安科瑞 劉秋霞
電力監控系統是一種基于計算機技術、網絡通信技術、自動化控制技術等手段，對電力系統進行實時監控、數據采集、數據處理和控制的系統。它能夠實現對電力系統的全面監控和管理，提高電力系統的穩定性和可靠性，保障電力系統的安全運行。
摘要：社會的快速發展，推動了國家整體經濟實力的增強，促進了科學技術水平的不斷提升，為了滿足社會不斷發展的需要，我國的交通運輸事業在不斷發展，高速公路作為交通運輸事業的重要組成，其建設質量直接影響著道路交通運輸的安全性以及可靠性。高速公路低壓供配電系統的改造工作就是為了提升高速公路的運行水平，切實發揮高速公路的優勢，推動我國道路交通事業更好更快的發展，在做好供配電系統改造的基礎上，做好電力監控管理工作。本文以某高速公路低壓供配電系統的改造以及電力監控管理為例，展開了一系列的探究，首先分析了某高速公路原有的低壓供配電系統以及電力監控管理的現狀，然后分析了高速公路低壓供配電系統設計改造的思路，分析了高速公路低壓供配電系統改造施工方案，分析了低壓供配電系統改造后的集中監控管理模式。對于提升我國交通運輸的服務質量，推動社會主義市場經濟平穩健康發展有一定的借鑒意義。
關鍵詞：高速公路；低壓供配電；系統改造；電力監控；管理水平
引言
高速公路低壓供配電系統是高速公路機電系統建設的重要組成。低壓供配電管理系統需要運行可靠，穩定，效率高，切實保障供電的可靠性，保障供電不間斷。高速公路的低壓供配電系統為其他系統提供的電能質量的高低直接影響整個機電系統運行的穩定性以及設備的使用壽命。本研究以某高速公路的低壓供配電系統的改造展開了探究，原有的低壓供配電系統已經不能滿足高速公路發展的需要，所以必須結合實際進行系統改造，促進電力監控管理工作效率的提升。
某高速公路原有低壓供配電系統以及管理現狀
本文研究的高速公路全線設有收費站個數為13個，服務區4個，低壓配電站17個，柴油發電機組17臺。由于受到技術因素的影響，配電站的供電主開關，備用的發電機組都是以手動操作進行。整條線路的低壓供配電系統都是由各自的收費站以及服務區進行管理，每個收費站，服務區都配有專門的電工，為了保障配電站運行的安全性以及穩定性必須進行24小時不間斷值班，并且每個站點都是相互獨立的，站點職責獨立。
高速公路低壓供配電系統的改造設計思路
通過分析該高速公路的實際，需要結合公司的管理需求以及設備的使用現狀，借助自動控制以及智能化的技術策略，對于所有的站點的低壓供配電系統以及備用的柴油發電機組進行智能化的改造，將原有的需要用手動操作的主開關，轉換開關進行更換，還需要增設智能測量控制裝置，增加計算機以及集中監控軟件，每個站點都能夠實現無人值守，借助計算機實現所有站點集中監控和集中管理。
3.1改造后的低壓供配電系統需要具備無人值守功能
首先改造后的低壓供配電系統需要具備無人值守功能。每個站點的低壓供配電系統都能夠實現無人值守的功能，在新增的計算機集中監控中心，借助監控軟件，能夠對于每一個站點的電力運行參數進行集中的監控。還能夠監測設備的具體的運行狀態，站點低壓配電系統所處的環境，借助計算機系統對于每個站點的用電量進行統計分析。
3.2改造后的低壓供配電系統需要具有集中監控的功能
改造后的低壓供配電系統具有集中監控的功能，借助電力監控主機采集各個站點低壓供配電系統內各個監控設備電力參數信息數據，通過圖形將各個站點內的設備的具體的工作狀態實時的顯示出來，同時對于數據信息進行系統的分析處理，制定相關的控制方案，向各個站點內部的監控設備發送數據信息以及信號命令，保障各個站點內部的低壓供配電系統都能夠在安全，可靠的狀態下運行。每一個站點的低壓供配電系統都是由兩個子系統構成，電機監控子系統以及視頻環境監控子系統。低壓和發電機監控子系統的設備有通信設備，多回路監控單元，工業以及太網交換機等設備組成，能夠將發電機組運行參數進行實時的監控及時傳輸到監控中心。
高速公路低壓供配電系統改造施工方案
4.1對每個站點的低壓供配電系統的進線主開關進行改造
將原有的開關失壓脫口裝置去除，增設自動合閘觸點裝置，實現主開關本地遠程分合閘，整體供電回路能夠對電壓，電流，功率因數實現遠程監控。
4.2對每個站點的低壓供配電系統的分路開關進行改造
改造低壓供配電系統的分路開關，增設電壓，電流，功率檢測裝置，改造完成后在各個分路上能夠實現電壓，電流，功率的監控。
4.3對每個站點的低壓供配電系統的發電機組進行改造
對于各個站點的低壓供配電系統的發電機組進行改造，改造完成后的機房近排風系統能夠滿足自動化無人值守機房的要求，需要增設開關量探頭，將供油回路進行改造，增加智能化的控制系統，設置帶有報警接口的智能化的充電機。改造工作完成后能夠實現供電的自動化，并且對于機組實現遠程控制，同時還配備了在緊急狀況下獨立鑰匙啟動，停機功能，借助計算機設備能夠實現對于柴油發電機組的監控和監測，手動條件下所有的工作都能夠借助自動化操作完成。
低壓供配電系統改造后的集中監控管理模式探究
結合高速公路低壓供配電系統的運行實際，進行系統的改造，實現了智能化改造，將原有的分散管理變得更加集中。在改造工作完成之前，，每一個站點都配有專門的值班電工，并且為了保障運行的穩定性以及可靠性，這些電工都是24小時值班的，每一個站點的專職電工人員需要保障站點運行穩定，做好設備的檢修和維護工作，并且各個站點之間的工作狀態都是相互獨立的，站點和站點之間的工作并沒有交集，每一個站點都僅僅對于本站點內的工作負責任。
5.1改造完成前分散管理存在很多弊端
系統改造工作完成之前，是采用分散式管理的模式進行管理的，有很多弊端，電工必須24小時進行值班，并且配備的電工數量比較多，由于電力生產，電力維修人員都是特種工種，所以配備這些人力資源需要比較高的成本維持。各種零配件的種類和數量比較多，每一個站點單獨管理，為了保障站點設備處于正常的運行狀態，需要配備好備用的零配件。
5.2改造完成后集中監控管理的優勢
系統改造工作完成之后，具有很多優點，同時極大的方面電力監控管理，實現集中監控，節省了現場值班電工的數量，原來需要人工值班24小時保障運行的穩定性以及可靠性，而系統改造完成之后僅僅需要監控中心一個點就能夠完*取代24小時值班的工作模式，其他站點不必額外管理；系統改造完成之后將現場值班電工的勞動強度大大降低，現場值班電工在改造完成之前需要定時查看設備的狀態，并且結合實際情況做好登記，而集中監控管理后將現場查看的頻率大大降低了；同時系統改造工作完成之后，各種零配件的儲備量減少了，結合具體的設備狀況，在全線的幾個站點內部設置備件系統，不需要在每一個站點都設置備用件，所以管理模式變得非常集中有效。
