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1、高速公路电力监控系统方案说明高速公路电力监控系统设计方案目 录前言2第一章需求分析31.1高压10KV系统监控31.2400V系统监控31.3发电机组监控41.4变压器监控41.5UPS监控41.6照明风机回路监控41.7报警方式4第二章系统设计42.1设计目标52.2设计原则52.3设计规范和依据72.4设计概述72.5设计优势102.6系统特点10第三章系统功能133.1系统界面133.2数据采集133.3监控功能13第四章系统详细说明144.1系统组成结构144.2系统支持在线动态扩容144.3系统主要功能、特点144.4界面功能154.5系统管理功能154.6数据管理功能154.7报警
2、功能164.8强大的联动性164.9WEB浏览164.10硬件特点164.11数据记录174.12历史报表174.13历史趋势曲线174.14报警记录17前言我国高速公路经过17年的持续快速发展，使公路基础设施总体水平实现了历史性跨越。随着京沪、京沈、京石太、沪宁合、沪杭甬等一批长距离、跨省区的高速公路相继贯通，我国主要公路运输通道交通紧张状况得到明显缓解，长期存在的运输能力紧张状况得到明显改善。高速公路的快速发展，大大缩短了省际之间、重要城市之间的时空距离，加快了区域间人员、商品、技术、信息的交流速度，有效降低了生产运输成本，在更大空间上实现了资源有效配置，拓展了市场，对提高企业竞争力、促进
3、国民经济发展和社会进步都起到了重要的作用。今天，高速公路的速度和便利也已经走进了平常百姓的生活，正在改变着人们的时空观念和生活方式。高速公路供配电系统给沿路各收费系统、通信系统、隧道通风照明、运行监控及办公、生活设施等提供可靠的电力保障，这些负荷从不同角度保证整个高速公路的安全可靠运行和运营单位的正常经营，任何电力中断均有可能给交通安全和管理运营带来不可估量的损失，而高速公路的供配电系统又随着负荷点的分散呈现出沿着高速公路呈狭长的带状分布的特点，供配电所数量大，位置分散，按运营管理单位的不同可能面临几十公里和几百公里不等的供电范围，给整个供配电系统的管理提出了严峻的考验，供配电管理部门常常不得
4、不面临人员少、维护劳动强度大的问题以及供配电网常期处于山区或乡村所面临的高风险、高技术、大责任的电力专业管理需求和人员素质之间的矛盾，设计一套能有效的减低工作人员的劳动强度、提高工作效率、避免人为事故发生的供配电远程监控及其维护管理系统意义重大。我司针对以上问题，根据高速公路供配电呈带状分布、点多分散的特点,利用光纤组网的优势,吸收采用当前电力自动化、计算机通信组网、自动控制领域的先进技术,设计了这一套CSS3000高速公路电力监控系统。高速公路电力监控系统是高速公路营运供配电系统的重要组成部分，由该监控系统来完成高速公路营运管理中的供用电系统以及隧道照明通风的管理自动化，利用该系统的微机智能
5、集中监控功能以达到全线路电力供配电管理智能，解放人力资源，实现全系统各站所的无人值班。通过高速公路电力监控自动化系统设于分站点的监控设备实时采集高速公路供用电系统以及隧道照明通风等供电设备的运行状态及对进线、出线、变压器等状态的监视，对故障动作信号的采集，将加快对电网事故的反映和处理速度，缩短故障的停电时间；通过对系统各级段母线电压实时采集，使电压合格率进一步提升，为电气设备稳定运行打下坚实的基础；对电能量及电度的采集可以全面了解系统各负荷变化及耗电成本；通过中心监控主站还可以远程遥控分合相应开关及接触器回路(尤其是照明通风回路)。第一章 需求分析该项目高速公路电力监控系统对高速公路沿线的房建
6、区变电站、箱式变电站、隧道房建变电站、隧道开闭所的运行状态进行监视，并可对配供电系统设备进行控制。可以实现自动监测各智能设备的运行状态，记录和处理相关数据；可以及时侦测故障和报警，并通过预设的报警方式自动通知维护或管理人员及时处理，并要求能够实现无人值守及符合国家保密部门的安全要求。平台软件具备组态功能，中文操作界面，简单易操作。集成化管理，系统资源占有率较低，同时具备较强的二次开发功能。该项目高速公路电力监控系统的要求如下：1.1 高压10KV系统监控进线/出现回路：可测量三相电压，电流I、频率、有功功率、功率因数COS；16个遥信；控制开关分、合闸。线路变压器组：可测量有功功率P、无功功率
7、Q、三相电压U、三项电流I、功率因数COS、非电量信号；16个遥信；遥控本线路的遥跳、遥合。1.2 400V系统监控进线回路：可监测有功P、无功Q、三相电压U、三相电压I、功率因数COS；开关位置信号、故障脱扣信号等；可以对进线开关（低压断路器或电操）进行远程分合闸控制出线回路：可监测开关位置信号、回路分合闸状态、故障脱扣信号。电容补偿：对电容柜三相电力参数、电容投切组数等电容器组的运行工况进行监测。1.3 发电机组监控遥测量：发电机出口三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电量参数，监测发电机油压、水温、油温、转速、日期、运行时间、电池电压等非电量参数；遥信量：发电机运行状
