配电监控装置在高速公路配电系统中的应用

关键词：服务水平隧道供电高速公路

随着高速公路的大力发展, 人们对高速公路的需求已经不仅仅满足于快捷性, 更注重于安全性和舒适性。高速公路良好的供电质量和服务水平, 成为社会对高速公路要求的重要部分。特别是在多隧道的高速公路段, 任何时刻的电力中断, 都会造成风机停运, 照明失效等严重后果。因此在高速公路电力管理发展过程中, 原来以人员值班以及巡检为主的配电管理正逐渐向用电管理方向过渡, 高速公路需要有一套完善的用电侧电能管理系统, 对隧道、收费广场、服务区及其它重要场所的低压电网运行状态进行实时监测, 及时掌握低压配电网运行的情况, 适时根据供电需求的增长调整负荷或投切电机, 及时发现和定位电网故障, 发现异常供电和异常线损, 杜绝供电隐患。低压配电监控装置是整套用电侧电能管理系统中的最重要的一个环节, 它一般以低压网中的配变为监测对象, 使管理部门及时了解设备运行状况, 为故障分析、电机投切及配电规划等提供科学的依据。

1 配电监控装置在高速公路电能管理中的应用

1.1 高速公路的配电特点

由于高速公路所经过的地方多数不是用电集中区, 其电源点都比较远, 但供电质量较差, 特别是电压。供电方式, 高压侧一般采用单母线不分段运行方式, 低压侧采用单母线分段运行方式。对于重要负荷配备柴油发电机组作为低压备用电源, 当10kV地方电源停电时, 由自启动柴油发电机组供电带全部重要负荷。市电与发电机电源采用自动切换方式。在备用电源投入之前, 隧道应急照明及监控通信设施由EPS或者UPS不间断电源供电。在电网恢复正常后, 自动切换为市电电网向负荷供电, 机组自动退出运行。

1.2 电力监控信号传输模式

(1) 变配电所的电力监控信号经光纤等通讯介质传至上级通信站, 再由通信系统上传至监控中心。 (2) 变配电所的电力监控信号直接经光纤等通讯介质传至监控中心。

1.3 高速公路电力监控工程概况及问题

高速公路变配电开关站分布较为分散, 站间距离较远;因此, 要对开关站进线远程监控, 主要需解决以下几个问题。

(1) 开关站内设备的保护、控制及站内配电系统信息的采集; (2) 站内信息的收集后如何通过通信系统远距离传输的问题; (3) 监控主站对各分站信息的收集和管理及主站对分站设备的控制等。

1.4 工程配置解决方案

针对上述情况, 道路交通管理以及电力规范的要求, 提出以下配置方案:变配电所配电系统自动化配置方案、各变配电所与监控主站的组网方案。

1.4.1 10kV部分

(1) 双电源进线互为备用。

采用具有备用电源自动投入 (备自投) 功能的微机保护测控单元, 双进线回路各配置一台单元, 其电流保护功能具有 (速断限时速断、过流) 三段式保护 (开闭锁, 应具有方向电流保护) , 低电压闭锁, 低周减载, 故障闭锁备自投等功能。该进线回路最显著的特点是互为备用电源并自动投入, 且实施程序软件及电气触点双重闭锁。也可远方或本地操作。

(2) 馈线回路。

对应线路微机保护测控单元采用具有三段式电流保护、重合闸、低周减载、零序保护及接地选线等功能。

(3) 出线变压器回路。

采用变压器保护测控单元, 对应干式变压器或油浸式变压器 (现高层建筑均采用干样式变压器) , 具有三段式电流保护、过负荷告警、温度保护或温度及瓦斯告警、零序 (电流、电压) 保护、接地选线等功能。

(4) PT及所有变回路。

采用站用及PT监控单元, 监控母线线、相电压, 绝缘监察, 监控所用变低压测电流、电压、PT断线告警等功能。

(5) 中央信号单元。

取代中央信号屏, 本地事故音响告警, 事故记录等。

(6) 直流电源系统监控单元。

对直流充电电压、母线电压、充电电流接地故障监控及告警 (有人值班站可不用) 。

上述单元应分散安装在开关柜上, 操作清晰、维护方便, 预留三遥接口并节省建筑面积、当然也可集中组屏, 但费用加大, 而且布线麻烦, 因此一般在设计阶段应将此部分完成, 由成套厂家统一组装。

1.4.2 380V系统回路测控配置方案

(1) 低压进线回路。

由于该回路进线较大且进线段低压母线的供电, 影响较大, 故采用一台智能监控单元。现场安装在低压进线柜上, 与低压断路器构成一低压进线开关柜, 具有三段式电流保护, 其中一段为反时限过流保护、过压、欠压保护。此外可控制电容器补偿回路的主开关, 也可扩展功率因数补偿及其它功能, 带有通讯接口 (总线方式) , 可遥测、遥信、遥控, 远方/本地迢调定值、无功补偿调控。

(2) 电动机负载回路。

对于大功率电机采用一智能单元管理一条回路或两条回路, 具有电动机的保护功能:过载 (反时限) 、断向、堵转、温升、漏电、空载、低电压等保护功能、监控及其“四遥”功能。

(3) 馈线回路。

通常分为两种电流范围内200A以上和200A以下。

对于200A以上接线方案, 采用一台智能监控单元监控1回或2～3回, 保护功能选择, 一般具有“三遥”。200A以下接线方案, 智能监控单元监控4～6回馈线, 无保护功能, 具有“三遥”。当然, 有时也按负荷的重要性来进行划分。

(4) 小电流出线回路。

通常指100A以下的回路, 一般无须遥测及遥控, 因此用一台智能开关量单元监测一面低压柜所有出线的开关位置, 并位置信息上传。

2 组网方案

监控系统组网由几部分构成:主站监控系统、各变配电所监控系统 (子站系统) 。子站系统通过子站通讯总控收集、管理本站信息, 然后通过高速公路通信系统把信息上送到主站。

3 结语

高速公路电力系统运行的稳定是高速公路正常营运的重要因素, 为了解决收费站配电房采用电工值守维护管理模式效率低、成本高的问题, 利用监控装置形成完整的低压配电网信息采集系统, 是高速公路管理的重要手段, 其经济效益和社会效益是不言而喻的。本文的目的是希望各生产企业, 供电企业及高速公路管理部门紧密协作, 在实际运行中发现问题, 及时改进, 进一步完善和提高监控装置的各项功能, 统一高速公路配电监控系统的方案, 使低压配电监控装置在用电侧电能管理中切实发挥作用, 为高速公路的运营管理创造新的效益。

摘要：随着高速公路的大力发展, 人们对交通的快速性、安全性及舒适性的要求越来越高, 而进行保障的所有设备均离不开电力的供电质量和服务水平, 因此需要一套用电侧管理系统, 来保证用电的连续性和可靠性。本文主要介绍低压配电监控装置在高速公路配电用电侧电能管理中的应用、功能和其作用。

关键词：低压配电,监控装置,应用,功能,作用