六 安科瑞電力監控系統產品介紹與選型
6.1概述
Acrel-2000Z電力監控系統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及以下電壓等級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、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等多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及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站穩定、經濟運行提供了堅實的保障。
6.2應用場所
辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）
商業建筑（商場、金融機構建筑等）
旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）
科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑）
通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）
交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）
廠礦企業建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
新能源建筑（光伏發電、風能發電等）
6.3系統結構
Acrel-2000Z電力監控系統釆用分層分布式設計，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。
6.4設備選型
應用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV/10kV/6KV進線柜電能質里在線監測 | APView500 | 電網頻率，電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數，電壓偏差，頻率偏差，三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數、相位等，諧波（2~50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等，諧波群，間諧波電壓波動、閃變。可輸入57.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監測/PT并列、母聯/備自投等中高壓柜微機保護 |
35kV/10kV/6kV弧光保護 | ARB5-M | 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監測(4組)、11個跳閘出口 |
ARB5-E | 擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號 | |
ARB5-S | 弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區域 | |
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態指示，高壓帶電顯示及核相，標配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節點無線測溫，人體感應自動照明，語音提示，電參數測量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網通訊接口、USB接口，IRIG-B對時 |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，無線傳輸距離空曠150米 | |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限電能,2~31次諧波測量，需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規格3x1.5（6)有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 | |
0.4KV低壓柜內環境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器，發射頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換) |
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸的數據，1路485,2路報警出口。 | |
網關 | Anet-2E8S1 | 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協議支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監控系統 | Acrel-2000/Z | 數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控制、權限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。 |
七 結束語
綜上所述，結合某高速公路低壓供配電系統實際，詳細的介紹，低壓供配電系統的升級改造，改造工作完成之后，相比較改造工作完成之前，實現了有效的集中管理，大大解放了人工，同時將管理效率大大提升了，降低了實際的管理運行成本。充分利用了現代科學技術帶來的優勢，促進了整個系統的安全可靠運行，促進了高速公路建設的順利行，推動了我國交通運輸事業的長足穩定發展，為社會主義市場經濟的發展提供了強有力的支持。
參考文獻
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