8、态信号、故障信号、各类报警信号等；遥控：远程控制发电机组的启动/停止。1.4 变压器监控对变压器的温度信号、超温报警、变压器风机工作状态等变压器运行状态进行监测。1.5 UPS监控系统可全面诊断UPS运行状况，实时监视UPS的各种参数。监测UPS运行状态，包括对出线电压、电池电压、电流、功率等实时量的监测。监控UPS各出线开关的分合状态。1.6 照明风机回路监控对低压出线回路进行监控，并监视控制隧道照明系统和隧道通风系统。通过组态软件对照明回路实现远程控制开关、定时控制和光强控制等。1.7 报警方式可分区多级报警级别，报警事件发生时系统可自动按事件级别排队报警、处理，以电子地图形式弹出相应的报
9、警窗口，并可在电子地图上有明显的变化，报警事件实现分组处理，不同的事件反馈到相关的管理人员分组，达到优化报警处理方式；第二章 系统设计该项目高速公路电力监控遵循“结构分层、功能分级、布置就近和控制可靠”的建设原则，按照变电站无人值守运行标准设计高速公路电力监控系统。即现场安装测控设备和采集设备等都放置于箱体和柜内，通信设备就近安装在通讯借口附近。电力监控系统对隧道变电所及箱式变电站的运行状态进行监视，监测高、低压开关柜的工作状态、各断路器的开关状态、故障、电流、电压、频率、有功功率、功率因素、变压器温度等参数，并对供配电系统设备及通风、照明回路进行监控。主要包括显示和统计打印功能；事件报警和记
10、录功能、控制操作和记录功能、数据采集和处理功能、在线维护和修改功能、数据库部分内容的在线修改、电能管理功能和系统自检功能等。2.1 设计目标根据本项目实施目标，建设一个稳定电力监控平台和优秀的管理策略平台、电力监控系统不仅能实现对变电所远程实时监控和无人值守，提高系统可靠性，及时消除安全隐患，而且能节省大量交通和人力，降低运营成本。对有关被监测和控制设备的运行信息、报警事件进行记录，可通过相应报表管理程序进行相关查询、确认、排序、打印等操作,系统具有实时报警报表、历史报警报表、操作员记录报警及历史数据记录报表，可由用户灵活设定多个报表，一个报表中可以显示的是某个监控设备的运行数据，也可以显示出
11、多个设备的某些运行数据，以便于同类设备的运行情况比较。系统通过强大的数据共享功能和标准开放式的数据库接口，可支持各种类型的数据库，实现先进的监控技术和科学的管理相容合的应用平台。2.2 设计原则本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：先进性与适用性系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众
12、多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。经济性与实用性 充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。可靠性与安全性系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策
13、略，可以保证系统的运行安全。开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可实现远程控制。可扩充性系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。保留足够的扩展容量该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技
14、术的应用。提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。2.3 设计规范和依据1) 中华人民共和国公共安全行业标准（GA/T 70- 94）2) 中华人民共和国公共安全行业标准（GA/T 75-94）3) 工业企业通信设计规范（GBJ42-81）；4) 电业安全工作规程（DL-408-91）；5
15、) 计算机软件开发规程（GB8566 88）；6) 建筑智能化系统工程设计标准（DB32/191）7) 计算机站场地技术条件 （GB 2887-89） 8) 计算机站场地安全要求 （GB 9361） 9) 低压配电设计规范 （GB 5005495） 2.4 设计概述由于该项目高速公路距离长，隧道比较多的特点，我们提出三层架构, 突出浏览与远程参数设置的系统架构设计。三层架构指：第一层：中心主站层；第二层：区域就地监控层；第三层：现场测控层。第一层与第二层通过主干光纤以太网结合一体；第二层与第三层通过区域内部光纤数据网或总线数据网结合一体。其大概示意图如下所示：这样实现分层管理，可以全部实现监控的远程集中管理、维护及远程升级；保证分控点的不间断运行，便于监控规模的扩展及管理维护方便。根据该项目高速公路的实际情况，在中心主站放置一台监控主机，安装CSS3000电力监控软件；同时根据现场的实际情况，就近设置区域分站点，各个分站点放置一台嵌入式主机负责采集各个测控点数据；现场设备的数据通过数
