2025-09-03 14:46:07
安科瑞丁一18761599093
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摘要:近年來,伴隨著經濟的發展我國公路建設已經達到了一定水平,但近年來高速公路的運營安全性堪待*化。由于公路特長型橋梁和隧道的運行安全性需要由電力供應進行支持，為此需要融入數字化監測技術。對各個環節進行監控，日常做好電力監控系統的維護，創新并完善現階段的電力監控維護與實踐的發展要求。通過這樣的方式，不僅能夠對高速公路運行的狀態進行監管，同時還能加強高速公路管理的工作效率，并維護好相關人員的勞動強度，充分降低運營的綜合性成本。
關鍵詞:高速公路;電力監控系統:維護;
一、電力監控系統組成
通常情況下，高速公路建設的過程中兩旁會設置電力設施，如變電站、箱狀變電站和地下型變電站等設備。然而這些主要是線性地呈離散性分布的。于是，電力監測系統一般采用變電站、箱型變電站和埋地型變電站作為監測單位，在運營管理中心或者主變電站里都設立相應的電力監測中心（或稱主站）。為了保證從這些離散的監控子站獲取的數據能夠迅速并有效 地傳遞*監控中心，沿高速公路的所有站點間有必要形成一個光纖數據環網系統。鑒于電力線路的長度之長、覆蓋的廣度之廣和高度的通訊容量需求，**大部分已經建設且開始運作的電網監控系統主要采用有線網絡作為其架構。因此，電力監控系統的構建**是依據系統的各項功能以及設備分布情況，參照圖1展示的三*分布式架構方案。
圖1 例圖
位于監控中心的計算機后臺和軟件處理單元扮演著重要的職責，該設計是基于分布式結構的，由中央控制單元和若干從站共同組成一個控制網絡。智能的通信傳輸層構成包含計算機網絡的接口、光纖網 絡環網、工業化的以太網交換器、通信管理設備以及內置的處理軟件等部件。上層的網絡是由現場的控制設備和遠端的用戶組成的，他們利用以太網將數據傳遞給下層的設備。在工業環境中，現場的總線選擇串行通信方式作為智能設備之間的通訊途徑，而智能測控設備、控制器和數據采集器等共同形成了設備的終端部分，也稱為子站點。
1.1 監控管理層
高速公路監控管理部門的主要職責是負責電力監控應用，為其他系統設置特定的接口，并整體負責供電系統的管理和調度工作， 同時也擁有整體供電系統的管理權限。為了評估電網是否出現問題并確保 電網的穩定、安全供電，有關人員應采集各個變電站的電壓、電流信號和開關量信號。從各大監控子站中 獲取供電配電系統的實時數據，并對各個變電站在電力負荷狀況、負荷分布趨勢進行精細化的數據檢索和統計。在檢測到問題時迅速進行維護，確保系統永遠處于*穩的運行條件。為了讓監控站點能夠掌握供電系統的運作狀態，并在各個子系統間有效合作，監控工作站將會實時收集各個子系統提供的有價值的相關數據。監控管理主要設置了以下軟硬件工具：主要是大型LED顯示屏，它用于展示關鍵監控數據和圖片的細節信息；電力監控工作站構成一個電力監視運營管理的硬件基礎設施；遠程端點操作和通 訊網絡中的電力監視應用系統；為電力監視提供數據存儲服務的平臺；激光打印機主管處理運行過程中的數據及文件的打印。
1.2 通信傳輸層
監控子站與監控中心之間利用高速光纖以太網實現了數據的流通，為了確保傳輸的準確性，各監控子站均配置了工業以太網交換機。利用光纜在整條線路上建立千兆的冗余光纖網絡通道，從而確保電力監控數據能被順利發送到中央的電力監控工作站。該系統整體構造包括多個分散的智能端點和一個控制型計算機，并且能夠上行*工業以太網的交換器進行連接；下行連接點是實地測試控制端與遠程監控計算機，其主要目的是對系統執行實時的觀測和調控。收集終端裝置的詳細數據信息，隨后執行協議轉換、數據處理 和數據轉發操作，*后將所有有效數據上傳到電力監控工作站。該系統是由應用程序和基層硬件所構成，通信傳輸層主要由工業以太網交換機的數據傳輸 設備組成，這是其核心組件之一。通信管理設備主要負責數據的維護、傳輸、轉發以及合同協議轉化等任務。
1.3 終端設備層
高速公路的終端設備層被賦予了實時監測和管理變壓器、高低電壓出線回路等部件的職責。終端設備層次專門處理現場數據采集任務，并可以依據標準與通信管理局進行數據互換。如今，這些建構大多基于模塊化以及單元式的方式進行搭建。基于此，有關人員提出了一種新的基于分層分布式架構的變電站集成自動化終端設計，此方案的主要特質包括高度的可靠性、功能齊全及便于擴展的能力。設備在終端層的主 要配置涵蓋了：10kV系統的微機防護與測量控制融合裝置；該設備是一款高度智能化的開關數量檢測儀器。作為防護裝置，也可以叫作控制系統，這是一種用以監控變壓器溫度的專業設備。通過對電氣器材進行智能化的檢查和防護，旨在打造一個確保礦井生產安全的自動化工具。利用10kV微機保護測控的一體化裝置收集低壓輸入、輸出等電氣數據，并控制斷路器的斷開和閉合等功能。智能開關量監測裝置的職能包括操控開關電子設備的合并和斷開過程，收集和定位開關的位置信息。干式變壓器繞組進行的溫度監測、超出預定范圍的警報，以及散熱風機的開啟和關閉控制都是由變壓器的溫度控制儀器來進行的。
二、公路機電工程電力監控系統的重要性
