浅谈电力监控系统在高速公路的应用

浅谈电力监控系统在高速公路的应用

李明君

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：高速公路作为当前城市发展进步的重要基础保障，能够推动地区经济的快速增长。为了保障高速公路通车安全及效率，机电工程的有序开展很重要，而电力监控系统的引入能够通过信息化手段及时发现公路运行安全隐患，进而采取针对性的解决措施提升公路运输稳定性。基于此，文章首先进行电力监控系统功能的简单介绍，然后重点论述高速公路机电工程电力监控系统的重要性，最后综合探究提升电力监控系统施工质量的具体措施，希望能够为相关人员提供一些参考与借鉴，以此共同推动机电工程的稳定运行，进而保障高速公路的通车安全，实现高速公路的可持续性发展。

关键词：高速公路；机电工程；电力监控系统；重要性

0 引言

电力监控系统在高速公路中的应用可以有效提高道路的安全性与稳定性。通过监控装置对高速公路进行实时性的路况管理，可以及时发现并预警交通拥堵、事故等情况，为驾驶员提供最新的路况信息，避免因为意外情况而导致道路运行的不稳定。同时，电力监控系统还能通过数据分析和处理，针对车辆故障和事故情况制定具有针对性的处理措施，以确保国民在高速公路出行过程中不会受到外界因素的过多影响，同时实现科学技术与人类社会的有效结合。

1 电力监控系统的功能

1.1 远程通信、监控和控制功能

电力监控系统是一种集远程通信、监控和控制功能于一体的系统，在运行时，该系统通过相关的监控软件实现对各个电力设备以及其运行情况的实时查看。监控管理人员只需通过电力监控软件登陆，就可以直接获取其他系统的运行情况，无需现场巡检，提高了工作效率和操作便利性。通过光电信号的转化，电力监控系统可以将电力设备的运行情况转化成相应的信号，并实时传输到数据库中进行存储，包括电压、电流、功率因数等重要参数，能够反映电力设备的运行状态。通过与数据库的连接，监控系统可以提供实时的运行数据，为用户提供准确的电力信息，便于及时判定运行情况。此外，技术人员还能通过系统中的各种图表信息及历史曲线图进行设备故障的**分析，进而能够针对存在的异常状态采取有效的措施。同时监控系统能够实现提前预警，当设备参数变化达到预期设置的报警阈值时，监控系统会自动识别并及时报警，使工作人员能够快速查看相关信息并进行即使处理，降低故障的再次扩大。与此同时系统还能为后续的持续性工作提供重要的数据备份与分析功能，进而不断优化电力运行系统，为高速机电工程的正常有序运转提供基础保障。

1.2 数据处理功能

数据处理作为监控系统中的关键环节，能够为高速公路机电工程的有序工作提供数据决策信息。一般数据处理工程主要体现在事件顺序记录处理、遥测数据处理、分析数据趋势曲线的生成等环节。

第一，事件顺序记录处理。系统能够自动根据事件发生的先后顺序（电力故障、设备报警）清晰了解事件发生的过程，从而进行深层次的分析并处理，保障后续工作的顺利开展。第二，遥测数据处理。电力监控系统能够实时收集关于电力设备电流、电压、功率等多项参数，然后进行数据的预处理，通过对遥测数据的处理分析就能准确掌握电力设备的运行状态变化，进而及时发现可能存在的异常危险并处理。同时在进行数据分析处理时也能进行数据的统计分析，进而对电力系统的运行整体状态及能耗情况有一个清晰的认知，以便后续更好地实施管理措施，为电力系统运行决策者提供直观依据。此外，通过各种数据报表的形成还能直观了解当前运行情况。第三，分析数据趋势曲线的生成。通过自动收集与整理相关数据信息，电力监控系统能够形成数据趋势曲线图，进而结合曲线图就可以清晰看到电力设备运行状态的前后变化，及时发现运行异常情况，从而根据曲线图变化及时发现设备存在的电力故障问题，为机电工程的正常运转提供重要基础。

