综合电力监控系统在青岛海湾大桥的应用

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1、综合电力监控系统在青岛海湾大桥的应用【摘要】为提高青岛海湾大桥的生产与管理效益，通过设置海湾大桥电力监控系统，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，实现大桥沿线各类供配电设施、照明设施（路灯照明、景观照明、桥梁结构照明）的配电自动化、无人值班、自动控制、自动监测等，推动海湾大桥机电设施管理向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展。【关键词】青岛海湾大桥综合电力监控系统电力参数监控青岛海湾大桥是青岛市道路交通网络中胶州湾东西岸跨海通道的重要组成部分，也是山东省“五纵四横一环”公路网主框架的重要组成部分。青岛海湾大桥起于青岛侧胶州湾高速李村河处，设李村

2、河互通立交与胶州湾高速公路相接；设计终于黄岛侧胶州湾髙速东lkrn处，顺接济青南线设计起点；中间设红岛互通与拟建的红岛连接线相接。一、系统构成（一）系统组成结构海湾大桥沿线共设有4处变电所（红岛管理中心（大桥主变电所）、红岛收费站、黄岛养护工区、青岛主线收费站）、2处箱式变电站（李村河南收费站、李村河北收费站），桥梁段设置中压供电系统及若干埋地变、路灯照明配电箱、检修配电箱、景观照明配电箱、交通信号灯（航道障碍灯、航道标志灯）、除湿设施等。根据该路运营管理体制方案、沿线供配电设施的分布情况及从系统可靠性出发，本项目考虑沿线共设置27处电力监控子站，其中，桥上无人监控子站25

3、处，收费站变电所监控子站2处（红岛变电所监控子站、青岛主线变电所监控子站）。考虑到供电系统结构以及管理的便捷性，李村河南、北两处收费站箱式变电站的电力监控信号就近纳入青岛主线变电所监控子站。（二）系统监控层次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（远方集控层）。监控子站层的各电力参数监控设备（高、低压测控单元、低压智能无功补偿控制器、ATS控制器、变压器温控仪、发电机控制屏、UPS、交流接触器等）分别通过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

4、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。通信网络层是电力监控系统的关键之一，系统的通信网络拓扑结构采用环形结构，如图1所示：综合工程投资及运行的可靠性，本系统通信网络拓扑结构选用环形结构，采用冗余单模光纤环网技术，根据海湾大桥的路线特点及供配电设施的分布情况，在红岛〜青岛间、红岛〜黄岛间分别构建冗余千兆工业以太环网，构建海湾大桥电力监控系统网络结构。监控管理层（远方集控层）由电力监控主机（互为备用）、数据库服务器

5、、视频主机、打印机等设备由交换机连接，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、录像等功能。同时监控管理层将电力监控信息通过通信系统上传给海湾大桥监控中心。二、系统主要功能海湾大桥电力监控系统功能可以划分为：电力参数监控子系统（含供配电、照明等），变电所视频监视及环境监测子系统等部分。如图2所示：（一）电力参数监控子系统遥测功能1.10kV进线三相电压、电流、有功功率，无功功率、功率因素、频率、电能；2.低压总开关回路三相电压、电流、有功功率，无功功率、功率因素、频率、电能;3.0.4kV馈线三相电

6、压、三相/单相电流、功率因素、有功功率，无功功率、频率；1.发电机输出三相电压、电流、有功功率，无功功率、功率因素、频率；5•外场照明回路三相电压、电流、有功功率，无功功率、功率因素；6.UPS输入/输出电压、频率、电池工作参数、负载。遥信功能1.10kV进线开关状态与故障报警；2.变压器超温状态、变压器风机开停状态、故障报警等;3.0.4kV总进线开关状态与故障报警；4.0.4kV出线手/自动转换开关状态、断路器运行状态及故障报警；5.ATS位置状态；6.无功补偿状态信号及刀熔开关熔断器接通信号；7•柴油发电机运行状态及故障报警、出线开关状态；8.UPS运行状态;9•监测

7、变电所风机及照明配电箱手动/自动状态、继电器状态及故障报警。遥控功能1.10kV开关2.0.4kV低压进线总开关1.0.4kV低压馈线断路器或照明回路交流接触器2.ATS开关3.柴油发电机组（二）变电所视频监视子系统变电所视频监视子系统中应实现如下功能：1.画面监视、多画面分割和画面切换功能，可以对不同变电站的不同监视点进行实时监视和切换。2.控制操作，即对各变电站监视点摄像设备的光圈、焦距等进行控制；此外，一些辅助控制操作也是必须的，包括变电站室内灯光的开/停，告警装置的投入/解除等。3•事件告警功能，当变电站现