电力监控系统竣工图说明

江六高速公路三大系统机电工程（JL-92）标段 江苏铁电交通科技集团有限公司

电力监控系统工程说明

1项目概况

上海至西安国家高速公路江都至六合段是国家高速公路网中“横九”(G40)的重要组成部分，是沟通西部地区和长江三角洲地区的主通道之一；同时，它是我省“五纵九横五联”高速公路网规划中“横四”(南京经南通至启东高速公路)的

重要组成部分，南京经南通至启东高速公路是江苏省江北沿江公路通道的主骨架，

沟通了省会南京和苏中城市扬州、泰州和南通。

本项目的建设将有利于完善国家高速公路网，加快上海至西安国家高速公路的全线贯通，保证上海至西安国家高速公路在江苏境内畅通；加强我国东、中、西部地区之间的社会经济联系，进一步发挥长江三角洲地区的经济辐射作用。上海至西安国家高速公路江都至六合段的建设对于完善苏中地区区域路网，构筑苏中

交通大通道；实施江苏省沿江开发战略，改善区域交通条件、适应区域交通运输发展的需要等都具有重要意义。

2 电力监控系统

2.1概述

江都至六合高速公路沿线共有10个配电房，分布在各互通收费站和服务区。

各配电房均采用1路10kv高压进线，备用电源采用1台发电机。设备负荷分别属

二、三级负荷。消防设备、三大系统设备及收费广场照明作为二级负荷，其它回路（办公照明、空调、高杆灯照明等）作为三级负荷。二级负荷配备柴油发电机作为备用供电。

江都至六合高速公路电力监控系统的工作内容为：9个无人值班监控子站、1个有人值班监控子站（电力监控管理所所在地）、1个电力监控分中心等。

为了进一步提高高速公路的生产与管理效益，江都至六合高速公路在全线设置电力监控系统，利用先进成熟的计算机技术、自动化技术、多媒体技术及网络通信技术，实现沿线各变电所的配电自动化和无人值守，推动高速公路的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展。

2.2 设计内容

电力监控系统包含以下几个方面的内容：系统监控对象及监控策略，系统主要技术指标，系统总体组成结构及管理模式，系统总体功能结构，系统通信网络结构，系统主要功能，系统主要硬件功能及性能指标，系统软件等。

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2.2.1 系统监控对象及监控策略

监控对象：江都至六合高速公路沿线10个配电房变配电一次设备、室外道路

照明设备及变电所的环境等。具体包括：高压负荷开关、低压进线断路器、双电

源自动切换开关、电容补偿器、低压出线断路器、交流接触器（照明回路）、变压器（温控仪）、发电机（控制屏）、UPS电源、变电所环境等。

监控策略：根据配电房设置情况及各类负荷的供电要求，按分布式原则设计，集测控、保护、远动、通信功能为一体，自动化硬件部分以高压测控保护单元和低压测控单元系列为基础，实现变电所的继电保护、远动及全分散监控。同时，为了实时监控配电房的工作环境（防火、防盗及监视远程电力监控操作正确与否等），保证配电房的安全运行，在各配电房内设置视频监视系统（含环境监测功能）。

2.2.2 系统结构及管理模式

江都至六合高速公路电力监控系统全线设置9个无人值班监控子站、1个有人值班监控子站（电力监控管理所与有人值守监控子站合设）、1个电力监控分中心（设置在主线收费站管理分中心的监控中心）等。

电力监控管理所设置在八字桥互通收费站配电房值班室内，负责对江至六合高速公路区域内变配电设施进行日常监控、管理及维护等。电力监控分中心负责对全线各配电房的运行状态进行监视，不进行控制。

电力监控管理所配置2台电力监控主机，1台视频监控主机，1台数据库服务器和1台激光打印机，电力监控管理所根据需要选择必要的图像或数据上传至电力监控分中心。

电力监控分中心设置电力监控主机1台，电力监控管理所将各个变电所的电力参数、变电所环境数据和视频上传至分中心的电力监控主机，在电力监控分中心能够实现对沿线各变电所的电力监测、可以调出任意变电所的设备运行情况、报

表情况、负荷分布状况及视频图像等数据。

② 系统构成：

广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广冗冗冗冗冗冗冗冗冗冗广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广广 图1：电力监控系统结构图