1.3 人机界面功能

现代信息技术的合理应用能够为工作人员提供可视化的人机界面，进而清晰直观了解电力运行状态，以此掌握高速公路电力系统的实际运行状态，在出现异常情况时能够快速做出反应。人机交互功能主要是进行模型的构建，通过模型能够清晰看到高速公路电力系统的具体运行状态，以此实现可视化效果。具体在进行建模过程中，可以对电力设备的布置位置、电缆的连接方式及铺设路径等信息进行模拟，然后通过三维图形的方式将电力系统的整体形貌呈现于工作人员，使其更加精准掌握电力系统的内部构造及组成，帮助他们更好理解电力系统运行原理，从而能够对可能出现的电力隐患问题进行及时排查，**保障电力运行的持续稳定性与可靠性，为高速公路机电工程的有序、健康发展提供重要依据。同时人机交互功能的实现还能通过指示灯或者图表等信息为人员提供高速公路运行中电力系统的实际状态，进而精准判断其是否存在电力过载或其他异常情况，从而实现电力系统的可控性，保证其在正常范围内。此外，人机交互功能还具备提前预警与报警功能，通过提前预设参数阈值，当出现参数变化超过预先设置时会发出预警，以便工作人员能够快速进行处理，尽可能降低故障影响率。同时，工作人员也可以在界面上设置报警条件和报警方式，以满足不同场景下的需求。这种功能能够有效提高工作人员的操作效率和决策能力，确保高速公路的电力系统运行在正常的范围内，从而保障了高速公路的正常运行和安全性。

2 高速公路机电工程电力监控系统的重要性

2.1 保障高速公路正常运行

电力监控系统通过测控仪表的采集和数据收集，能实时观测供电设备的运行状况，通过这些数据的收集和分析，能够及早发现设备的异常情况（如设备损坏、故障等），及时采取修复或更换措施，避免因供电问题导致高速公路的停顿或其他交通事故的发生。例如当发生突发性电力故障，可能会导致高速公路收费系统无法运作，高速路口就会出现较长的排队情况，不仅会造成较多人员滞留在高速公路上，影响高速公路日常运行，同时也会给出行人员带来不好的生活体验，降低城市的影响力。而应用电力监控系统则可以有效避免此种现象的出现，及时发现故障并在**时间内采取有效措施，极大保障出行人员的利益。其次，电力监控系统可以帮助检测供电是否正常运行，通过监控电压、电流等参数的变化，能够及时发现供电不稳定的情况，如电压过高或过低、电流过大等。当发现这些问题时，系统能够即时报警并及时通知维修人员进行调整和修复，保障供电的稳定性，从而确保高速公路的正常运行。此外，通过对电力数据的分析和统计，可以了解高速公路的耗电情况、电力负荷情况等。这对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义。通过对电力数据的监测和分析，还可以发现一些节能的潜力，进一步降低公路运营成本。

2.2 保护高速电缆

在我国高速公路建设中，电缆的运用已经成为重要的一部分，承载着高速公路机电工程中的重要设备供电任务，如照明、信号系统、电子收费系统等。然而，近年来，电缆被破坏和偷盗的情况不断上升，给高速公路的安全运行和维护带来了巨大隐患。电力监控系统作为一种关键设备，可以实时监测、控制和管理高速公路电力设备的运行状态，为保护高速电缆提供了重要的保障。首先，电力监控系统通过传感器对高速公路电缆进行实时监测，可以检测到电缆被破坏、偷盗或异常情况的发生，一旦发现异常，系统会立即发出报警信号，并迅速将信息传递给相关人员，以便及时采取措施，避免进一步损失。同时电力监控系统还能实现远程监控与调节电缆运行状态，当监测到电缆过载、短路等问题时能够及时做出反应，工作人员能够根据监测数据进行电缆的修复与维护工作，**降低了电缆在长期运作过程中出现的线路故障问题，保障电力系统的稳定性。此外，通过远程通信功能还能将电缆的实际运行数据通过图表直观呈现个操作人员，通过挖掘潜在危险采取提前干预措施，有效延长高速电缆的使用寿命。同时远程控制功能还能进行电缆开关、调节负载等操作，提高了电缆的运维效率和便利性，保护高速公路的正常运行。

