安科瑞 劉秋霞
電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種基于計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、自動化控制技術等手段，對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的系統(tǒng)。它能夠實現(xiàn)對電力系統(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)的安全運行。
摘要：社會的快速發(fā)展，推動了國家整體經(jīng)濟實力的增強，促進了科學技術水平的不斷提升，為了滿足社會不斷發(fā)展的需要，我國的交通運輸事業(yè)在不斷發(fā)展，高速公路作為交通運輸事業(yè)的重要組成，其建設質量直接影響著道路交通運輸?shù)陌踩砸约翱煽啃浴８咚俟返蛪汗┡潆娤到y(tǒng)的改造工作就是為了提升高速公路的運行水平，切實發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢，推動我國道路交通事業(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)設計改造的思路，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。對于提升我國交通運輸?shù)姆召|量，推動社會主義市場經(jīng)濟平穩(wěn)健康發(fā)展有一定的借鑒意義。
關鍵詞：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)是高速公路機電系統(tǒng)建設的重要組成。低壓供配電管理系統(tǒng)需要運行可靠，穩(wěn)定，效率高，切實保障供電的可靠性，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)提供的電能質量的高低直接影響整個機電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及設備的使用壽命。本研究以某高速公路的低壓供配電系統(tǒng)的改造展開了探究，原有的低壓供配電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高速公路發(fā)展的需要，所以必須結合實際進行系統(tǒng)改造，促進電力監(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有收費站個數(shù)為13個，服務區(qū)4個，低壓配電站17個，柴油發(fā)電機組17臺。由于受到技術因素的影響，配電站的供電主開關，備用的發(fā)電機組都是以手動操作進行。整條線路的低壓供配電系統(tǒng)都是由各自的收費站以及服務區(qū)進行管理，每個收費站，服務區(qū)都配有專門的電工，為了保障配電站運行的安全性以及穩(wěn)定性必須進行24小時不間斷值班，并且每個站點都是相互獨立的，站點職責獨立。
高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造設計思路
通過分析該高速公路的實際，需要結合公司的管理需求以及設備的使用現(xiàn)狀，借助自動控制以及智能化的技術策略，對于所有的站點的低壓供配電系統(tǒng)以及備用的柴油發(fā)電機組進行智能化的改造，將原有的需要用手動操作的主開關，轉換開關進行更換，還需要增設智能測量控制裝置，增加計算機以及集中監(jiān)控軟件，每個站點都能夠實現(xiàn)無人值守，借助計算機實現(xiàn)所有站點集中監(jiān)控和集中管理。
3.1改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無人值守功能
首先改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無人值守功能。每個站點的低壓供配電系統(tǒng)都能夠實現(xiàn)無人值守的功能，在新增的計算機集中監(jiān)控中心，借助監(jiān)控軟件，能夠對于每一個站點的電力運行參數(shù)進行集中的監(jiān)控。還能夠監(jiān)測設備的具體的運行狀態(tài)，站點低壓配電系統(tǒng)所處的環(huán)境，借助計算機系統(tǒng)對于每個站點的用電量進行統(tǒng)計分析。
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)控主機采集各個站點低壓供配電系統(tǒng)內各個監(jiān)控設備電力參數(shù)信息數(shù)據(jù)，通過圖形將各個站點內的設備的具體的工作狀態(tài)實時的顯示出來，同時對于數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)的分析處理，制定相關的控制方案，向各個站點內部的監(jiān)控設備發(fā)送數(shù)據(jù)信息以及信號命令，保障各個站點內部的低壓供配電系統(tǒng)都能夠在安全，可靠的狀態(tài)下運行。每一個站點的低壓供配電系統(tǒng)都是由兩個子系統(tǒng)構成，電機監(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)電機監(jiān)控子系統(tǒng)的設備有通信設備，多回路監(jiān)控單元，工業(yè)以及太網(wǎng)交換機等設備組成，能夠將發(fā)電機組運行參數(shù)進行實時的監(jiān)控及時傳輸?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對每個站點的低壓供配電系統(tǒng)的進線主開關進行改造
將原有的開關失壓脫口裝置去除，增設自動合閘觸點裝置，實現(xiàn)主開關本地遠程分合閘，整體供電回路能夠對電壓，電流，功率因數(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
4.2對每個站點的低壓供配電系統(tǒng)的分路開關進行改造
改造低壓供配電系統(tǒng)的分路開關，增設電壓，電流，功率檢測裝置，改造完成后在各個分路上能夠實現(xiàn)電壓，電流，功率的監(jiān)控。
4.3對每個站點的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機組進行改造
對于各個站點的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機組進行改造，改造完成后的機房近排風系統(tǒng)能夠滿足自動化無人值守機房的要求，需要增設開關量探頭，將供油回路進行改造，增加智能化的控制系統(tǒng)，設置帶有報警接口的智能化的充電機。改造工作完成后能夠實現(xiàn)供電的自動化，并且對于機組實現(xiàn)遠程控制，同時還配備了在緊急狀況下獨立鑰匙啟動，停機功能，借助計算機設備能夠實現(xiàn)對于柴油發(fā)電機組的監(jiān)控和監(jiān)測，手動條件下所有的工作都能夠借助自動化操作完成。
低壓供配電系統(tǒng)改造后的集中監(jiān)控管理模式探究
結合高速公路低壓供配電系統(tǒng)的運行實際，進行系統(tǒng)的改造，實現(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，，每一個站點都配有專門的值班電工，并且為了保障運行的穩(wěn)定性以及可靠性，這些電工都是24小時值班的，每一個站點的專職電工人員需要保障站點運行穩(wěn)定，做好設備的檢修和維護工作，并且各個站點之間的工作狀態(tài)都是相互獨立的，站點和站點之間的工作并沒有交集，每一個站點都僅僅對于本站點內的工作負責任。
