1、.淺談高速公路配電自動化系統的建設作者: 佚名  來源: 廣東建材  時間: 2006年03月03日  點擊數: 89胡海賓 葉德明 廣州東南西環高速公路有限公司 摘 要：介紹了高速公路配電自動化系統的現狀，著重闡述了高速公路配電自動化系統應具備的功能及其網絡通信結構，提出了系統建設時需注意的幾點問題。 關鍵詞：高速公路配電自動化網絡通信 1 引言 高速公路供配電系統擔負著為高速公路沿線監控、收費、通信、照明等其它機電系統提供和分配電能的任務，供配電的質量以及供配電系統的安全性、可靠性直接關系到高速公路的

2、日常運營及管理工作的正常開展。特別是近年來隨著智能交通 (ITS) 的發展，智能設備、智能技術的廣泛應用對傳統的高速公路供配電模式提出了新的要求，高速公路配電自動化系統也就越來越引起了人們的關注。 2 系統發展現狀 輸配電自動化在全世界的發展已經有幾十年的歷史， 目前我國 llO220KV 及以上電壓等級的電力傳輸網絡基本上已具備了一定的自動化水平。但是絕大部分中低壓配電網絡由于歷史原因以及改造費用等諸多因素影響，還不具備全面實現自動化的條件，尚處于快速發展狀態，中低壓配電網配電自動化系統的建設方面尚無確定的、歷經考驗的模式和許多的成熟范例供建設者們參考。而高速公路供配電系統普遍采用的正是 I

3、OKV 、 6KV 、 0 4KV 中低壓進行電能傳輸和分配，因此為了適應高速公路智能交通的不斷發展要求，高速公路的建設者們必須自行在配電自動化系統的建設方案上進行深入考慮。 3 系統功能 配電自動化一般由四個部分構成：變電站自動化、饋線自動化、配電管理自動化和需求側管理。而高速公路中低壓配電網由于具有地域范圍小、服務對象明確、負荷情況清晰、網絡拓撲簡單等特點，因此高速公路配電自動化系統的建設只涉及到以上四個方面的部分功能，只是廣義上的配電自動化系統的子集，其建設主要應考慮以下功能： (1) 變電站自動化：高速公路供配電系統中的變電站一般指 IOKV 中心配變所以及位于各服務區、外場的 IOK

4、V 開閉所、中壓升壓站、中壓降壓站，其自動化功能包括遙測母線、配變進出線電壓、電流、功率、頻率、波形；遙控高低壓側開關合閘、跳閘；遙信各開關位置及保護動作信號、異常信號，向監控、收費、通信系統提供備用電源運行狀態信號；遙調備用電源、穩壓電源電壓，無功功率補償等。 (2) 饋線自動化：饋線自動化起著饋線響應障檢測、故障隔離及供電恢復的作用。在高速公路供配電系統中，通常采用分散式、集中式、集散式三種供配電方式。采用分散式供配電方式的高速公路，用電設備集中在各收費站、服務區及其附近，站與站之間、區與區之間供配電線路相對獨立，某一區域的線路故障對其它相鄰區域的正常供配電不造成直接影響，在這種供配電方式

5、下，饋線自動化通常只考慮區域內部主供、備用電源間的切換操作、運行監測等功能，也可將這部分功能納入變電站自動化范疇考慮。采用集中式或集散式供配電方式的高速公路，通常設置有沿線的遠距離高壓輸配電干線，沿線各區域用電均由干線提供，某一區域或干線線路的故障必須準確及時的被檢測、隔離、因此采用集中式或集散式供配電方式的高速公路，其饋線自動化還需具備基于智能分段器的線路故障監測、故障隔離、供電恢復功能。 (3) 配電管理自動化：配電管理自動化系統是配電自動化系統的神經中樞，它以配電系統實時運行環境、地理信息系統 (GIS) 、數據庫系統、人機界面系統為基礎，實現配網的工作管理、設備管理、故障投拆管理、網絡