電力監控系統主要是為了與供電和配電設施配套而搭建的，從實踐角度來說，只要配備了供電和配電設備就肯定能實現電力的實時檢測與監控。隨著我國電力產業的穩步增長以及電網的持續擴張，各*管理者越來越關注供配電系統的穩定性和可靠性。為確保供電和配電體系的持續穩健及其安全運營，除了定時的實地檢查之外，電力監測中心應當配備專職人員以進行日常的觀察和管控任務。當出現不正常的狀況時，應該立即集結相應的人員開展排查和解決，并且迅速向調度部門或相關機構上報這些建議。電力監控中心的值班員需定時進行對電腦監控畫面的逐項檢查。這項任務的首要步驟是檢查每一個監控子站的網絡通信狀況，接著檢查各監控點的測控儀器通信狀況。還需定期檢視各站的配電設備，對發現的問題進行及時處理和記錄。對于電力監測系統發出的各類預警語音，尤其是在電源開關偏移、過壓或失壓等情況下，應當立即進行原因分析，以便及時發現、匯報并采取適當的措施來解決這些問題。在執行和維護高速公路電力監控體系的項目期間，對機電工程的建設往往缺乏足夠的關注，也沒有充分考慮到機電工程的維護便利性，這種狀況可能增加了一系列嚴重的潛在安全隱患。特別是在那些規模大的高速公路項目，將機電設施設置在道路中段可能會觸發一連串的問題。此外，還有部分機電設備的位置維修人員難以到達，這種不足之處在設計階段需要進行深入的思考以確保其得到適當的解決。
三、安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統解決方案
3.1概述
針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等*），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監控系統，實現了變電、配電、用電的安全運行和管理。監控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。
Acrel-2000Z電力監控系統[4]是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等*研發出的一套分層分布式變電站監控管理系統。該系統是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，適用于35kV及以下電壓等*的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。
3.2應用場所
適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。
3.3系統架構
Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。
3.4系統功能
（1）實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關故障、告警等信號。
（2）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。
（3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。
（4）運行報表：查詢各回路或設備時間的運行參數。
（5）實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。
（6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。
（7）電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況。
（8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同*別用戶的登錄名、密碼及操作權限。
（9）網絡拓撲圖：支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。
（10）電能質量監測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。
（11）遙控功能：可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
（12）故障錄波：可在系統發生故障時，自動地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。
（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩態信息。
（14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。
（15）APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。
四、系統硬件配置
五、結束語
總之，電力監控系統的有效應用能夠充分借助信息技術手段實現公路的正常運轉，對于保障電纜及降低運維成本等方面都具有重要的價值。具體在公路運行過程中，可以通過電力監控系統的遠程通信、監控和控制功能、數據處理功能及人機交互功能實現對電力設備的實時監測與控制，從而及時發現可能存在的問題并進行解決，保障公路交通運行安全。因此，具體在施工過程中應當重視電力監控系統的建設，延長設備的使用壽命，以此實現公路的安全、穩定、長遠地發展。
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