从电力监控系统结构图（图1）可以看出：系统可以分为三个层次：监控子站层（现地设备层）、通信网络层、监控管理层（集控层）。

监控子站层的各电力参数监控设备（高压测控保护单元、低压测控单元、低压智能无功补偿控制器、双电源自动切换开关控制器、变压器温控仪、发电机控制屏、UPS等）通过RS485总线与通信管理机相连，通信管理机进行协议转换成Ethernet数据，然后通过通信网络层（冗余光纤工业以太环网）与监控管理层进行数据通信；监控子站层的视频监测设备（球型遥控摄像机、环境传感器等）经过网络视频编码器后将模拟视频数据和串口数据转换成Ethernet数据后，同样通过通信网络层（冗余光纤工业以太环网）与监控管理层进行数据通信。电力监控

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江六高速公路三大系统机电工程（JL-92）标段 江苏铁电交通科技集团有限公司 系统的冗余工业以太环网由通信系统提供。

通信网络层是无人值守电力监控系统的关键之一，详细的功能与技术要求描述见“系统通信网络结构“部分。

监控管理层（集控层）由电力监控主机（互为备用）、视频主机、打印机等设备由交换式集线器连接，通过通信网络层与现地各监控子站进行数据通信，实现电力参数监控子系统的SCADA功能和变电所视频监视子系统的监视、控制、记录等功能。

2.2.3系统总体功能结构

电 力 监 控 系 统 电 力 参 数 监 控 子 系 统 配 电 房 视 频 监 视 子 系 统遥 测 功 能遥 信 功 能遥 控 功 能遥 视 功 能 图2：电力监控系统功能结构组成图

电力监控系统总体功能结构可以划分为：电力参数监控子系统和变电所视频监视子系统两 部分。如图2所示：

▲ 电力参数监控子系统

电力参数监控子系统主要是电力监控主机（电力监控管理所）采集各配电房（监控子站）内各监控设备电力参数信息等数据，以图形的方式进行实时显示各监控子站的工作状态，对数据信息进行分析、处理，并以此为依据制定相应的控制方案，然后向配电房内各监控设备发送各种数据信息或控制命令，以保证整个沿线各变电所供配电系统安全、可靠地运行，实现对各监控子站的遥测、遥信、遥控等功能，同时也可以对沿线设有室外照明的互通路灯进行远程控制，并把监测到的数据和远程操作指令等以数据库形式存放在数据库服务器中，以备日后查询时调用，同时形成日报表，月报表及年报表等。电力监控管理所的电力监控主机直接负责监视和控制各监控子站的供配电及照明情况，同时将管辖内的各配电房的

运行情况（数据报表等必要信息）上传管理分中心的电力监控分中心。电力监控分中心则不直接对电力监控系统进行操作。

该子系统主要由高压测控单元、低压进线测控单元、低压测控单元、低压智能

补偿控制器、双电源自动切换开关控制器、UPS、变压器温控仪、发电机控制屏、通信管理机以及数据传输通道（冗余光纤以太环网，和变电所视频监视子系统共

用）等共同组成。其中：每个监控子站的电力监控设备有：高压测控单元、低压

进线测控单元、低压测控单元、低压智能补偿控制器、双电源自动切换开关控制器、UPS、变压器温控仪、发电机控制屏、通信管理机等；电力监控管理所内设有

电力监控主机2台（互为备用）、数据库服务器1台及打印机等设备。

▲ 变电所视频监视子系统

配电房视频监视子系统主要用于变电所环境状况（防火、防盗）的监视，同时对电力参数监控子系统的控制操作进行确认（通过监视配电房现地电力仪表读

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江六高速公路三大系统机电工程（JL-92）标段 江苏铁电交通科技集团有限公司 数），紧急时用于事件、事故等上传信息的确认，为选择电力控制方案提供依据，是电力参数监控子系统的辅助工具，并可以对必要的视频图像进行录像，以便分析及取证。系统正常工作时，值班人员在电力监控管理所通过视频主机对各配电房现场情况进行监视，并可对各遥控摄像机进行控制，当有紧急情况和报警时可通过闭路电视清楚地观察到各配电设备的工作状态、仪表、指示灯、故障、室内的环境等，并具有自动录象的功能，以便及时准确地采取相应的措施。由于各变电所的视频图像为数字网络视频信号，均可根据需要上传至监控分中心。

该子系统主要由彩色球型遥控摄像机、网络视频编码器、环境传感器（感烟、感温及红外传感器）、视频主机以及数据传输通道（冗余光纤以太环网，和电力参数子系统共用）等共同组成。其中，每个监控子站的视频监视设备有：彩色遥控摄象机2套（变配电室和发电机室各1套）、网络视频编码器2套和环境传感器等；电力监控管理所内设有1台视频主机。

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