安科瑞 徐浩竣
江苏安科瑞电器制造有限公司
18706168062
一、背景介绍
随着社会经济的快速发展，高速公路建设已成为国家基础设施建设的重点之一。然而，在山区高速公路建设中，供配电系统的管理和维护一直是难点问题。由于山区地形复杂，供配电线路长，设备分布广泛，加之气候多变，给供配电系统的稳定运行带来了很大挑战。为了提高山区高速公路供配电系统的稳定性和可靠性，降低运维成本，本文提出了一种山区高速公路供配电智能管理方案。
二、需求分析
山区高速公路供配电智能管理方案应满足以下要求：
- 系统架构稳定可靠，适应山区恶劣环境。
- 设备配置合理，满足供配电系统运行需求。
- 数据管理高效，便于实时监控和数据分析。
- 智能化程度高，能够实现自动化管理。
- 安全性强，保障供配电系统的稳定运行。
三、方案设计
- 系统架构设计
山区高速公路供配电智能管理系统采用分层分布式结构，包括感知层、网络层和应用层。感知层负责采集设备状态和运行数据，网络层将感知层数据传输至应用层，应用层则对数据进行分析处理，为管理人员提供决策支持。
- 设备选型
在设备选型方面，应选择适应山区环境、性能稳定、维护方便的设备。例如，采用高压开关柜、变压器、低压配电柜等设备组成供配电系统，同时配置智能化电表、电力监控设备等实现远程监控和数据分析。
- 数据管理
数据管理是山区高速公路供配电智能管理的重要组成部分。通过建立数据仓库，对设备状态、运行数据等进行存储和分析，为管理人员提供决策支持。同时，利用大数据技术和人工智能算法，对数据进行分析挖掘，提高供配电系统的运行效率和稳定性。
四、实施计划
- 设备安装与调试
在设备安装前，应对山区高速公路沿线的地形、气候、交通等情况进行详细考察，制定合理的设备安装方案。在安装过程中，要确保设备安装牢固、布线规范、安全可靠。安装完成后，进行系统调试，确保各设备正常运行。
- 数据采集与传输
在感知层，采用多样化的传感器和监控设备实时采集供配电设备的状态和运行数据。通过网络层将数据传输至数据中心进行集中存储和分析处理。同时，利用5G、物联网等技术实现数据的快速传输和实时监控。
- 系统调试与优化
在系统调试阶段，要对整个供配电智能管理系统进行全面的测试和验证。根据测试结果对系统进行优化调整，确保系统的稳定性和可靠性。同时，根据实际运行情况制定合理的维护保养计划。
五、运行维护
- 系统巡检
制定定期的系统巡检计划，对供配电设备进行全面检查和维护。在巡检过程中及时发现并处理设备故障或隐患，确保系统的正常运行。
- 设备维护
对关键设备采取预防性维护措施，定期进行保养和检修。同时建立设备故障应急处理机制，及时响应和处理设备故障。3. 数据备份与恢复为了确保数据的安全性和完整性，应定期对重要数据进行备份。当数据发生丢失或损坏时，能够迅速恢复数据并恢复正常运行。
六、安全评估
- 系统安全性评估：对山区高速公路供配电智能管理系统进行全面的安全性评估，发现并解决潜在的安全隐患。
- 网络安全防护：加强网络层的防护措施，防止恶意攻击和非法入侵。采用防火墙、入侵检测系统等技术手段确保网络安全。
- 数据安全保护：对重要数据进行加密处理和访问控制，防止数据泄露和非法获取。同时建立完善的数据管理制度，规范数据的收集、存储和使用过程。
七、安科瑞配电监控系统解决方案
7.1电力监控介绍
电力监控系统主要针对隧道变电所、箱式变电站、收费站和服务区变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表、UPS、EPS和发电机进行保护和监控，主要是服务对象为高速公路供配电系统的维护人员，对实时性要求较高。
高速公路电力监控对高速公路沿线的变电站内的高低压配电设备、发电机、变压器、UPS、EPS、外场照明、隧道内的理地式变压器与照明 、通风及排水等机电设备进行实时分布式监控和集中管理,实现无人值守,确保高速公路安全畅通 , 提高自动化管理水平,降低机电设备的运行维护成本 。
高速公路电力监控包括隧道变电所、服务区变电所、收费站变电所、沿线箱式变电站、互通枢纽、路灯电源、风机控制箱等区域的电力综合监控。
7.2高速公路供配电监控云平台
高速公路监控中心主要任务为确保高速公路路的各个子系统及操控设备能正常运转，并在发生事故时能迅速反应处理，因此高速公路监控中心就是整个高速公路安全管控系统的神经中枢，通过自动化监视与侦测设备，将高速公路上任一设备的状况迅速传递收集于监控中心中，使管理人员可以随时轻易的掌握所有情况。