6、分析與優化可靠性分析等功能。 (4) 需求側管理：需求側管理是供需雙方共同參與的供用電管理，它以一定的經濟政策和技術措施為調節杠桿，來達到提高用電效率、減少電力需求的目的，包括負荷管理和用電管理兩大部分。在某一高速公路配電自動化系統的應用范圍內，高速公路供配電系統的供需雙方均為同一主體，因此高速公路配電自動化系統的需求側管理是一種自主管理，不涉及經濟政策、市場調節等手段，其建設主要應考慮負荷監控、安全用電、節約用電、自動抄表、用電監察、業務培訓等功能。 4 系統網絡通信的基本結構 如上圖，高速公路配電自動化系統網絡通信由四層金字塔式結構組成：業務層、主站層、子站層、終端層。業務層主要實現需求側

7、管理的功能，也可通過與企業 MIS 系統聯接，向高速公路日常營運管理信息系統提供輔助管理信息，該層傳輸的信息量大，通信報文長，對通信實時性要求不高；主站層實現配電管理、維護中心、監控中心功能，該層傳輸的信息量大，通信報文較長，對通信實時性有一定要求；子站層實現本地操作維護、數據集中功能，它將來自終端層 FTU( 饋線終端 ) 、 RTU( 遠程終端 ) 、 TTU( 變壓器測控終端 ) 及其它智能終端的數據進行集中、處理，并與主站層進行數據交流，該層通信相對前兩層要小，通信報文不長，對通信實時性、可靠性有較高要求：終端層是系統的最底層，該層實現數據采集、控制功能，通信量小，通信報文短，對通信實

8、時性、可告性有較高要求。各層間通信方式參見上表。 5 結束語 高速公路配電自動化系統作為智能交通的一個重要組成部分，有著廣闊的發展、應用前景。系統的建設者在進行設備選型和搭配時，應從可靠性、安全性、易維護性、兼容性、可擴展性、技術經濟角度進行多方面綜合考慮，不要盲目求新、求完善，以避免出現系統不穩定、功能冗余、資源浪費等現象。 河北交通科技信息網 據廣東建材2006-03-03許繼測控儀表有限公司高速公路行業應用方案高速公路行業供配電系統一般有電站數量多、環境復雜、地域分布廣、負荷重要等行業特點，根據應用場合不同，主要有以下幾種配置方案。配置方案1：雙網配置雙網配置要求所有設備都具有兩套獨立的

9、通訊接口，以此為基礎，組成兩個獨立的現場總線網絡，并結合兩套獨立的計算機設備，組成兩套獨立的系統，即使其中一套系統有故障，另外一套系統也能實現廠站內的全面監控。對于不具備雙通訊接口的智能設備，可以通過通訊管理機擴展接入。站控層：由兩套擴展型單網系統組成雙機雙網冗余系統。每套擴展型單網系統由一臺前置通訊管理機、一臺工程師工作站、一臺或多臺操作員工作站、相應通訊設備、打印機、UPS等輔助設備組成。通訊管理層：前置通訊管理機、工程師站及操作員站可集中在同一控制室，也可分別安裝在不同的場地，通訊方式可采用以太網、雙絞線及光纖等介質。間隔層：微機綜合保護測控裝置、X92-RTU智能I/O模塊、數顯儀表、

10、XJ-CK9000開關柜智能操控裝置、XJ9200系列網絡電力儀表、XJ-MC100馬達控制器等設備。 配置特點：系統容量大，可靠性高，適用于高速公路的配電自動化系統。配置方案2：環網配置每個電站設獨立的監控系統，在監控主站設主監控室，集中監控所有子站，監控主站及各個通訊子站通過光纖組成光纖環網。 站控層：兩臺互為備用的后臺監控工作站、打印機、UPS、衛星同步時鐘等輔助設備組成監控室，兩臺工作站互為備用，當主機故障時，從機實現系統無縫切換。各子站配置一臺后臺監控工作站、打印機、UPS等。通訊管理層：通訊管理層有網關通訊管理機或通訊服務器、網絡交換機等，通過以太網、雙絞線及光纖等介質采集間隔層數

