盐靖高速公路低压供配电系统智能化改造

盐靖高速公路低压供配电系统智能化改造

江苏省宁靖盐高速公路有限公司成立于2001年，负责盐靖高速公路和启阳高速公路的管理和建设。盐靖高速公路于2001-11-30通车,全线17个低压配电站,采取24h电工值守管理;2010年,随着启扬高速公路江海段建成通车,新增11个低压配电站将并入宁靖盐公司管理,为加强管理,有效控制成本,对公司低压供配电系统实施自动控制和智能化技术改造势在必行。1供配电系统构成盐靖高速公路低压供配电系统建成并于2001年投入使用,全线共有13个收费站、4个服务区,计17个低压配电站,17台备用柴油发电机组。鉴于当时技术条件的局限,所有配电站的供电主开关、备用发电机组均为手动操作和控制,市电和发电机组之间的2路电源采用双掷双投刀开关进行手动倒换。全线低压供配电系统由各收费站和服务区自行管理,每个站、区配置4名电工,负责配电站的24h值班工作,站点与站点之间互不关联,每个站点分别向公司负责。其系统图见图1,管理结构见图2。2集中监控中心的改造从公司管理需求及设备现状出发,运用自动控制和智能化技术手段,对全线所有站点的低压供配电系统和备用柴油发电机组进行智能化改造,更换原来需要在现场手动操作控制的主开关、市电油机转换开关、发电机组控制屏;加装智能测量控制装置;增加计算机和集中监控软件,实现每个站点的低压供配电系统的全自动控制和无人值守功能,并通过计算机实现全线所有站点的集中监控管理。(1)改造以后的低压供配电系统的无人职守功能改造以后的每个站点的低压供配电系统都具备了全自动无人值守的功能,在新增的计算机集中监控中心,通过专用的监控软件,可以在集中监控中心监测每个站点的电力运行参数、设备运行状态、各个站点低压配电房的环境,同时可以在集中监控中心对每个站点的低压配电开关和发电机组进行远程操作和控制,还可以利用计算机数据库对每个站点的用电量进行统计、对比和分析。改造后的低压供配电系统图见图3。(2)改造以后每个站点的低压供配电系统的结构和集中监控的功能改造后,宁靖盐全线所有站点的低压供配电系统将通过集中监控中心进行集中监控管理,见图4。监控中心即为改造后的全线所有站点低压供配电系统的集中监控中心,通过电力监控主机采集各站点低压供配电系统(站点N)内各监控设备电力参数信息等数据,以图形方式实时显示各站点的设备工作状态,对数据信息进行分析处理,并以此为依据制定相应的控制方案,然后向个站点内各监控设备发送各种数据信息或控制命令,以保证各个站点的低压供配电系统的安全可靠运行,实时对各站点进行遥测、遥信和遥控,并将监测到的数据和远程操作指令等以数据库形式存放在计算机内,以备日后查询时调用,同时形成日报表、月报表和年报表。各站点低压供配电系统(站点N)分为2个子系统,一是低压及发电机监控子系统;二是视频及环境监控子系统。低压及发电机监控子系统的设备有通信管理机、高低压测控单元、多回路监控单元、工业以太网交换机等,主要功能是将各站点内的高低压开关柜、发电机组的运行参数实时传输到集中监控中心,并接受集中监控中心发出的遥测、遥信和遥控指令。视频及环境监控子系统的设备主要有遥控摄像机、网络视频编码器、环境传感器(包括红外、烟感及温度传感器)、视频主机及数据传输通道等组成。3各站低压供配电系统功能改造(1)对每个站点的低压供配电系统的进线主开关进行改造去除原开关的失压脱扣装置,增加自动合闸触点及装置。改造后实现:(1)主开关可以本地、远程分合闸;(2)总供电回路可以远程监视电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等重要供电数据。