安科瑞電氣股份有限公司 張雙

關鍵詞：信息化；高速公路；電力監(jiān)控；電氣安全

1 概述

新晉高速公路塊村營至營盤（省界）段供配電照明施工圖設計的供配電系統(tǒng)主要負責對交通工程機電設備和房屋建筑設施的供電。為了有效的對機電和房建服務設施供電， 本項目在各站區(qū)分別設置 10kV 室內變電所，并以柴油發(fā)電機作為備用電源以保證重要負荷用電。

本次接入交通工程機電設備和房屋建筑設施的供電。為了有效的對機電和房建服務設施供電，本項目在隧道、收費站、服務區(qū)、管理中心等場區(qū)設置變電所，并以柴油發(fā)電機做為備用電源以保證重要負荷用電。收費站及服務區(qū)：九圣營收費站、北新莊收費站、輝縣服務區(qū)、金牛寺服區(qū)和主線停車區(qū)的供配電系統(tǒng)。隧道部分：香爐寺、橫嶺、馬溝、南湖、韓口、白楝樹、蒿坪、柳園、轎頂山、南馬鞍、王莽嶺隧道的供配電系統(tǒng)。

2 項目方案

2.1項目需求

1 電力監(jiān)控功能要求

數(shù)據(jù)采集功能：采集監(jiān)測線路的電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率；采集變壓器溫度等；采集監(jiān)測斷路器狀態(tài)和開關狀態(tài)信號；屏幕顯示功能：畫面美觀、清晰、色彩鮮亮柔和，窗口界面風格統(tǒng)一；顯示畫面可以多窗口顯示；顯示一次結線圖實時工況，曲線（負荷曲線、電壓曲線等），具有歷史數(shù)據(jù)的圖表顯示功能。

報表打印功能：系統(tǒng)具有簡單、方便、靈活的報表生成子程序，可以打種類型的日、月、年報表，日報表可以保存一年，年報表可以保存十年；事件記錄和追憶功能：系統(tǒng)對開關跳、合閘可以記錄打印、相應顯示畫面變色、閃光、報警、屏幕顯示事件信息；系統(tǒng)對模擬量產生越限值時，可以打印記錄并報警；系統(tǒng)具有事件追憶功能；系統(tǒng)自動記錄所發(fā)生的各類事件，便于操作人員了解供配電系統(tǒng)歷史情況；系統(tǒng)應備有潮流分析表；人機對話功能：操作界面非常友好，菜單操作簡單，重要操作有口令要求；操作機面漢化；語音報警；系統(tǒng)具有軟件自診斷功能。

2 電氣火災監(jiān)控功能要求

電氣火災監(jiān)控主要用于預防因線間端子或線路發(fā)熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢變大而引發(fā)金屬性短路、過載故障或接地電弧性故障，進而引發(fā)火災。

電氣火災監(jiān)控主機應具有故障報警指示功能、復位功能、消音功能等。并通過電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠在電力監(jiān)控計算機實現(xiàn)對電氣火災探測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，具體要求同電力監(jiān)控有關描述。

3 數(shù)據(jù)傳輸

電力監(jiān)控數(shù)據(jù)及電氣防火災監(jiān)控數(shù)據(jù)由變電所內的以太網(wǎng)交換機進行數(shù)據(jù)匯總，收費站內數(shù)據(jù)傳輸至站內監(jiān)控系統(tǒng)交換機，服務區(qū)內數(shù)據(jù)傳輸至服務區(qū)監(jiān)控室內的監(jiān)控交換機，由通信系統(tǒng)配備光纜傳輸至管理分中心；管理分中心的三層以太網(wǎng)交換機將數(shù)據(jù)傳輸至電力監(jiān)控計算機。各場區(qū)內的弱電管道由建筑配電統(tǒng)一實施。

2.2產品需求

1）AM4保護裝置

2）多功能數(shù)字式電表

2.3產品上圖方案

本工程10kV/0.4kV配電工程共有24個變電所，以香爐寺隧道變電所為例，上圖方案如下：

AM4-I

AM4-I

圖1香爐寺隧道10kV上圖方案

3 系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對新晉高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、郵箱液位儀、風機軟啟動器和電氣火災監(jiān)控等。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡通信層、現(xiàn)場設備層三部分組成，現(xiàn)場設置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的架構如下：

圖4 系統(tǒng)架構圖

AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

電力綜合看板：可查看整個平臺的一個概況，包括變電站數(shù)量、變電站分布位置；變壓器數(shù)量、總裝機容量，統(tǒng)計出的整個系統(tǒng)當前的總功率和當日的總用電，也可監(jiān)測網(wǎng)關、儀表的運行狀態(tài)；展示了接入的光伏站點的信息，包括發(fā)電功率和當日發(fā)電量；還有運維任務的情況，代辦、在辦、辦畢的個數(shù)，統(tǒng)計出任務完成率；報警情況統(tǒng)計，統(tǒng)計出報警程度的分布情況，*新報警滾動顯示，平臺當月每天的報警數(shù)量統(tǒng)計

圖4 電力綜合看板界面

全路段監(jiān)控：沿途數(shù)十幾個配電房繪制在一張K線圖里面，點擊每個站跳轉相關配電圖畫面顯示，使整條高速公路的配電系統(tǒng)一圖掌握。

圖5 K線圖界面

實時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，可以實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖6 九圣營收費站配電監(jiān)測界面

圖7 王莽嶺隧道配電監(jiān)測界面

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，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

運行報表： 查詢各回路或設備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等，報表格式有日報表、月報表、年報表等。

圖8 運行報表界面

圖9 電氣火災監(jiān)測界面圖

13）功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程操作。

14）通信管理：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項目微機保護就地分散安裝在各個高壓開關柜上，保護裝置、電氣火災監(jiān)測裝置以及電能表現(xiàn)場安裝如下圖所示。

參考文獻

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)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(tǒng)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