(yǎng)護人員的工作量。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行設(shè)置，然后啟動巡邏車輛代替人工進入隧道對機電設(shè)備進行檢查，管控人員可在一*化平臺上獲得巡檢結(jié)果，如機電設(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)控方式等進行遠程控制；視頻回放是指將機電監(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)備損壞原因等進行調(diào)查，確保機電系統(tǒng)的正常運營。

2.3.5信息發(fā)布

 對隧道機電智慧管控系統(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)濟發(fā)展作出突出貢獻的同時，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、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)及排水等機電設(shè)備進行實時分布式監(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,降低機電設(shè)備的運行維護成本。

 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、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保護裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發(fā)電機進行保護和監(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。

詳細電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，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)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，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、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)備進行遠程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(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)拓撲圖

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次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

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，可以遠控，也可以本控；

采用進口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)控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監(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，整機通過一個7寸觸摸屏實現(xiàn)人機交互。觸摸屏通過RS485與ANSVG模塊進行通信。

功能特點：

補償方式靈活：補償負載無功，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，可以遠控，也可以本控；

采用進口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)控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監(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、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，實現(xiàn)對高速公路電氣安全預(yù)警。現(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，可進入相應(yīng)的界面查看詳細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、燃氣管線比較多，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)域分機采集消防設(shè)備電源狀態(tài)，區(qū)域分機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)域以及事件的詳細信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶刂破髂艽鎯κ录涗洺^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、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、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)備進行維護處理。

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)備進行維護管理。/

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，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、促進經(jīng)濟社會發(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對象配置不同微機保護裝置，10kV進線柜配置AM5-F線路保護裝置，共22只；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護裝置，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保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、油箱液位儀、水泵運行狀態(tài)和水位、風(fēng)機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)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，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、微機保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、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，各配電房的通訊管理機將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至高速公路局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。