(2)对每个站点的低压供配电系统的市电油机转换柜进行改造,将原有不能带载切换的双电源开关更换为可以带载切换的ATS自动切换开关。改造后实现:市电油机转换开关可以本地手动/自动及远程操控切换。(3)对每个站点的低压供配电系统的分路开关进行改造,在各主要分路供电回路增加电压、电流、功率的检测装置。改造后实现:(1)各重要分路可以监视电压、电流、功率等数据;(2)姜堰、梁徐分开了一级、二级负载。发电机供电时可以按照实际情况单独控制一、二级负载的供电;(3)整理各主要供电回路与非主用供电回路的电缆并进行标注。(4)对每个站点的低压供配电系统的发电机组进行改造(1)改造机房进排风系统,满足自动化无人值守机房条件;(2)增加各模拟量及开关量探头;(3)改造供油回路;(4)增加智能化控制系统,满足远程监控的要求;(5)配置带有报警接口的智能充电机;(6)单独配置一套钥匙启动系统,以备紧急所需。改造后的发电机组具备如下功能:(1)实现机组供电的完全自动化,并且可以远程控制机组;(2)配置了紧急情况的下独立钥匙启动、停机功能;(3)测量柴油发电机组的模拟量及开关量,包括发电机组的三相电压、发电输出三相电流、发电频率、输出总功率、油机转速、机油油压、冷却水水温、蓄电池电压等。同时检测机油油压开关、冷却水水温开关;(4)通过计算机对柴油发电机组进行监测与控制,能完成手动工作下的所有操作,能达到和现场面板操作一样效果。(5)其他改造(1)为每个站点的低压供配电房和油机房配置烟雾、红外及摄像监控装置;(2)增加计算机集中监控管理中心,配备相关计重管理软件和监控软件,实现低压供电系统集中监控管理。4资源配置、集中监控通过对全线各站点低压供配电系统的智能化改造,将原来的分散管理转变为集中监控管理。改造以前,宁靖盐高速公路的每个站点的低压供配电系统是采用分散管理的方法,每个站点配置了专职的值班电工,原则上采用24h值班方式,每个站点的低压供配电设备是由每个站点的专职电工负责操作、使用和维护管理,站点与站点之间互不关联,每个站点的电工只对本站点的设备负责。改造前的分散管理的缺点:(1)人力资源成本高:每个站点为了满足24h有人值班的要求,需要至少配置4名专职电工,由于电工是从事电力生产、电气制造、电气维修、建筑安装行业等工业生产体系的人员,属特种工种,专职电工按规定需要持证上岗,上岗证每2年需要年审1次,因此配置这样的技术人员,其人力资源成本较高,按分散管理的要求配置的电工数量多少直接决定了管理的成本大小。(2)零配件储备量大:由于每个站点各自管理,因此,为了满足各个站点设备的正常维护要求,需要为每个站点配备一定数量的备品备件。改造以后,全线设置一个集中监控中心,在监控中心内通过每个站点低压配电房和油机房的摄像机传输的图像监视低压配电房和油机房内的环境状态和设备状态,通过计算机发出指令远程控制每个站点内的进线主开关的分合闸、ATS的位置和油机的试运行与供电运行,通过现场加装的通信设备将每个站点的低压配电设备和发电机组的运行参数传输到集中监控中心,在集中监控中心内可以监视设备的运行参数并根据运行参数的实际状况判断设备的运行状态是否正常。改造后集中监控管理的优点:(1)通过集中监控管理可以节省现场值班电工的人数,原先的每个站点需要的24h值班方式可以改变为只需要集中监控中心一个点采用24h值班的方式,其它站点不需要;(2)降低了现场值班电工的劳动强度,现场值班电工原先需要定时查看设备并做好运行记录,集中监控以后现场查看设备的频次可以大大降低;(3)零配件的储备量可以降低,可以根据全线设备的实际情况在全线的几个站点设置备件库,而不需要在每个站点都储备备件。管理结构从原来的分散管理变为垂直管理。5集中监控中心管理人员的技