2.3 降低运维成本

当前随着社会经济的不断发展，高速公路工程建设也在呈现上升趋势，电力设备的安装与维护工作规模也在壮大，传统人工巡检的形式不仅需要消耗大量的人力资源，同时也存在一定的滞后性，难以满足日益增长的电力维护需求。而电力监控系统的有效应用能够充分结合信息化的优势对电力系统进行实时监测与远程操作，通过传感器设备的安装能够获取实时运行数据实现电力系统的即使监测，不仅节省了人力资源的支出，同时也大大提升了维护效率，有效降低了运维成本支出。与此同时电力监控系统还能实现开关设备、调整负载等的远程控制，不仅减少了人员的出差成本，同时还能更快速、更准确地进行设备调试和操作，节约了时间和精力成本。此外，通过深入分析设备采集数据信息，结合设备健康运行评估状态制定完善的维修计划，从而有效避免不必要的维修措施,进而降低维修资金，实现降低运维成本的目标。

3 机电工程电力监控系统施工质量管控措施

3.1 施工前准备

电力监控系统建设过程中需要做好前期的准备工作，进而为后续工作的有序开展奠定良好基础。首先，施工单位应当做好施工场所的实地勘察工作，充分掌握现场环境等多项信息，以便工程施工的可操作性。同时在建设过程中会使用多种设备及材料，因此需要做好相关试验检测工作，确保实际工程中使用的设备、材料等都符合国家相关标准，以此为电力监控系统的高效运行提供重要支撑。具体在设备、材料进场时还需要再次进行性能评估，同时做好设备材料的现场保存工作，通过质量控制措施的有效落实及机械设备的不断优化调整，进而满足工程建设需求。此外,设计单位应与施工单位和监理单位进行充分的沟通和协调，通过三方共同合作与配合实现施工方案的高效落实。监理机构应当重视监督机制的不断完善，同时配备专业的监督管理人员对工程设计及施工阶段进行严格审查与监督，保障工程施工质量。为了能够**发挥监理的作用，应当对监督管理人员进行责任意识的培养，同时设立奖惩制度以此激发人员的工作积极性，进而有效控制施工中存在的潜在风险，保障工程有序开展。

3.2 严格控制施工质量

电力监控系统施工过程中涉及工程设备及材料多样，为了保障工程质量就需要重视对设备及材料的质量控制，确保其符合施工标准要求。首先应当对设备、材料的进场进行严格的登记与验收，保证质量的可靠性。同时在使用过程中还需做好相关的维护与管理工作，进而保障工程质量。与此同时在设备使用过程中需要配备专业的操作人员，以降低人为操作失误造成的质量问题。为了保证设备操作人员的分配合理，可以制定施工计划并进行任务分配，同时可以对操作人员进行岗前培训，确保其具备足够的专业技能，以实现设备的正确操作与施工工艺的专业性，降低施工延误的风险。此外，监理单位需要进行施工质量的监控与管理，可以结合大数据技术对施工现场进行巡检，进而快速精准地发现施工中存在的问题，然后针对当前存在的问题提出整体整改意见并跟踪落实，确保施工质量的不断提升。高质量的工程施工能够实现电力系统运行的稳定性与可靠性，体恒高速公路运行效率，进而为人们出行创造更加舒适、安全的环境。

4安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统解决方案

4.1概述

针对用户变电站（一般为35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接点无线测温产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监控设备、弧光保护装置等设备组成综合自动化的综合监控系统，实现了变电、配电、用电的安*运行和*面管理。监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所及配电室等。

Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站*方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安*、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

4.2应用场所

适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。

4.3系统架构

Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。

4.4系统功能

（1）实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。

（2）电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。

（3）曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。

（4）运行报表：查询各回路或设备指定时间的运行参数。

（5）实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

（6）历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

（7）电能统计报表：系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况。

（8）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

（9）网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。

（10）电能质量监测：可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。

（11）遥控功能：可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

（12）故障录波：可在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。

（13）事故追忆：可自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息。

（14）Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。

（15）APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。

5系统硬件配置

6 结束语

总之，电力监控系统的有效应用能够充分借助信息技术手段实现高速公路的正常运转，对于保障电缆及降低运维成本等方面都具有重要的价值。具体在高速公路运行过程中，可以通过电力监控系统的远程通信、监控和控制功能、数据处理功能及人机交互功能实现对电力设备的实时监测与控制，从而及时发现可能存在的问题并进行解决，**保障公路交通运行安全。因此，具体在施工过程中应当重视电力监控系统的建设，延长设备的使用寿命，以此实现高速公路的安全、稳定、长远地发展。

参考文献

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【9】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2024年07版

作者简介

李明君，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智慧能源管理领域。