淺談電力監(jiān)控系統在高速公路的應用

李明君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：高速公路作為當前城市發(fā)展進步的重要基礎保障，能夠推動地區(qū)經濟的快速增長。為了保障高速公路通車安全及效率，機電工程的有序開展很重要，而電力監(jiān)控系統的引入能夠通過信息化手段及時發(fā)現公路運行安全隱患，進而采取針對性的解決措施提升公路運輸穩(wěn)定性。基于此，文章首先進行電力監(jiān)控系統功能的簡單介紹，然后重點論述高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性，最后綜合探究提升電力監(jiān)控系統施工質量的具體措施，希望能夠為相關人員提供一些參考與借鑒，以此共同推動機電工程的穩(wěn)定運行，進而保障高速公路的通車安全，實現高速公路的可持續(xù)性發(fā)展。

關鍵詞：高速公路；機電工程；電力監(jiān)控系統；重要性

0 引言

電力監(jiān)控系統在高速公路中的應用可以有效提高道路的安全性與穩(wěn)定性。通過監(jiān)控裝置對高速公路進行實時性的路況管理，可以及時發(fā)現并預警交通擁堵、事故等情況，為駕駛員提供最新的路況信息，避免因為意外情況而導致道路運行的不穩(wěn)定。同時，電力監(jiān)控系統還能通過數據分析和處理，針對車輛故障和事故情況制定具有針對性的處理措施，以確保國民在高速公路出行過程中不會受到外界因素的過多影響，同時實現科學技術與人類社會的有效結合。

1 電力監(jiān)控系統的功能

1.1 遠程通信、監(jiān)控和控制功能

電力監(jiān)控系統是一種集遠程通信、監(jiān)控和控制功能于一體的系統，在運行時，該系統通過相關的監(jiān)控軟件實現對各個電力設備以及其運行情況的實時查看。監(jiān)控管理人員只需通過電力監(jiān)控軟件登陸，就可以直接獲取其他系統的運行情況，無需現場巡檢，提高了工作效率和操作便利性。通過光電信號的轉化，電力監(jiān)控系統可以將電力設備的運行情況轉化成相應的信號，并實時傳輸到數據庫中進行存儲，包括電壓、電流、功率因數等重要參數，能夠反映電力設備的運行狀態(tài)。通過與數據庫的連接，監(jiān)控系統可以提供實時的運行數據，為用戶提供準確的電力信息，便于及時判定運行情況。此外，技術人員還能通過系統中的各種圖表信息及歷史曲線圖進行設備故障的**分析，進而能夠針對存在的異常狀態(tài)采取有效的措施。同時監(jiān)控系統能夠實現提前預警，當設備參數變化達到預期設置的報警閾值時，監(jiān)控系統會自動識別并及時報警，使工作人員能夠快速查看相關信息并進行即使處理，降低故障的再次擴大。與此同時系統還能為后續(xù)的持續(xù)性工作提供重要的數據備份與分析功能，進而不斷優(yōu)化電力運行系統，為高速機電工程的正常有序運轉提供基礎保障。

1.2 數據處理功能

數據處理作為監(jiān)控系統中的關鍵環(huán)節(jié)，能夠為高速公路機電工程的有序工作提供數據決策信息。一般數據處理工程主要體現在事件順序記錄處理、遙測數據處理、分析數據趨勢曲線的生成等環(huán)節(jié)。