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行管理的，有很多弊端，電工必須24小時進行值班，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。各種零配件的種類和數(shù)量比較多，每一個站點單獨管理，為了保障站點設備處于正常的運行狀態(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
系統(tǒng)改造工作完成之后，具有很多優(yōu)點，同時極大的方面電力監(jiān)控管理，實現(xiàn)集中監(jiān)控，節(jié)省了現(xiàn)場值班電工的數(shù)量，原來需要人工值班24小時保障運行的穩(wěn)定性以及可靠性，而系統(tǒng)改造完成之后僅僅需要監(jiān)控中心一個點就能夠完*取代24小時值班的工作模式，其他站點不必額外管理；系統(tǒng)改造完成之后將現(xiàn)場值班電工的勞動強度大大降低，現(xiàn)場值班電工在改造完成之前需要定時查看設備的狀態(tài)，并且結合實際情況做好登記，而集中監(jiān)控管理后將現(xiàn)場查看的頻率大大降低了；同時系統(tǒng)改造工作完成之后，各種零配件的儲備量減少了，結合具體的設備狀況，在全線的幾個站點內部設置備件系統(tǒng)，不需要在每一個站點都設置備用件，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)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(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)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。
6.2應用場所
辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）
商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）
旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）
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）
交通運輸建筑（機場、車站、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、風能發(fā)電等）
6.3系統(tǒng)結構
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡通信層和現(xiàn)場設備層，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡結構、光纖星型網(wǎng)絡結構、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡結構，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設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設備選型
應用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV/10kV/6KV進線柜電能質里在線監(jiān)測 | APView500 | 電網(wǎng)頻率，電壓、電流有效值有功功率、無功功率、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、閃變。可輸入57.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機保護 |
35kV/10kV/6kV弧光保護 | ARB5-M | 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口 |
ARB5-E | 擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號 | |
ARB5-S | 弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、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)點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，標配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應自動照明，語音提示，電參數(shù)測量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口，IRIG-B對時 |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，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 | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，無線傳輸距離空曠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、下測里，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；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，無功電能精度2級 | |
0.4KV低壓柜內環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器，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做中繼透傳ATC600-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路報警出口。 | |
網(wǎng)關 | Anet-2E8S1 | 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網(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)服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制、權限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。 |
七 結束語
綜上所述，結合某高速公路低壓供配電系統(tǒng)實際，詳細的介紹，低壓供配電系統(tǒng)的升級改造，改造工作完成之后，相比較改造工作完成之前，實現(xiàn)了有效的集中管理，大大解放了人工，同時將管理效率大大提升了，降低了實際的管理運行成本。充分利用了現(xiàn)代科學技術帶來的優(yōu)勢，促進了整個系統(tǒng)的安全可靠運行，促進了高速公路建設的順利行，推動了我國交通運輸事業(yè)的長足穩(wěn)定發(fā)展，為社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展提供了強有力的支持。
參考文獻
[1]陳思衛(wèi).高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造和電力監(jiān)控管理[J].建筑工程技術與設計,2018:2349.
[2]馬廣永.基于就地補償手段對煤礦低壓供電系統(tǒng)的改造[J].機電信息,2012(24):91-91.
[3]安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2022.05.