11、據信息。主站前置通訊管理機及相關通訊設備單獨組屏安裝，各子站后臺監控機及通訊管理機集中布置，子站的通訊系統接入主站的通訊管理系統中。間隔層：微機綜合保護測控裝置、XJ-CK9000開關柜智能操控裝置、XJ92-RTU智能I/O模塊、多功能網絡儀表、XJ-MC100馬達控制器、數顯表等設備。配置特點：系統容量大，可靠性高，負載分布合理，適用于高速公路配電自動化系統。高速公路供配電管理 期刊門戶-中國期刊網2010-2-6來源:學問2009年第20期供稿文/徐文大導讀一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統。期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館徐

12、文大（河北承德京承高速公路建設管理處河北承德067000）【摘要】高速公路供配電系統給沿路各收費系統、通信系統、隧道通風照明、運行監控及辦公、生活設施等提供可靠的電力保障，這些負荷從不同角度保證整個高速公路的安全可靠運行和運營單位的正常經營，可以不夸張地講：電力系統的正常運行是高速公路機電系統甚至整個高速公路正常運行的基本保障。【關鍵詞】高速公路供配電系統；高速公路供配電管理；柴油發電機組        一、文獻綜述高速供電系統按照用電等級分配，基本可分為三個等級：由于隧道內用電等級較高，隧道照明、消防為一級負荷；通風、監控

13、為二級負荷；其他為三級負荷。一級負荷應有兩個電源供電。因此本工程電源采用一路10KV專線進線方式作為第一路電源；配電所另設柴油發電機組作為備用電源，即第二路電源。一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統。因此本工程在隧道內設置EPS為隧道內的照明及動力提供應急電源。二、系統分析工程由于各條隧道較分散，供電區域分別獨立設置。其中司馬臺、何家溝、秋窩梁隧道均為長大隧道因此在隧道入口及出口處各設一個10KV變配電所，同時設置了柴油發電機房及EPS系統;尹家溝、新道溝及塔溝前、塔溝后隧道均為中短隧道分別在隧道洞口處設置10KV箱變，同時設置了EP

14、S系統作為備用電源。各條隧道的供配電系統方案分述如下：司馬臺、何家溝、秋窩梁隧道均為長大隧道負荷及電源：本設計在司馬臺、何家溝、秋窩梁3條隧道左幅隧道入口處及右幅隧道出口處均設置1#變配電所；在左幅隧道出口處及右幅隧道入口處設置2#變配電所；1#和2#變配電所分別由一路10KV電源供電,并負責10KV進線、計量及饋電。配電所進線電源電壓采用10KV等級。同時在左、右幅隧道內設置400KW柴油發電機組及EPS箱和EPS柜為隧道內的照明及動力提供應急電源。各隧道電氣設備裝機容量分述如下:1） 何家溝隧道用電設備總裝容量為770KW，其中動力為480KW；2） 司馬臺隧道用電設備總裝容量為1421K

15、W，其中動力為780KW；3） 秋窩梁隧道用電設備總裝容量為1440KW，其中動力為780KW。4） 隧道10KV進線配電所：一路10KV進線。高壓計量。在各分變電所設補償電容器柜，低壓無功補償至COS =0.9。配電所內設柴油發電機組作為備用電源。10KV饋電回路2路直接引出至隧道各變電所，另1路電源經變壓器降壓，引至配電所0.4KV低壓母線。在0.4KV母線處設電源轉換開關，當外線停電或電源質量較差時啟動自備柴油發動機組，自備電源經電源轉換開關引至配電所低壓母線（配電所0.4KV母線同時為配電所所用電負荷供電）。配電所0.4KV電源經0.4/10KV升壓變升壓后，為各隧道提供10KV供電電