系统采集高速公路供电系统内各个智能设备的信息，有异常时通过短信或APP推送报警信号，并且可以派发工单，并且进行跟踪闭环处理。
7.2.1平台登录
软件采用B/S架构，用浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。
7.2.2平台导航
平台主页显示用户管理变配电站的概况，包括用能月报、选定的变配电站状态、变压器状态、运维中心、看板。
变电站状态
变电站状态包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。
变压器状态
变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。
运维中心
运维中心展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。
7.2.3电力监测
电力监测包括电力数据、变压器监测、运行报表、配电图、电力值表、运行日报、平均功率因数监视和统计页面。
7.2.4用电分析
用电分析包括用能报表、同比分析、环比分析、电能集抄、计量及线路损耗。
用能报表
用能报表显示各回路的用能数据，包括日报、月报、年报，日报显示分时用能，月报显示分日用能，年报显示分月用能，报表可以导出。
7.2.5事件记录
事件记录方便运维人员查看分析设备如断路器合分、门开门关、电流电压越限告警、烟雾报警、气体浓度越限报警、浸水报警、故障告警、短信志、平台运行日志等记录。
7.2.6安全用电
安全用电包括漏电监测和线缆温度监测。
漏电监测
漏电监测展示选中变配电站的漏电流和线缆温度及报警状况。
线缆温度监测
线缆温度监测界面展示了选中变配电站的线缆温度，选中需查看的监测点，点击查询可以查看线缆温度的历史数据
7.2.7运行环境
运行环境包括环境监测、视频监控、环境温湿度、仪表通讯状态、网关通信状态、视频监控、视频设备状态等。
环境监测
环境监测展示了变配电站内的环境状态，包括环境温湿度、水浸、烟雾、门状态等信息。
视频监控
视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。
环境温湿度
环境温湿度展示变电所内仪表记录的环境温湿度信息，并可导出为excel。
视频设备状态
视频设备状态展示了变电所内视频设备的在线情况。
7.2.8设备控制
设备控制包括遥控定义、照明控制以及控制操作日志。
照明控制
照明控制可以控制灯泡的亮灭，选择“变配电站”，点击勾选要控制的设备，点击“控制”按钮，在弹出层选择设备状态，点击“确定”。
7.2.9设备管理
设备管理包括设别定义、设备档案和设备报表，在设备档案中对变电所设备进行维护处理。
设备档案
设备档案中选择变电所，对设备定义的模板进行导入 ，有新增、修改、删除、复制等操作，对变电所设备进行维护管理。
设备报表
设备报表展示了各个变电所的设备状况，并根据设备档案中填写的安装时间和质保期得出建议更换时间，并在举例建议更换时间7天内提示用户更换设备。
7.2.10运维管理
运维管理包括任务管理、巡检记录、缺陷记录三部分，其中任务管理可以完成任务的创建、发布、任务完成情况查询；巡检记录是巡检任务的执行情况和执行明细，缺陷记录是消缺任务创建、发布、完成状态情况查询。
任务管理
任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。
巡检记录
巡检记录显示了巡检任务的完成情况，以及巡检详情。
缺陷记录
缺陷记录记录了各个变电所运维巡检过程中上传的缺陷信息。
7.2.11APP支持
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。
八、结束语
电力监控自动化管理实现了各站点无人值守、技术力量集中化，提高了故障修复时效性，可以说是智能交通设备系统正常可靠运行的重要管理手段，是高速公路运营管理、提高经济效益的保证。通过实践验证，复用ITS通信平台，实时传送供配电信息，可以实现自动化管理，同时提高经济效益，方便运营维护管理，实现减人增效、节能增效等显著的经济效益。实践证明，采用电力监控智能管理是可行的。