第一，事件順序記錄處理。系統能夠自動根據事件發(fā)生的先后順序（電力故障、設備報警）清晰了解事件發(fā)生的過程，從而進行深層次的分析并處理，保障后續(xù)工作的順利開展。第二，遙測數據處理。電力監(jiān)控系統能夠實時收集關于電力設備電流、電壓、功率等多項參數，然后進行數據的預處理，通過對遙測數據的處理分析就能準確掌握電力設備的運行狀態(tài)變化，進而及時發(fā)現可能存在的異常危險并處理。同時在進行數據分析處理時也能進行數據的統計分析，進而對電力系統的運行整體狀態(tài)及能耗情況有一個清晰的認知，以便后續(xù)更好地實施管理措施，為電力系統運行決策者提供直觀依據。此外，通過各種數據報表的形成還能直觀了解當前運行情況。第三，分析數據趨勢曲線的生成。通過自動收集與整理相關數據信息，電力監(jiān)控系統能夠形成數據趨勢曲線圖，進而結合曲線圖就可以清晰看到電力設備運行狀態(tài)的前后變化，及時發(fā)現運行異常情況，從而根據曲線圖變化及時發(fā)現設備存在的電力故障問題，為機電工程的正常運轉提供重要基礎。

1.3 人機界面功能

現代信息技術的合理應用能夠為工作人員提供可視化的人機界面，進而清晰直觀了解電力運行狀態(tài)，以此掌握高速公路電力系統的實際運行狀態(tài)，在出現異常情況時能夠快速做出反應。人機交互功能主要是進行模型的構建，通過模型能夠清晰看到高速公路電力系統的具體運行狀態(tài)，以此實現可視化效果。具體在進行建模過程中，可以對電力設備的布置位置、電纜的連接方式及鋪設路徑等信息進行模擬，然后通過三維圖形的方式將電力系統的整體形貌呈現于工作人員，使其更加精準掌握電力系統的內部構造及組成，幫助他們更好理解電力系統運行原理，從而能夠對可能出現的電力隱患問題進行及時排查，**保障電力運行的持續(xù)穩(wěn)定性與可靠性，為高速公路機電工程的有序、健康發(fā)展提供重要依據。同時人機交互功能的實現還能通過指示燈或者圖表等信息為人員提供高速公路運行中電力系統的實際狀態(tài)，進而精準判斷其是否存在電力過載或其他異常情況，從而實現電力系統的可控性，保證其在正常范圍內。此外，人機交互功能還具備提前預警與報警功能，通過提前預設參數閾值，當出現參數變化超過預先設置時會發(fā)出預警，以便工作人員能夠快速進行處理，盡可能降低故障影響率。同時，工作人員也可以在界面上設置報警條件和報警方式，以滿足不同場景下的需求。這種功能能夠有效提高工作人員的操作效率和決策能力，確保高速公路的電力系統運行在正常的范圍內，從而保障了高速公路的正常運行和安全性。

2 高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性

2.1 保障高速公路正常運行

電力監(jiān)控系統通過測控儀表的采集和數據收集，能實時觀測供電設備的運行狀況，通過這些數據的收集和分析，能夠及早發(fā)現設備的異常情況（如設備損壞、故障等），及時采取修復或更換措施，避免因供電問題導致高速公路的停頓或其他交通事故的發(fā)生。例如當發(fā)生突發(fā)性電力故障，可能會導致高速公路收費系統無法運作，高速路口就會出現較長的排隊情況，不僅會造成較多人員滯留在高速公路上，影響高速公路日常運行，同時也會給出行人員帶來不好的生活體驗，降低城市的影響力。而應用電力監(jiān)控系統則可以有效避免此種現象的出現，及時發(fā)現故障并在**時間內采取有效措施，極大保障出行人員的利益。其次，電力監(jiān)控系統可以幫助檢測供電是否正常運行，通過監(jiān)控電壓、電流等參數的變化，能夠及時發(fā)現供電不穩(wěn)定的情況，如電壓過高或過低、電流過大等。當發(fā)現這些問題時，系統能夠即時報警并及時通知維修人員進行調整和修復，保障供電的穩(wěn)定性，從而確保高速公路的正常運行。此外，通過對電力數據的分析和統計，可以了解高速公路的耗電情況、電力負荷情況等。這對于制定合理的能源消耗策略和提高能源利用效率具有重要意義。通過對電力數據的監(jiān)測和分析，還可以發(fā)現一些節(jié)能的潛力，進一步降低公路運營成本。

