摘要：中國新型工業化、信息化、城市化、農業現代化加快發展，經濟結構加快轉型，交通總量將保持快速增長趨勢，各項業務發展要求提高國家公路網絡的服務能力和水平。收費站、互通樞紐、服務區、隧道等配置在高速公路沿線的供配電、照明、通風、排水等機電設備數量急劇增加。設計一套集成的能源管理系統，包括電力監控、電能計量、電能質量控制、能耗分析、電氣安全、運維檢查管理等。，可以有效降低工作人員的勞動強度，提供生命證。

關鍵字：信息化；高速公路；電力監控；電氣安全

1概述

新高速公路塊村營(省)段供配電照明施工圖設計的供配電系統主要負責交通工程機電設備和房屋建筑設施的供電。為有效供電機電和房屋建筑服務設施，本項目在各站區設置了10kV室內變電站，柴油發電機作為備用電源，確保重要負荷用電。

交通工程機電設備和房屋建筑設施的電源接入。為有效供電機電和房屋建筑服務設施，本項目在隧道、收費站、服務區、管理中心等場所設置變電站，以柴油發電機為備用電源，確保重要負荷用電。收費站和服務區:九圣營收費站、北新莊收費站、惠縣服務區、金牛寺服務區和主停車區的供配電系統。隧道部分:香爐寺、橫嶺、馬溝、南湖、韓口、白藜蒿、柳園、轎頂山、南馬鞍、王莽嶺隧道的供配電系統。

2項目方案

2.1項目需求

1電力監控功能要求

數據采集功能:采集電壓、電流、有功功率、無功功率和監控線路的頻率；采集變壓器溫度等。；采集開關狀態信號，監控斷路器狀態；屏幕顯示功能:畫面美觀、清晰、色彩鮮艷、柔和，窗口界面風格統一；顯示屏幕可以顯示在多個窗口；具有歷史數據的圖表顯示功能，顯示結線圖的實時工況、曲線(負荷曲線、電壓曲線等)。).

報表打印功能:系統有一個簡單、方便、靈活的報表生成子程序，可以打印各種類型的日、月、年報，日報可以保存一年，年報可以保存十年；事件記錄和回憶功能:系統可以記錄和打印開關跳躍和關閉，相應顯示屏幕變色、閃光、報警和屏幕顯示事件信息；當系統對模擬量產生限值時，可以打印記錄并報警；系統具有事件回憶功能；系統自動記錄發生的各種事件，方便操作人員了解供配電系統的歷史情況；系統應該有一個簡單的時尚分析表；人機對話操作功能:

2電氣火災監測功能要求

電氣火災監測主要用于防止金屬短路、過載故障或接地電弧故障，由于線間端子或線路發熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢增大，從而引起火災。

電氣火災監控主機應具有故障報警指示功能、復位功能、消音功能等。電力監控系統可以在電力監控計算機上實現電氣火災檢測數據的實時監控，具體要求與電力監控相關。

3數據傳輸

電力監控數據和電氣防火監控數據由變電站內的以太網交換機匯總，收費站內的數據傳輸到站內監控系統交換機，服務區內的數據傳輸到服務區監控室內的監控交換機，通信系統配備光纜傳輸到管理分中心；數據通過管理分中心的三層以太網交換機傳輸到電力監控計算機。各個領域的弱電管道由建筑配電專業統一實施。

2.2產品需求

1AM4保護裝置

該裝置可根據不同的設備靈活配置不同的保護功能，可實現10kV及以下電壓等級變配電站的保護測控功能，適用于線路、母聯、配電變壓器、PT等設備的保護和自動控制功能。

?采用高性能硬件平臺，工業級元件，EMC設計嚴格，具有在線自檢測試程序；應采用獨立的CPU和獨立的RAM，采用高性能處理器作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash，使產品具有ji強的數據處理、邏輯操作和信息存儲能力。

?該裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂；按鈕設計靈活舒適，菜單操作簡單方便；配備計算機界面調試分析軟件，調試維護簡單方便。

至少有8個模擬通道，可以選擇保護電流和電壓輸入；交流電壓輸入端口應連接相電壓、接線電壓或零序電壓或不平衡電壓，以適應各種PT接線方式。應具有零序零序電壓測量功能，并配合電力監控系統實現小電流接地選線功能。至少12個交流DC和110V/220V自適應開關輸入。至少5個開關輸出；所有接口資源都支持圖形可編程和任意配置。至少有1個RS485通信接口和1個RS232維護口。

2多功能數字電表

AMC系列智能電力采集監控裝置是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能建筑的電力監控需求而設計的智能儀器。它集成了電力參數的測量(如單相或三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視覺功率、頻率、功率因數)和電能監測和評估管理。與此同時，它還具有多種外部接口功能供用戶選擇：配有RS485通信接口，采用MODBUS-RTU協議，可以滿足通信網絡管理的需要；4-20mA的模擬輸出可以對應測量的電參數，滿足DCS等接口的要求；具有開關輸入和繼電器輸出，可以實現斷路器開關的“遙信"和“遙控"功能。在實時電力監控系統中，采用高亮度LED/LCD顯示界面，通過按鍵實現參數設置和控制。常規的電力變送器和測量儀器可以直接替代。該儀器作為一種智能、數字化的前端采集元件，已廣泛應用于各種控制系統、SCADA系統和能源管理系統。

2.3產品方案

本工程10kV/0.4kV配電工程共有24個變電站，以香爐寺隧道變電站為例，如下圖所示：

3系統需求

為了實時監控整個配電室的運行和數據采集，該項目配備了一套AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統，主要實現對新高速公路各變電站的用電監控和管理。監控范圍為變電站的微機保護裝置、電能表、變壓器溫度控制儀。EPS、UPS、無功補償、發電機控制屏、郵箱液位儀、風扇軟啟動器、電氣火災監測等。該系統由三部分組成:用戶管理層、網絡通信層和現場設備層。現場設置的電能表通過屏蔽雙絞線連接到每個分區的數據采集器。數據分類處理后，每個分區的數據采集器通過網線連接到局域網交換機上傳到電力監控系統主機，實現電力監控功能。整個系統的結構如下:

系統架構圖

AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統可以實現以下功能：

電力綜合看板；全段監控；實時監控；電參查詢；操作報告；實時報警；歷史事件查詢；

故障記錄；事故記憶；曲線查詢；用戶權限管理；電氣火災監測；遙控功能

5現場安裝圖片

本工程微機保護分散安裝在各高壓開關柜上，如下圖所示，保護裝置、電氣火災監測裝置和電能現場安裝。

6結語

AcrelEMS-HIM高速公路綜合能效管理系統為高速公路能源管理提供quan方位的監控和控制，主要包括電力監控、電氣消防、能耗分析、電能質量監控和控制、環境監控等功能。其中，電力監控系統和電氣火災監控系統主要設置在隧道、收費站、服務區等場所的供配電系統，便于運營維護人員實時檢測高速公路沿線供配電設施的運行狀況，及時發現電氣安全隱患和電氣故障，并能報告和統計場所用電數據。有效降低工作人員的勞動強度，提高生活效率。

參考文獻

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.5月版