隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方案設計與探討

隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方案設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)結構和監(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的快速發(fā)展隧道建設不斷增多尤其是隧道的供電技術和公路隧道交通工程設計規(guī)范規(guī)定隧道供配電宜設置電力監(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程發(fā)布控制命令遠程遙控分合相應開關回路。2.系統(tǒng)結構隧道綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)采用以光纖為傳輸介質的工業(yè)以太網(wǎng)和以串行通信為現(xiàn)場智能設備通信方式的工業(yè)現(xiàn)場總線相結合的上下級分層結構，分為三級結構。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置監(jiān)控工作站，負責全線隧道供電系統(tǒng)的管理調(diào)度，擁有全線隧道供電系統(tǒng)的管理控制權;主要完成對各隧道變電站電力監(jiān)控的應用功能、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，對各變電站的負荷狀況、負荷分布曲線、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)議轉換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)轉發(fā)，上傳有效數(shù)據(jù)至電力監(jiān)控工作站。2.3終端設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、箱變或設備相對集中的地方為一監(jiān)控子站。監(jiān)控子站對相關的變壓器、高低壓設備等進行監(jiān)視與控制。綜合監(jiān)控終端設備層裝置采用模塊化、單元化結構，面向對象(高壓進線/出線、低壓進線、變壓器等設備對象)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)集中轉換傳輸?shù)臉藴誓Ｊ脚渲?，主要?0kV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)控單元等設備構成。（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、配電變壓器等電力元件的盤面上，主要對關聯(lián)電力設備進行數(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、出線開關位置狀態(tài)與故障報警。（2）變壓器出線總開關狀態(tài)、熔絲熔斷信號、接地狀態(tài)、變壓器溫度、風機啟動信號。（3）ATS位置狀態(tài)、運行狀態(tài)。（4）0.4kV出線手/自動轉換開關狀態(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、聯(lián)絡開關、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）復位操作：對被控站聲光報警等信號進行復歸的操作。（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)。可對開關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母線分段回路需設置分段保護功能，并設置備自投功能，保證隧道變電所的供電可靠性。3.5系統(tǒng)權限管理功能系統(tǒng)權限可分多個級別，系統(tǒng)管理員可通過權限管理模塊為各級操作人員靈活配置功能權限，并設口令字用以對每一位進入系統(tǒng)的人員進行嚴格的登錄，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。具有權限的操作員可以通過操作命令人工設置遙信點的狀態(tài)和遙測點的數(shù)值。當系統(tǒng)無法采集到某個設備（如開關、刀閘等）的狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)不可信時，用戶可以將該設備置于人工置數(shù)狀態(tài)，然后人工修改它的值，此時，該設備的數(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)絡打印機上打印出來。結 論隧道變電站設置綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)，可提高供配電系統(tǒng)