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電力監控系統在拉薩機場高速兩橋隧道項目上的應用
摘要：拉薩機場高速兩橋隧道配電監控系統，采用智能電力儀表和微機保護采集配電現場的各種電參量和開關信號及遠程控制各用電回路分合閘。系統組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過QTouch-Enersys型電力監控與電能管理系統實現電力監控的能耗管理功能，為電力監控與電能統計數據，為節能提供決策依據。
關鍵詞：拉薩機場高速兩橋隧道項目; 通訊管理機 QTouch電力監控系統
1 概述
武漢舜通智能科技有限公司于2015年5月承接了拉薩機場高速兩橋隧道項目的電力監控與電能管理系統，拉薩機場高速兩橋隧道名為嘎拉山隧道全長2447米，為西藏公路第一長隧道，它是通往機場的主要通道, 隧道內設有通風、照明、通訊、監控、消防、供配電、火災報警、應急電話、中心控制等十大機電工程系統，功能完善,2005年8月25日竣工投入使用。
拉薩機場高速兩橋隧道監控部分有2個10kv配電室， 1#、2#2個配電室為0.4kv低壓。10kv配電室有高壓電力儀表、綜保和2臺變壓器溫控儀，另外2個配電室為電力儀表， 一個10kv和1#配電室分布在隧道的東邊，一個10KV和2#配電室分布在隧道的西北。針對拉薩機場高速兩橋隧道的實際情況，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為一個有機的整體，實現電網設備運行的遠程監控和集中管理。
設計的電力監控與電能管理系統具備全電參量測量、開關量狀態監測以及電能計量與電能質量管理等功能。設計中充分體現系統的可用性、先進性、方便性、安全性、可靠性、可擴展性及系統性價比的合理性。
2 項目立項的意義
拉薩機場高速兩橋隧道對高壓部分電力參數的監控和變壓器三相溫度的監測的要求比較高，值班室人員一天要6次巡查變壓器溫控儀的溫度和一些電力參數且變壓器分布于4個不同的變電所里。這樣費時費力又不能實時的反應一些緊急狀況。低壓部分由200左右的回路組成，如果要抄電能那是一個不小的任務。使用該系統能夠帶來如下優點：
1）像這樣的儀表配電室分布在隧道兩邊，沒有電力監控和電能管理系統之前只能通過人力去跑去跑來的去抄表，查看電力參量，這樣對于抄表人員來說是個費時費力，而且也不能及時的掌握第一手信息。使用系統后后臺值班監控人員只需在值班室就能實時準確的監控到每個表的運行情況，和表所測量的各個電參量，實時的進行抄表，省時省力，快速及時的掌握用電情況。
2） 對于一些主要回路上的電力儀表根據監控系統，可以實時的監控它們的運行情況，如電壓、電流、有功，無功，功率因數等，系統可以對它們進行設置一個預警值，只要回路上的電參量達到或接近時系統就會對值班人員進行報警，比如發現一些短路問題，電流過大等，就使得值班人員可以及時的去解決問題如關閉或安排專業人員去修。
3）系統有對歷史數據的對比分析，這樣方便管理人員發現其中的問題實施一些有針對性的方案，如一些電參量突然變化的表，就要去看它是否正常工作或實際是否是這樣，這樣可以及時發現潛在故障，減少設備維護費用，延長設備使用壽命；提高運行管理效率，減少運行維護人員工作量。
4）通過數據分析，使管理者合理有效地利用設備，減少不必要設備添置，避免了資源浪費，精簡值班人員數，及時發現電能消耗異常現象，采取有效措施進行設備改造或補償，以避免電能損耗，這樣下來節約大量資金。通過對資源的充分利用，強調高效率、低能耗、低污染，達到節約能源、保護環境的可持續發展的目標。
5）系統可以直觀而形象的反映出在哪個位置的哪個表的電力參數，方便技術人員分辨出來，簡潔明了的操作界面讓操作人員方便操作。
6）通過實時監控可以使值班人員及時發現問題及時處理問題，如在不需要用電的時間地點時可以不用電，智能電力儀表的電力參數不穩定時可以不用等情況，這樣一來可以減少用電量，節約成本。
7）系統具有曲線、報表分析，曲線、報表打印功能，這樣管理者在進行分析決策時就有了依據。
3 項目的設計方案
武漢舜通智能科技有限公司為拉薩機場高速兩橋隧道設計的電力監控及電能管理系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。
現場設備層主要的設備為：多功能電力儀表、微機保護裝置、變壓器溫控儀。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場屏蔽雙絞線進行組網通訊，實現數據現場采集。
網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為采集現場設備層中的儀表數據，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
各智能電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器。10kv配電室、1#配電室通過網線直接與值班室的工業交換機相連， 2#高低壓部分通過光纜直接與值班室的工業交換機相連，最后工業交換機通過網線連到值班室的監控主機。
本系統采用分層分布式計算機網絡結構如下圖所示：
4 系統實現的的過程
實現系統的過程：首先通過數據量的采集把我們需要的數據量保存到歷史和實時數據庫，在系統上把需要實時顯示的數據量在界面上實時刷新的顯示出來；需要查詢和分析過去的歷史記錄的數據，通過各種查詢報表和分析曲線等一些形象的界面反應給值班人員；系統中設置報警，把一些重要的操作量動作時和一些重要數據量異常時進行報警；系統中設置針對值班室內不同級別的用戶，設置不同的權限來進行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。
下圖為1#配電室系統主接線圖，并實時顯示各回路多功能電力儀表的電壓、電流、有功功率 、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能等：
采用實時表格直觀的顯示各個回路電表的詳細參數值：
下圖為高壓配電室監控畫面，詳細顯示綜保的遙信量開關、閘刀的分、合閘狀態，遙測量如保護電壓、電流、頻率和功率因數等，可遠程控制各分合閘：
現場項目運行情況如下圖所示：
系統的完成，讓電力值班人員的抄表任務輕松了，節約了抄表時間，提高了抄表積極性。
5 結束語
QTouch-Enersys型電力監控系統及電能管理系統具有實用性、安全性、系統的實時性、穩定性、可擴展性、易維護性。隨著計算機信息技術的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監控及低壓配電管理使得實現配電室的無人職守真正成為現實。該系統在拉薩機場高速兩橋隧道項目的應用，實現了在值班室遠程監控了4個配電室的各種通訊儀表，對采集的數據進行顯示，處理，并生成報表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時查詢所需要的數據。
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