安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

18706168062

一、背景介紹

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路建設(shè)已成為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)之一。然而，在山區(qū)高速公路建設(shè)中，供配電系統(tǒng)的管理和維護(hù)一直是難點(diǎn)問(wèn)題。由于山區(qū)地形復(fù)雜，供配電線路長(zhǎng)，設(shè)備分布廣泛，加之氣候多變，給供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。為了提高山區(qū)高速公路供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低運(yùn)維成本，本文提出了一種山區(qū)高速公路供配電智能管理方案。

二、需求分析

山區(qū)高速公路供配電智能管理方案應(yīng)滿足以下要求：

1. 系統(tǒng)架構(gòu)穩(wěn)定可靠，適應(yīng)山區(qū)惡劣環(huán)境。

2. 設(shè)備配置合理，滿足供配電系統(tǒng)運(yùn)行需求。

3. 數(shù)據(jù)管理高效，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。

4. 智能化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理。

5. 安全性強(qiáng)，保障供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、方案設(shè)計(jì)

1. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

山區(qū)高速公路供配電智能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層負(fù)責(zé)采集設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層將感知層數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用層，應(yīng)用層則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為管理人員提供決策支持。

1. 設(shè)備選型

在設(shè)備選型方面，應(yīng)選擇適應(yīng)山區(qū)環(huán)境、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便的設(shè)備。例如，采用高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓配電柜等設(shè)備組成供配電系統(tǒng)，同時(shí)配置智能化電表、電力監(jiān)控設(shè)備等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。

1. 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理是山區(qū)高速公路供配電智能管理的重要組成部分。通過(guò)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，為管理人員提供決策支持。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，提高供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

四、實(shí)施計(jì)劃

1. 設(shè)備安裝與調(diào)試

在設(shè)備安裝前，應(yīng)對(duì)山區(qū)高速公路沿線的地形、氣候、交通等情況進(jìn)行詳細(xì)考察，制定合理的設(shè)備安裝方案。在安裝過(guò)程中，要確保設(shè)備安裝牢固、布線規(guī)范、安全可靠。安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，確保各設(shè)備正常運(yùn)行。

1. 數(shù)據(jù)采集與傳輸

在感知層，采用多樣化的傳感器和監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)采集供配電設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行集中存儲(chǔ)和分析處理。同時(shí)，利用5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1. 系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

在系統(tǒng)調(diào)試階段，要對(duì)整個(gè)供配電智能管理系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試和驗(yàn)證。根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況制定合理的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。

五、運(yùn)行維護(hù)

1. 系統(tǒng)巡檢

制定定期的系統(tǒng)巡檢計(jì)劃，對(duì)供配電設(shè)備進(jìn)行全面檢查和維護(hù)。在巡檢過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障或隱患，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1. 設(shè)備維護(hù)

對(duì)關(guān)鍵設(shè)備采取預(yù)防性維護(hù)措施，定期進(jìn)行保養(yǎng)和檢修。同時(shí)建立設(shè)備故障應(yīng)急處理機(jī)制，及時(shí)響應(yīng)和處理設(shè)備故障。
3. 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
為了確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，應(yīng)定期對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生丟失或損壞時(shí)，能夠迅速恢復(fù)數(shù)據(jù)并恢復(fù)正常運(yùn)行。

六、安全評(píng)估

1. 系統(tǒng)安全性評(píng)估：對(duì)山區(qū)高速公路供配電智能管理系統(tǒng)進(jìn)行全面的安全性評(píng)估，發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全隱患。

2. 網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)：加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)層的防護(hù)措施，防止惡意攻擊和非法入侵。采用防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)手段確保網(wǎng)絡(luò)安全。

3. 數(shù)據(jù)安全保護(hù)：對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理和訪問(wèn)控制，防止數(shù)據(jù)泄露和非法獲取。同時(shí)建立完善的數(shù)據(jù)管理制度，規(guī)范數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和使用過(guò)程。

七、安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

7.1電力監(jiān)控介紹

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)隧道變電所、箱式變電站、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，主要是服務(wù)對(duì)象為高速公路供配電系統(tǒng)的維護(hù)人員，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。

高速公路電力監(jiān)控對(duì)高速公路沿線的變電站內(nèi)的高低壓配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器、UPS、EPS、外場(chǎng)照明、隧道內(nèi)的理地式變壓器與照明 、通風(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)控和集中管理,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,確保高速公路安全暢通 , 提高自動(dòng)化管理水平,降低機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本 。

高速公路電力監(jiān)控包括隧道變電所、服務(wù)區(qū)變電所、收費(fèi)站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風(fēng)機(jī)控制箱等區(qū)域的電力綜合監(jiān)控。

7.2高速公路供配電監(jiān)控云平臺(tái)

高速公路監(jiān)控中心主要任務(wù)為確保高速公路路的各個(gè)子系統(tǒng)及操控設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并在發(fā)生事故時(shí)能迅速反應(yīng)處理，因此高速公路監(jiān)控中心就是整個(gè)高速公路安全管控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)視與偵測(cè)設(shè)備，將高速公路上任一設(shè)備的狀況迅速傳遞收集于監(jiān)控中心中，使管理人員可以隨時(shí)輕易的掌握所有情況。