16、源。尹家溝、新道溝、塔溝前、塔溝后隧道均為中短隧道負荷及電源：尹家溝、新道溝、塔溝前、塔溝后隧道為中短隧道，本設計分別在4條隧道洞口一端設置箱變，箱變分別由一路10KV電源供電,并負責10KV進線、計量及饋電。配電所進線電源電壓采用10KV等級。同時在箱變內設置EPS為隧道內的照明提供應急電源。各隧道電氣設備裝機容量分述如下:1） 尹家溝隧道用電設備總安裝容量為82KW，均為照明負荷；2） 新道溝隧道用電設備總安裝109KW，均為照明負荷；3） 塔溝前隧道用電設備總裝容量分別為88KW，均為照明負荷。4） 塔溝后幅隧道用電設備總裝容量分別為245KW，均為照明負荷。實際系統分析：在實際工程中，

17、由于種種原因，對原設計方案作出如下實施改動：1、低壓配電路數由于供電低壓配電柜數量不足而合并減少（閻營子配電室除外）；2、原方案采用低壓補償低壓電容器裝置設置在低壓配電室內，低壓電容器組應接成三角形。電容器組應裝設單獨的控制和保護裝置，當電容器組為提高單臺用電設備功率因數時，可與該設備共用控制和保護裝置。雖然原方案在理論上可提高功率因數，但各支路由于功率因數較低，從而導致支路電流過大，壓降增大，線損電耗也隨之加大。在實際操作中，后改為在照明終端增加電容器以提高功率因數的做法。綜于以上兩點，在實際操作中并不能真正實現三相平衡，雖達到設計要求，但無法做到燈具廠家要求的-8%+5%，從而增大故障幾率

18、。后期設想：精心維護，高效管理供配電設施投入運營后，設備的老化，人為的損壞，都會影響這些設施的使用。為了使電器設備及輔助設施保持良好的工作性能，確保高速公路使用者的行車安全和舒適，必須采用先進的管理方式和手段，實施高效能的維護管理。我們應做好以下幾點：（1）完善各種規章制度，明確崗位責任制。從一開始就養成工作人員按操作規程進行操作，使整個維護管理工作走向程序化、規范化。這樣才有可能保證設備的使用年限，延長使用壽命；（2）抓好技術培訓工作，對操作人員進行技術培訓，熟悉設備的工作原理和操作流程，正確使用系統的各項功能；（3）做好故障記錄和養護維修記錄，對設備建立完整的技術檔案，隨時可以提供查詢；（

19、4）加強對儀器、儀表、備件和專用工具的管理及定期檢查。        三、科學設計，與時俱進（1）電氣設備應隨科技的發展而選擇改進型的、性能優越的產品。在以后的設備維修更換中采用防護等級高、互鎖功能優、免維護的高中低壓開關柜、干式變壓器、雙電源切換開關；（2）在使用中不斷改進方案，例如照明電容補償采用燈內電容和電容柜雙補償方案，使各相電路既保證電路內電流最小，又更加保證三相更加平衡。四、監控并重，以人為本（1）配電房的設計應功能化、人性化，便于值班人員工作。如將電纜溝水泥蓋板一律換成輕質鋼蓋板，對發電機房進行噪音降低處理等；

20、（2）配電線路接線方式應統一化、標準化；（3）提高自動化控制水平，使部分設備的只監不控變為監控并舉，建設真正無人值班配電房。【參考文獻】1Filibeli M C，Ozkasap O，Civanlar M R Embedded Web Serverbased Home Appliance NetworksJJournal of Network and Computer Applications，2007，30(2)：4992張曦煌，柴志雷嵌入式Web服務器中CGI的特點及實現J.小型微型計算機系統，2003(11)作者簡介：徐文大（1978-），男，河北承德，滿族，河北承德京承高速公路建設管理

