程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)是高速公路項目的重要組成部分，當(dāng)前的機(jī)電設(shè)計及運行還存在一些不足?；诖?，文章以具體工程為案例，論述了機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的特點和現(xiàn)狀，分析了在設(shè)計及應(yīng)用方面存在的問題，提出了全新的智能化高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)。通過開展實測檢驗，證明該系統(tǒng)有助于機(jī)電設(shè)備管理效率的提升，且節(jié)約維保費用，具有較高的實用價值。

關(guān)鍵詞：高速公路項目；機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)；功能設(shè)計；維修流程

0 引言

該文對高速公路機(jī)電設(shè)備管理的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計及運行方面的問題，以某工程案例為分析對象，設(shè)計出全新的智能化高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)。

1 高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備特點及現(xiàn)狀

1.1高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備特點

（1）系統(tǒng)技術(shù)集成度高：高速公路機(jī)電系統(tǒng)具有較高的集成度，交叉運用了電子、自動控制、通信、電路以及交通機(jī)械等多學(xué)科技術(shù)，從而為該系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

（2）設(shè)備分布范圍廣，涉及面較大：機(jī)電設(shè)備廣泛分布于高速公路的收費站、沿線隧道及管理場所等地，正因為分布范圍廣，才對信息傳遞的時效性、準(zhǔn)確性有很高的要求。

（3）設(shè)備故障率高，更新速度快：設(shè)計該管理系統(tǒng)，采用了多項技術(shù)，及時進(jìn)行技術(shù)的更新?lián)Q代，才能保證機(jī)電設(shè)備正常穩(wěn)定運行，為高速公路的暢通運行提供堅實的保障。

1.2高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀

近年來，高速公路通車總里程不斷攀升，配套機(jī)電設(shè)備的使用量也與日俱增，得益于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新設(shè)備也層出不窮，并得到廣泛的應(yīng)用。針對不同類型的機(jī)電設(shè)備，其維修方式也存在一定的差異，可將其劃分為如下3種模式：

（1）事后維修模式：該模式的維修難度低且成本低，但時效性較差，在判斷機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)問題后，才開始維修，無法及時維修機(jī)電設(shè)備，影響設(shè)備的正常使用。

（2）預(yù)防維修模式：該模式是通過制定例行巡檢劃，運用相關(guān)技術(shù)制定并實施有效的預(yù)防措施，避免電設(shè)備出現(xiàn)故障。其優(yōu)點在于采取預(yù)防措施，消除故障隱患，將機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的概率降到*低，其缺點是需要定期巡檢，消耗較高的人力物力。

（3）生產(chǎn)維修模式：①該模式在機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，涵蓋了預(yù)防、事后維修模式，同時還對維修模式進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，在機(jī)電設(shè)備的設(shè)計階段，就已將其穩(wěn)定性內(nèi)容綜合考慮在內(nèi)，立足于常規(guī)保養(yǎng)，實現(xiàn)統(tǒng)籌維修，兼具各種維修模式的優(yōu)點。②機(jī)電設(shè)備的管理具有一定的周期，可據(jù)此將設(shè)備生產(chǎn)維修劃為設(shè)置階段和維持階段，前一階段的主要內(nèi)容側(cè)重于設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計以及交付運行方面的內(nèi)容，主要是在施工環(huán)節(jié)的主要性能實現(xiàn)，后一階段的內(nèi)容包含設(shè)備交付后的使用、運維以及報廢等內(nèi)容，主要是在使用環(huán)節(jié)開展維保工作。

2 高速公路機(jī)電設(shè)備存在的問題

高速公路機(jī)電設(shè)備管理主要有日常維護(hù)、定期巡檢、問題排查以及系統(tǒng)升級等，管理內(nèi)容較多，且具有較高的難度。機(jī)電設(shè)備管理方面，因為維修規(guī)范制度內(nèi)容不合理、專業(yè)度較低等問題，導(dǎo)致設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)不一致、內(nèi)容不規(guī)范，管理手段不全面，各類機(jī)電設(shè)備不能發(fā)揮*大效率。

