隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計與探討

隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計與探討摘要闡述了隧道電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用并對隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和監(jiān)控功能需求進行了分析強調(diào)了隧道電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)隧道供配電現(xiàn)代化管理的一項重要手段。關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);高速公路隧道;隧道變電站1.概述近年來隨著我國中西部高速公路建設(shè)的快速發(fā)展隧道建設(shè)不斷增多尤其是隧道的供電技術(shù)和公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范規(guī)定隧道供配電宜設(shè)置電力監(jiān)控裝置將隧道電力監(jiān)控的作用和重要性提到了前所未有的高度。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)通過高速公路電力監(jiān)控自動化系統(tǒng)設(shè)于各節(jié)點的現(xiàn)場測控裝置實時采集高速公路供配電系統(tǒng)中10kV變配電站/所的供電設(shè)備運行狀態(tài)對進線高壓環(huán)路等運行狀態(tài)進行監(jiān)視;通過對故障動作信號的采集加快對電網(wǎng)事故的反映和處理速度縮短因故障所造成的停電時間;通過中心監(jiān)控工作站還可以進行遠(yuǎn)程發(fā)布控制命令遠(yuǎn)程遙控分合相應(yīng)開關(guān)回路。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)采用以光纖為傳輸介質(zhì)的工業(yè)以太網(wǎng)和以串行通信為現(xiàn)場智能設(shè)備通信方式的工業(yè)現(xiàn)場總線相結(jié)合的上下級分層結(jié)構(gòu)，分為三級結(jié)構(gòu)。2.1監(jiān)控管理層隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控分中心和隧道管理所設(shè)置監(jiān)控工作站，負(fù)責(zé)全線隧道供電系統(tǒng)的管理調(diào)度，擁有全線隧道供電系統(tǒng)的管理控制權(quán);主要完成對各隧道變電站電力監(jiān)控的應(yīng)用功能、與其他系統(tǒng)的接口等功能。主站從各監(jiān)控子站的電力監(jiān)控系統(tǒng)中獲取供配電系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)信息，對各變電站的負(fù)荷狀況、負(fù)荷分布曲線、重要報警、事故統(tǒng)計、工作狀態(tài)等電力監(jiān)控數(shù)據(jù)進行獲取與統(tǒng)計，從整體上對供配電系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制，分析供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對整個被監(jiān)控的供配電系統(tǒng)進行有效的控制、管理，使供配電系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。監(jiān)控管理站(監(jiān)控中心、分中心或管理所)將實時地接收各變電站的有效數(shù)據(jù)，以保證監(jiān)控中心對供電系統(tǒng)全局運行狀態(tài)的掌握，并協(xié)調(diào)各個監(jiān)控系統(tǒng)之間的運行。2.2通信中間層各監(jiān)控子站與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是可通過高速光纖通信網(wǎng)來實現(xiàn)的，各監(jiān)控子站利用光纖通信通道傳輸數(shù)據(jù)到電力監(jiān)控工作站進行數(shù)據(jù)處理。每個監(jiān)控子站設(shè)置一臺通信管理機，通信管理機帶有以太網(wǎng)接口，上行接入100Mbps光纖通信通道，通過100Mbps冗余光纖通信通道與監(jiān)控中心的電力監(jiān)控工作站進行通信;通信管理機下行通信接口為RS485、RS232、CAN等接口，與變電站內(nèi)的智能保護測控裝置進行通信，采集終端裝置的數(shù)據(jù)信息，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，上傳有效數(shù)據(jù)至電力監(jiān)控工作站。2.3終端設(shè)備層主要指各變電所、箱變的電力監(jiān)控，原則上每一變電所、箱變或設(shè)備相對集中的地方為一監(jiān)控子站。監(jiān)控子站對相關(guān)的變壓器、高低壓設(shè)備等進行監(jiān)視與控制。綜合監(jiān)控終端設(shè)備層裝置采用模塊化、單元化結(jié)構(gòu)，面向?qū)ο?