2.2 保護高速電纜

在我國高速公路建設中，電纜的運用已經成為重要的一部分，承載著高速公路機電工程中的重要設備供電任務，如照明、信號系統、電子收費系統等。然而，近年來，電纜被破壞和偷盜的情況不斷上升，給高速公路的安全運行和維護帶來了巨大隱患。電力監(jiān)控系統作為一種關鍵設備，可以實時監(jiān)測、控制和管理高速公路電力設備的運行狀態(tài)，為保護高速電纜提供了重要的保障。首先，電力監(jiān)控系統通過傳感器對高速公路電纜進行實時監(jiān)測，可以檢測到電纜被破壞、偷盜或異常情況的發(fā)生，一旦發(fā)現異常，系統會立即發(fā)出報警信號，并迅速將信息傳遞給相關人員，以便及時采取措施，避免進一步損失。同時電力監(jiān)控系統還能實現遠程監(jiān)控與調節(jié)電纜運行狀態(tài)，當監(jiān)測到電纜過載、短路等問題時能夠及時做出反應，工作人員能夠根據監(jiān)測數據進行電纜的修復與維護工作，**降低了電纜在長期運作過程中出現的線路故障問題，保障電力系統的穩(wěn)定性。此外，通過遠程通信功能還能將電纜的實際運行數據通過圖表直觀呈現個操作人員，通過挖掘潛在危險采取提前干預措施，有效延長高速電纜的使用壽命。同時遠程控制功能還能進行電纜開關、調節(jié)負載等操作，提高了電纜的運維效率和便利性，保護高速公路的正常運行。

2.3 降低運維成本

當前隨著社會經濟的不斷發(fā)展，高速公路工程建設也在呈現上升趨勢，電力設備的安裝與維護工作規(guī)模也在壯大，傳統人工巡檢的形式不僅需要消耗大量的人力資源，同時也存在一定的滯后性，難以滿足日益增長的電力維護需求。而電力監(jiān)控系統的有效應用能夠充分結合信息化的優(yōu)勢對電力系統進行實時監(jiān)測與遠程操作，通過傳感器設備的安裝能夠獲取實時運行數據實現電力系統的即使監(jiān)測，不僅節(jié)省了人力資源的支出，同時也大大提升了維護效率，有效降低了運維成本支出。與此同時電力監(jiān)控系統還能實現開關設備、調整負載等的遠程控制，不僅減少了人員的出差成本，同時還能更快速、更準確地進行設備調試和操作，節(jié)約了時間和精力成本。此外，通過深入分析設備采集數據信息，結合設備健康運行評估狀態(tài)制定完善的維修計劃，從而有效避免不必要的維修措施,進而降低維修資金，實現降低運維成本的目標。

3 機電工程電力監(jiān)控系統施工質量管控措施

3.1 施工前準備

電力監(jiān)控系統建設過程中需要做好前期的準備工作，進而為后續(xù)工作的有序開展奠定良好基礎。首先，施工單位應當做好施工場所的實地勘察工作，充分掌握現場環(huán)境等多項信息，以便工程施工的可操作性。同時在建設過程中會使用多種設備及材料，因此需要做好相關試驗檢測工作，確保實際工程中使用的設備、材料等都符合國家相關標準，以此為電力監(jiān)控系統的高效運行提供重要支撐。具體在設備、材料進場時還需要再次進行性能評估，同時做好設備材料的現場保存工作，通過質量控制措施的有效落實及機械設備的不斷優(yōu)化調整，進而滿足工程建設需求。此外,設計單位應與施工單位和監(jiān)理單位進行充分的溝通和協調，通過三方共同合作與配合實現施工方案的高效落實。監(jiān)理機構應當重視監(jiān)督機制的不斷完善，同時配備專業(yè)的監(jiān)督管理人員對工程設計及施工階段進行嚴格審查與監(jiān)督，保障工程施工質量。為了能夠**發(fā)揮監(jiān)理的作用，應當對監(jiān)督管理人員進行責任意識的培養(yǎng)，同時設立獎懲制度以此激發(fā)人員的工作積極性，進而有效控制施工中存在的潛在風險，保障工程有序開展。

