浅析高速公路收费站供配电系统的电力监控与UPS供电.docx

浅析高速公路收费站供配电系统的电力监控与UPS供电彭代亮福建省高速公路信息科技有限公司，福建 福州350000摘要：本文首先对我国高速公路的收费站供配电系统的传统、现状以及其特点进行了简单的分析，然后对收费站配电房供配电系统进行了电力监控、UPS供电方式的整合升级进行探讨分析，促进收费站供配电系统的稳定工作，强调了供配电系统在高速收费运营中的重要性，能够安全、可靠、顺利的为高速公路通行保驾护航。关键字：高速公路；供配电系统；电力监控；UPS供电系统1、前言 我国高速公路随着经济的不断发展里程也在不断的增多，在交通运输业中占据越来越重要的地位，而机电工程是充分发挥高速公路经济效益、保障人车安全必不可少的配套设施，是高速公路现代化的重要标志，其中收费站供配电系统是高速公路收费运营的供电保障，其重要性不言而喻。2、 高速公路收费站供配电系统的简单介绍目前高速公路收费站供配电系统主要涉及到收费站配电房、收费站机房、收费道口等三个主要场所。收费站配电房端普遍采用两路电源供电，一路是供电部门所提供的10KV高压进线，由各站通过所设的变电室配电后进行供电，以此作为主供电源，另一路为柴油发电机组为三大系统供电，作为备用电源。当市电正常供电时，市电供电断路器为合状态，同时柴油发电机不启动；当市电供电异常时，柴油发电机通过双电源切换开关进行切换后进行发电；当市电再恢复时，柴油发电机控制柜接到信号后双电源自动切换至市电状态，同时柴油发电机空转至停机。配电房端根据负载进行单回路设置，即每个抽屉柜供一路电，如收费供电、监控用电、照明用电、办公用电、宿舍食堂生活用电等。收费站机房的供配电系统主要体现在收费系统不间断电源UPS的供电、通信系统和监控系统的供电。顾名思义，UPS确保了收费监控等用电安全及不间断供电。收费道口的供配电主要是通过道口广场配电柜对每个车道进行供电输送，分市电和UPS供电，市电主要提供空调供电及照明用电，UPS供电主要是对收费道口的机电设备进行不间断供电，确保了每个车道机电设备的正常运行。3、关于高速公路收费站供配电系统的电力监控系统升级3.1电力监控系统介绍近两年来,随着技术的不断发展,对一些重要的供配电系统(如特大桥,隧道的供配电系统)采用了电力监控设施。电力监控的基本功能在于保证电网安全经济运行,使管理人员对电网的有功、无功功率及某些节点进行监测、控制,对电网各元件的负荷情况加以了解,对不正常情况的发展趋势作出判断与控制。以计算机为中心的电力监控系统将检测到的信息通过远程通信实时传送到信息中心,中心计算机将收集到的信息进行加工处理,把精确完整的参数存入数据库。当参数超出正常范围时,在相应变电站和信息中心同时提供声光报警信号,信息中心自动显示报警原因和事故状态。管理人员将根据具体情况发出控制指令,经通道传输到各被控设备的控制器进行实时控制。3.2收费站电力监控系统现状目前高速公路收费站配电房供配电系统一般建成之后很少进行升级改造，这样就造成很多之前建设的收费站供配电系统几乎没有进行相关设备运行参数的电力监控。而目前站级机房大部分都是无人值守，这样一旦系统停电，双电源切换开关不能正常工作时，会出现人工不能及时发现和恢复供电系统，对收费站运营存在很大的安全隐患。3.3收费站电力监控的完善新建工程的收费站、服务区的三大系统，在预算充足的情况下，为了后期运营管理的便捷、准确、可靠，应该要匹配相应的供配电系统的电力监控系统。而作为已建成的收费站，我们有必要对原有设备进行升级，部分二次线路进行改造，对进线柜、变压器、双电源切换开关、柴油发电机、出线柜、抽屉柜等相关供配电系统的运行参数进行捕捉，把通讯管理机接入到监控网，同时在有人值守的机房内完善电力监控系统。（如果已有隧道、特大桥等电力监控软件，则只用接入到原系统）完成升级后，通过电力监控软件，我们能实现集中管理几个收费站的供配电系统，能及时了解相关设备的运行情况，比如市电/柴油发电机供电模式、柴发的油量、抽屉柜的开闭、三相电平衡情况、负载电流大小、负载使用情况等，同时当供配电系统中的设备的不正常运行时会有报警提醒，及时通知相关技术人员到现场处理，这样有利于提高供配电系统的可靠性，同时确保了收费运营的供电保障。4、 关于高速公路收费站供配电系统的UPS供电系统升级4.1 UPS供电系统介绍为确保用电的可靠性和电能质量,一般高速公路收费站采用UPS系统。UPS不间断供电系统是一套将交流市电变为直流电的整流/充电装置和一套把直流电再转变为交流电的PWM逆变器。市电停电后,电池组立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压供电的连续性，当市电发生故障时,UPS在柴油发电机完全起动前取代市电,继续向负载设备供电，当柴油发电机启动到有正常电压输出时，UPS由恢复成市电供电模式，当UPS发生故障时,UPS将自动切换成旁路模式并告警。另外,交流电网严重干扰常常会造成计算机的计算错误和数据丢失,采用UPS后输出的正弦波能保持良好的波形而且不带干扰。所有列为一级负荷的设施包括收费站操作台计算机系统、收费稽查系统、收费站的收费设备、监控设备和通信设备均由UPS供电。由于UPS的高可靠性,加上在接UPS之前一般会先连接稳压器,设计时以经济性为原则,不再考虑采用两台UPS一主一备的方案。当市电电源发生停电问题时,UPS的供电电源将自动转接至紧急发电机供电系统,以确保一级负荷电源的不间断。4.2收费站UPS供电现状目前高速公路收费站一般采用在站机房安装两套UPS供电系统，给操作台计算机系统、收费稽查、通信系统以及车道出入口奇偶车道分开供电。这样有利于车道设备的稳定运行，不会因为其中一台UPS或线路故障造成收费车道大面积瘫痪，进而影响通行。一般电池容量根据负载大小，设计能持续2-4小时的临时不间断供电.4.3收费站UPS供电方案的完善升级在目前机房端两套UPS供电系统使用下，如果单个UPS主机、电池或线路故障时，还是能造成奇数或偶数车道的全部瘫痪，给收费站运营带来很大的影响。故在原有机房端UPS供电系统保持不变的情况下，每个出入口车道单独再配备功率较小的如2KW的UPS，这样一旦出现奇或偶单路供电故障时，每个车道还能正常取卡、收费、通过ETC，从而技术人员有足够时间去处理故障，保障了收费车道的无故障通行。每个车道供电既独立又统一，能大大的减少收费车道因为供配电系统问题造成的大面积瘫痪的概率。5、总结高速公路机电系统涉及的面比较广，随着社会的发展，不光要做好已通车高速供配电系统的升级完善，对三大系统的创新和智能化要