21、處電氣工程師，研究方向：高速公路用電與管理 福建省泉州至三明高速公路三明段隧道通風、照明、消防及沿線供配電系統 工程地點：福建省三明市境業主名稱：三明泉三高速公路有限責任公司建設單位：三明泉三高速公路有限責任公司工程規模：45公里主要工程項目：隧道通風、照明、消防及沿線供配電系統工程內容：泉三高速公路三明段全長約154公里，全線共有收費站8處，服務區4處，隧道26座。全線采用中壓電能傳輸系統，根據負荷分布和地理位置特點，全線供設置7個供電分區，14處進線點，引接公網10KV電源17處，預留10KV電源4處。本工程最大限度的利用了原有施工電源，17處外接10KV電源中有8處為原有施工電

22、源改造。所有隧道均采用電光照明；部分隧道采用機械通風；短隧道采用干式消防，不需要供水系統，僅設置干粉滅火器，中長隧道采用水消防，設置消火栓、滅火器及固定式水成膜泡沫滅火裝置。本高速公路沿線供配電照明、通風消防設施合同我公司提供包括產品供貨、運輸、安裝、預調試、完工、保證測試、運行驗收、缺陷責任期內工程維護及本合同工程有關的培訓、技術支持等全部工作，為業主提供高速公路所需的全部全新的、高質量的供配電照明、通風消防設施。合同工作內容：本部分工程內容主要包括本合同段內10KV中壓供配電系統，站區內高低壓開關設備，站區內干式變壓器，站區內柴油發電機組，不間斷電源（UPS），戶外10KV開閉所，隧道內地

23、埋式變壓器、隧道照明、通風、消防設施、10KV中壓電纜供配電線路，隧道內電纜電線等工程。淺談高速公路供配電工程的建設管理2008-12-03 09:02:42 摘要：本文結合沂淮、淮江、寧宿徐高速公路供配電工程建設管理的一些實際操作和體會，總結高速公路供配電工程建設管理的經驗。關鍵詞：高速 公路 供電 工程 建設 管理一、科學設計，以人為本（一）外線供電工程及供電方式的選擇目前，我們高速公路一般遠離城區修建，其收費站、服務區（停車場）所用電源就近取電，采用附近的農業或民用電。這種供電方式相對于高壓專線供電方式來講，一次性投資少，但由于九十年代之前，電網建設投入資金較少，電網特別是農村

24、電網十分薄弱，農業或民用電不能保證正常供電，供電故障多及電壓不穩，使供電質量難以保證。但高壓專線供電，一次性投資及后期運行維護費用過大，如若將該線路建成后把這部分資產無償劃撥給電力部門管理、維護，勢必造成投資浪費。就目前狀況來說，農網改造剛結束，電網電壓已不再偏低，停電次數又大大減少，供電質量日趨穩定，高速公路外線供電工程比較傾向于就近取電方式。高速公路負荷所需電壓一般為380V或220V.所用電源從附近地區的10KV高壓電網引到配電房中，經主變壓器變壓供給380V電壓，然后再由低壓配電柜及輸配電線路送到相關用電設備。為保證在外部農業或民用電因故中斷后，高速公路管理系統的重要設備能夠正常工作，

25、高速公路的供配電系統需采用雙電源供電。一般采用柴油發電機組發電作為市電的備用電源，能夠在停電后的1015秒內自動運轉柴油發電機組啟動發電并經雙電源開關自動切換，確保向重要負荷供電。（二）供配電系統的構成高速公路供配電工程設計包括配電房設計和輸配電線路的設計。高速公路配電房中設有低壓配電柜、10KV/400V變壓器、柴油發電機組等基本配置，現在逐步也配置10KV高壓環網柜。低壓配電柜型式多樣，有GGD、GCK、GCS、多米諾等，GCS型作為低壓配電柜的換代產品，它具有分斷、接通能力高、動熱穩定性好、電氣方案靈活、防護等級高等特點和方便安裝、維修，縮短事故處理時間等優點。主變壓器多采用全密封油浸式