3.2 嚴格控制施工質量

電力監(jiān)控系統施工過程中涉及工程設備及材料多樣，為了保障工程質量就需要重視對設備及材料的質量控制，確保其符合施工標準要求。首先應當對設備、材料的進場進行嚴格的登記與驗收，保證質量的可靠性。同時在使用過程中還需做好相關的維護與管理工作，進而保障工程質量。與此同時在設備使用過程中需要配備專業(yè)的操作人員，以降低人為操作失誤造成的質量問題。為了保證設備操作人員的分配合理，可以制定施工計劃并進行任務分配，同時可以對操作人員進行崗前培訓，確保其具備足夠的專業(yè)技能，以實現設備的正確操作與施工工藝的專業(yè)性，降低施工延誤的風險。此外，監(jiān)理單位需要進行施工質量的監(jiān)控與管理，可以結合大數據技術對施工現場進行巡檢，進而快速精準地發(fā)現施工中存在的問題，然后針對當前存在的問題提出整體整改意見并跟蹤落實，確保施工質量的不斷提升。高質量的工程施工能夠實現電力系統運行的穩(wěn)定性與可靠性，體恒高速公路運行效率，進而為人們出行創(chuàng)造更加舒適、安全的環(huán)境。

4安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統解決方案

4.1概述

針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統，實現了變電、配電、用電的安*運行和*面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統。該系統是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站*方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安*、穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的保障。

4.2應用場所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

4.3系統架構

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構，根據用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

4.4系統功能

（1）實時監(jiān)測：直觀顯示配電網的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關故障、告警等信號。

（2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

（3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

（4）運行報表：查詢各回路或設備指定時間的運行參數。

（5）實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

（6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

（7）電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況。

（8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

（9）網絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

（10）電能質量監(jiān)測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。

（11）遙控功能：可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

（12）故障錄波：可在系統發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息。

（14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監(jiān)測點位數量等概況信息，設備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

（15）APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

5系統硬件配置

6 結束語

總之，電力監(jiān)控系統的有效應用能夠充分借助信息技術手段實現高速公路的正常運轉，對于保障電纜及降低運維成本等方面都具有重要的價值。具體在高速公路運行過程中，可以通過電力監(jiān)控系統的遠程通信、監(jiān)控和控制功能、數據處理功能及人機交互功能實現對電力設備的實時監(jiān)測與控制，從而及時發(fā)現可能存在的問題并進行解決，**保障公路交通運行安全。因此，具體在施工過程中應當重視電力監(jiān)控系統的建設，延長設備的使用壽命，以此實現高速公路的安全、穩(wěn)定、長遠地發(fā)展。

參考文獻

【1】于東.高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性研究[J].建筑工程技術與設計,2020(25):2421.

【2】鄧博軒,徐峰.高速公路機電工程電力監(jiān)控系統研究[J].工程技術研究,2022,7(15):98-100.

【3】張科.高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性探析[J].城鎮(zhèn)建設,2021(17):338-339.

【4】楊林松.高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性研究[J].今日自動化,2022(12):107-109.

【5】錢飛.淺談高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性[J].建筑工程技術與設計,2018(35):2293.

【6】劉磊晶.高速公路機電工程系統維護標準化探討[J].城市建設理論研究(電子版),2016(15):5214-5214.

【7】席秀鵬. 高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性研究[J]. 工程建設與設計,2018(10):216-217.

【8】舒日勇. 高速公路機電工程電力監(jiān)控系統的重要性研究[J]. 中國新通信,2019,21(15):243.

【9】安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2024年07版

作者簡介

李明君，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智慧能源管理領域。