系統(tǒng)采集高速公路供電系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)智能設(shè)備的信息，有異常時(shí)通過(guò)****或APP推送報(bào)警信號(hào)，并且可以派發(fā)工單，并且進(jìn)行跟蹤閉環(huán)處理。

7.2.1平臺(tái)登錄

軟件采用B/S架構(gòu)，用瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

7.2.2平臺(tái)導(dǎo)航

平臺(tái)主頁(yè)顯示用戶管理變配電站的概況，包括用能月報(bào)、選定的變配電站狀態(tài)、變壓器狀態(tài)、運(yùn)維中心、看板。

變電站狀態(tài)

變電站狀態(tài)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運(yùn)維中心

運(yùn)維中心展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

7.2.3電力監(jiān)測(cè)

電力監(jiān)測(cè)包括電力數(shù)據(jù)、變壓器監(jiān)測(cè)、運(yùn)行報(bào)表、配電圖、電力值表、運(yùn)行日?qǐng)?bào)、平均功率因數(shù)監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)頁(yè)面。

7.2.4用電分析

用電分析包括用能報(bào)表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計(jì)量及線路損耗。

用能報(bào)表

用能報(bào)表顯示各回路的用能數(shù)據(jù)，包括日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，日?qǐng)?bào)顯示分時(shí)用能，月報(bào)顯示分日用能，年報(bào)顯示分月用能，報(bào)表可以導(dǎo)出。

7.2.5事件記錄

事件記錄方便運(yùn)維人員查看分析設(shè)備如斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、煙霧報(bào)警、氣體濃度越限報(bào)警、浸水報(bào)警、故障告警、****志、平臺(tái)運(yùn)行日志等記錄。

7.2.6安全用電

安全用電包括漏電監(jiān)測(cè)和線纜溫度監(jiān)測(cè)。

漏電監(jiān)測(cè)

漏電監(jiān)測(cè)展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報(bào)警狀況。

線纜溫度監(jiān)測(cè)

線纜溫度監(jiān)測(cè)界面展示了選中變配電站的線纜溫度，選中需查看的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)擊查詢可以查看線纜溫度的歷史數(shù)據(jù)

7.2.7運(yùn)行環(huán)境

運(yùn)行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)、視頻監(jiān)控、視頻設(shè)備狀態(tài)等。

環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)展示了變配電站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，包括環(huán)境溫濕度、水浸、煙霧、門狀態(tài)等信息。

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

環(huán)境溫濕度

環(huán)境溫濕度展示變電所內(nèi)儀表記錄的環(huán)境溫濕度信息，并可導(dǎo)出為excel。

視頻設(shè)備狀態(tài)

視頻設(shè)備狀態(tài)展示了變電所內(nèi)視頻設(shè)備的在線情況。

7.2.8設(shè)備控制

設(shè)備控制包括遙控定義、照明控制以及控制操作日志。

照明控制

照明控制可以控制燈泡的亮滅，選擇“變配電站”，點(diǎn)擊勾選要控制的設(shè)備，點(diǎn)擊“控制”按鈕，在彈出層選擇設(shè)備狀態(tài)，點(diǎn)擊“確定”。

7.2.9設(shè)備管理

設(shè)備管理包括設(shè)別定義、設(shè)備檔案和設(shè)備報(bào)表，在設(shè)備檔案中對(duì)變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)處理。

設(shè)備檔案

設(shè)備檔案中選擇變電所，對(duì)設(shè)備定義的模板進(jìn)行導(dǎo)入 ，有新增、修改、刪除、復(fù)制等操作，對(duì)變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。

設(shè)備報(bào)表

設(shè)備報(bào)表展示了各個(gè)變電所的設(shè)備狀況，并根據(jù)設(shè)備檔案中填寫的安裝時(shí)間和質(zhì)保期得出建議更換時(shí)間，并在舉例建議更換時(shí)間7天內(nèi)提示用戶更換設(shè)備。

7.2.10運(yùn)維管理

運(yùn)維管理包括任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務(wù)管理可以完成任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、任務(wù)完成情況查詢；巡檢記錄是巡檢任務(wù)的執(zhí)行情況和執(zhí)行明細(xì)，缺陷記錄是消缺任務(wù)創(chuàng)建、發(fā)布、完成狀態(tài)情況查詢。

任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

巡檢記錄

巡檢記錄顯示了巡檢任務(wù)的完成情況，以及巡檢詳情。

缺陷記錄

缺陷記錄記錄了各個(gè)變電所運(yùn)維巡檢過(guò)程中上傳的缺陷信息。

7.2.11APP支持

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項(xiàng)”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報(bào)告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。

八、結(jié)束語(yǔ)

電力監(jiān)控自動(dòng)化管理實(shí)現(xiàn)了各站點(diǎn)無(wú)人值守、技術(shù)力量集中化，提高了故障修復(fù)時(shí)效性，可以說(shuō)是智能交通設(shè)備系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行的重要管理手段，是高速公路運(yùn)營(yíng)管理、提高經(jīng)濟(jì)效益的保證。通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，復(fù)用ITS通信平臺(tái)，實(shí)時(shí)傳送供配電信息，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益，方便運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理，實(shí)現(xiàn)減人增效、節(jié)能增效等顯著的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)踐證明，采用電力監(jiān)控智能管理是可行的。