26、變壓器和免維護、壽命長的干式變壓器，有效降低工作量，減少維修費用。柴油發電機組采用全進口機組。配電房電氣部分設計關鍵在于系統主結線的設計。高速公路的一些重要設施，如通訊、監控、收費三大系統、營業、生活設備、消防安全、重要辦公場所等須采用市電和自備發電機組進行雙電源供電。這些負荷為一級負荷，具體為通信、監控、收費設施，收費亭、收費大棚，廚具、水泵房，加油機，會議室以及重要辦公場所、配電房的應急照明等。其余如辦公樓、廣場、廣告牌照明等列為二級負荷，僅由市電供電。值得注意的是柴油發電機組功率必須根據雙電源供電負荷即一級負荷的總容量來選擇，且發電機組所帶的負荷不應低于機組額定輸出功率的30% 。通常通

27、信、監控、收費三大系統設備容量僅幾個千瓦，一般在45KW左右，廚具設備、水泵房電機功率大，但用時短，僅在需要時啟用，一些照明設施也僅在夜晚使用。所以這些設備同時使用時很少，需要系數較低。如若選擇不當，一方面浪費投資資金，另一方面造成柴油發電機組所帶負荷過低，“大馬拉小車”引起機組漏油。這是因為無論負載輕重如何，柴油機必須以1500轉/分左右轉速高速運行，保證發出50Hz的電能。負載過低，機組運行時間較長，未完全燃燒的柴油將積聚在燃燒室內，造成嚴重積碳，噴油嘴容易堵死；其次，除部分未燃燒完的燃油經排氣門從排氣管噴出排氣管道外，剩余的，積聚在燃燒室內的燃油將會沖刷汽缸壁的潤滑油膜，甚至滲入油底殼的

28、潤滑油中，稀釋潤滑油，使潤滑粘度變稀、變質，造成潤滑不良，運動部件磨損加劇，變稀的潤滑油會串上燃燒室，經排氣管排出機體外。此外，機組還容易出現拉缸、抱軸、燒瓦等嚴重事故。配電房根據設備的功能分布，大致分為變壓器室、配電柜間、發電機房和值班室。其房建設計應能滿足防火、防爆、防電、降噪、排污和設備的運輸、安裝以及值班人員生活起居的需要。輸配電線路設計考慮到人身安全和環境美觀，收費站或服務區（停車場）內采取埋地電纜進出線。通過10KV架空線路到場區邊界處最后一根電桿，接電纜穿溝到配電房，避免因架空線路對地安全距離不夠而留下事故隱患。380V或220V低壓電纜再從低壓配電柜引出，經房建區電纜溝到各用電

29、設備上。二、規范施工、嚴格監理質量是工程建設的生命，沒有質量也就沒有一切。工程質量的好壞直接取決于施工單位的優劣。電力行業作為特種行業，電力施工必須按照電力有關規范進行。首先，把好施工單位的準入關，必須選擇電力部門核批的具備相關施工資質的單位。其次，嚴把原材料質量關。施工單位必須出具合格的材料設備出廠質量保證書、材料自檢測試報告等，必要時到生產廠家去實地考察。待審查過施工單位的質量保證體系、施工組織設計、進度計劃及各種技術措施后認為有可靠保證后方準許開工。更重要的是強化現場管理，使參建人員牢固樹立“百年大計，質量第一，安全責任，重如泰山”的思想。高速公路供配電工程施工主要分房建單位的基礎件預埋和電力安裝單位的設備就位這兩部分工作。為了把供配電工程建成優質精品，我們把工程層層分解，逐項落實。明確施工要點，將質量隱患消滅在萌芽狀態中。在施工中，我們著重考慮：（1）嚴格按施工設計圖和相關施工規范進行施工，加強各施工環節的管理，特別對隱蔽工程的檢查；（2）配電柜、箱體的敷