1概述
高速公路，简称高速路，是指供汽车高速行驶的公路。
近年来，我国的高速公路发展非常迅速，已形成遍布全国的高速公路网，它在对国家经济发展作出突出贡献的同时，也对高速公路管理及运营的自动化、智能化提出了严峻的考验。高速公路自动化管理系统一般由通信、收费、监控和供配电4个子系统组成，而通信、收费和监控系统稳定运行的基础是供配电系统的稳定运行。
高速公路供配电监控系统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 。
高速公路供配电监控系统包括隧道变电所、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。
2项目需求
高速公路供配电系统传统维护的缺点有以下几点：
● 巡检工作量大：由于变电所分布在几十至几百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；
● 设备发生故障后上报不及时、维修效率低；
●维护、维修状态无法实时监控，维护、维修进度无法及时督查跟踪；
● 缺乏信息化手段进行设备管理维护，导致隐患无法及时发现；
●由于缺乏统一的监管平台，机电设施运行状况无法及时、准确掌握。
●无法实现综合查询分析，提供辅助决策支持；
● 无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难；
针对高速公路传统维护的缺点，为了保障高速公路供配电系统的稳定运行并减少维护人员的工作量，设计了一套高速公路供配电监控系统，该系统的主要功能如下：
● 对配电房内的变压器、开关柜电气参数进行监控；
● 对配电房内的UPS、EPS电气参数进行监视，当监测到UPS和EPS的电池电压过低时，及时进行维护，避免停电后无法操作断路器；
● 对配电房内的发电机进行监控，并对发电机油箱的油位进行实时监控，避免油位过低影响发电机正常运行，以及柴油被盗后能及时发现并报警；
● 对配电房内馈线回路的漏电电流、线缆温度进行监测和异常报警；
● 对隧道的照明回路进行远程控制，对隧道的引道照明回路和加强照明回路进行手动和自动控制；
● 隧道内消防疏散通道、出口有明显的指示灯具，并可以通过不同应急预案进行紧急控制；
●根据隧道配电房内可燃气体浓度及烟雾启停排风风机；
●监测隧道配电房内部环境温湿度，烟雾、甲烷等可燃气体监测、报警及联动控制；
● 监控软件采用B/S架构，接入以上监测数据，通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警，并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。
3方案设计
根据高速公路供配电监控系统要求，方案配置综合监控系统和子系统解决方案。
● 变电所电力监控子系统
● 电气火灾监控子系统
● 消防设备电源监控子系统
●消防应急照明和疏散子系统
● 高速公路供配电运维管理云平台方案建立基于云平台的“监、控、维”一体化的综合监控系统，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了高速公路监控系统中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。
3.1 电力监控子系统
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。
3.1.1 电力监控子系统设备选型
变电所高低压柜主要配置如下：
3.1.2 电力监控子系统功能
●实时监测
系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。
●详细电参量查询
在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线。
● 运行报表
查询各回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。
● 实时报警
电力监控系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。电力监控系统具有实时语音报警功能，系统能够对所有事件发出语音告警。
● 历史事件查询
电力监控系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
●电能统计报表
电力监控系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。
● 用户权限管理
电力监控系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
●遥控操作
电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。
●网络拓扑图
电力监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。