高壓進線/出線、低壓進線、變壓器等設(shè)備對象)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)集中轉(zhuǎn)換傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)模式配置，主要由10kV系統(tǒng)微機保護測控一體化裝置、400V智能配電裝置、變壓器監(jiān)控單元等設(shè)備構(gòu)成。（1）10kV、6kV微機保護測控一體化裝置完成10kV、6kV系統(tǒng)的繼電保護功能、數(shù)據(jù)監(jiān)測功能（遙測信息）、信息采集功能（遙信信息）和控制輸出（遙控）功能。（2）400V智能配電裝置完成低壓主要線路等的監(jiān)控功能。（3）變壓器監(jiān)控裝置完成干式變壓器的溫度監(jiān)測、風(fēng)機控制、故障報警等功能。通信管理機單元與各類智能微機測控終端裝置通過RS232/485組網(wǎng)通信來交換信息和傳達命令。各智能終端安裝在變電站進、出線開關(guān)、配電變壓器等電力元件的盤面上，主要對關(guān)聯(lián)電力設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集和控制，記錄線路短路和接地故障信息。3.隧道電力監(jiān)控需求分析各監(jiān)控子站主要完成遙信、遙測、遙控和高壓繼電保護等功能。3.1遙信功能（1）10kV、6kV進線、出線開關(guān)位置狀態(tài)與故障報警。（2）變壓器出線總開關(guān)狀態(tài)、熔絲熔斷信號、接地狀態(tài)、變壓器溫度、風(fēng)機啟動信號。（3）ATS位置狀態(tài)、運行狀態(tài)。（4）0.4kV出線手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)、斷路器運行狀態(tài)及故障報警。（5）直流屏、UPS操作電源在線狀態(tài)。（6）無功補償狀態(tài)信號及刀熔開關(guān)斷路器接通信號。3.2遙測功能（1）10kV、6kV回路三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率。（2）低壓總開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、發(fā)電機進線等回路三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度。（3）變壓器溫度。（4）UPS運行參數(shù)。3.3遙控功能（1）單獨遙控：改變某一對象運行狀態(tài)的控制，包括開關(guān)合/分、自動裝置投入/退出、保護定值切換等操作。（2）遙控試驗：每個變電所主接線畫面上設(shè)置遙控試驗對象，用于測試后臺系統(tǒng)至各變電所自動化系統(tǒng)之間的可靠性。（3）復(fù)位操作：對被控站聲光報警等信號進行復(fù)歸的操作。（4）模擬操作：系統(tǒng)支持圖形、符號、顏色的不同，區(qū)分各種信號狀態(tài)?？蓪﹂_關(guān)進行不下位模擬對位操作，并用不同符號或顏色區(qū)別于正常狀態(tài)。（5）閉鎖、解鎖操作：對遙控對象進行批量閉鎖遙控操作，可按照變電站定義也可按照電壓等級等其他參數(shù)設(shè)置。對遙控對象進行的單個、批量閉鎖遙控操作，解鎖為閉鎖的反操作。3.4高壓繼電保護功能隧道變電所內(nèi)的10kV、6kV系統(tǒng)需設(shè)置繼電保護功能，主要包括線路(進線回路、出線環(huán)出回路等)保護、線路變壓器組(站內(nèi)主變)保護、6kV電動機保護、6kV電容器保護等。10kV母線分段回路需設(shè)置分段保護功能，并設(shè)置備自投功能，保證隧道變電所的供電可靠性。3.5系統(tǒng)權(quán)限管理功能系統(tǒng)權(quán)限可分多個級別，系統(tǒng)管理員可通過權(quán)限管理模塊為各級操作人員靈活配置功能權(quán)限，并設(shè)口令字用以對每一位進入系統(tǒng)的人員進行嚴(yán)格的登錄，清楚地分辨、記錄進入系統(tǒng)和進行操作的人員，以確定訪問者的管理范圍。具有權(quán)限的操作員可以通過操作命令人工設(shè)置遙信點的狀態(tài)和遙測點的數(shù)值。當(dāng)系統(tǒng)無法采集到某個設(shè)備（如開關(guān)、刀閘等）的狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)不可信時，用戶可以將該設(shè)備置于人工置數(shù)狀態(tài)，然后人工修改它的值，此時，該設(shè)備的數(shù)據(jù)不再更新。3.6供電系統(tǒng)運行情況的數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計報表功能分門別類保存操作信息、報警信息，以進行查詢和故障分析;實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的日報、月報、年報的統(tǒng)計報表并可進行分析。系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度人員的要求，建立各種檔案報表，采用自動或手動方式錄入數(shù)據(jù)。所有報表、報警、圖形等都可以通過監(jiān)控中心任一臺操作員站在網(wǎng)絡(luò)打印機上打印出來。結(jié) 論隧道變電站設(shè)置綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)，可提高供配電系統(tǒng)