（1）機(jī)電設(shè)備管理具有較高的專業(yè)度，各類網(wǎng)絡(luò)、電力、自動化及通信設(shè)備屬于其管理范圍，設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，要提升工作效果，配備具有一定專業(yè)技能的工作人員?，F(xiàn)階段，還未建立起科學(xué)完整的機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)，管理工作水平較低，工作人員專業(yè)技能參差不齊，且人員配備不足，嚴(yán)重影響公路機(jī)電設(shè)備的正常維修保養(yǎng)。為解決上述問題，要求規(guī)范維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，組建專業(yè)的人員隊伍，配備充足的人員數(shù)量。此外，因為公路機(jī)電設(shè)備使用量越來越多，道路汽車通行量快速增加，需要進(jìn)行大規(guī)模的系統(tǒng)升級，但機(jī)電系統(tǒng)擴(kuò)容、技術(shù)升級等方面，缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。公路機(jī)電設(shè)備投入使用幾年后，其設(shè)計能力就已無法滿足現(xiàn)實需求，開展系統(tǒng)擴(kuò)容與升級

（2）設(shè)備管理系統(tǒng)的智能化、信息化程度較低，由于未搭建完備的數(shù)據(jù)庫，設(shè)備入庫信息不完整，無法有效管控各類數(shù)據(jù)信息，信息資源的價值不能充分體現(xiàn)出來。

（3）機(jī)電設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，自動檢測系統(tǒng)有時未開啟，致使無法準(zhǔn)確及時檢測公路交通狀況，安全隱患較大，予以解決。

（4）未實現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的全生命周期過程管理，因為沒有運用現(xiàn)代化信息技術(shù)，無法快速獲取機(jī)電設(shè)備的使用年限、故障頻次及維修時間等內(nèi)容信息。

（5）還未共享各類資源，不能形成合力。采購使用的機(jī)電設(shè)備不同，需要采用不同的維修技術(shù)，按路段劃分機(jī)電設(shè)備維修任務(wù)，工作人員有各自分工，只負(fù)責(zé)維修某段公路的機(jī)電設(shè)備。維修技術(shù)及資源不能交流共享，嚴(yán)重影響到設(shè)備維修工作的質(zhì)量。

3 智能化高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的提出

現(xiàn)階段，高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)主要有收費、通信、監(jiān)控及供電系統(tǒng)構(gòu)成，各個系統(tǒng)發(fā)揮著各自作用，服務(wù)于高速公路的正常通行。該文以某高速公路為研究對象，設(shè)計出高速公路機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)，公路總里程為3.452km，設(shè)置有238個收費站，78對高速服務(wù)區(qū)，沿線共有15座隧道，配套安裝有十萬多套機(jī)電設(shè)備。結(jié)合該路段的實際情況，制定科學(xué)的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)管理維護(hù)模式，主要為自行維護(hù)，輔以專業(yè)維護(hù)。

3.1設(shè)備管理系統(tǒng)的總設(shè)計

使用B/S架構(gòu)開發(fā)設(shè)備管理軟件系統(tǒng)，用戶無需下載安裝客戶端，可隨時隨地使用，不存在任何限制，服務(wù)區(qū)的負(fù)載可得到極大緩解?；贐/S架構(gòu)的應(yīng)用，設(shè)計三層架構(gòu)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型，劃分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層及數(shù)據(jù)訪問層，機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計過程中，實現(xiàn)與移動端的交互使用，系統(tǒng)架構(gòu)共由三部分組成：①前端的功能頁面系統(tǒng)功能可以用戶實現(xiàn)良好的交互作用。②后臺服務(wù)端邏輯，可查詢后臺數(shù)據(jù)邏輯，并根據(jù)實際需要作出修改。③手機(jī)移動App，便于用戶使用該系統(tǒng)。

3.2設(shè)備系統(tǒng)的功能模式設(shè)計

該系統(tǒng)的主要功能為設(shè)備維修管理、倉管、維保管理、數(shù)據(jù)管理、車輛管理以及系統(tǒng)設(shè)置管理等。

4 智能化高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的實測

通過具體分析該系統(tǒng)的維護(hù)管理功能模塊可知，在設(shè)備操作者遇到設(shè)備故障問題時管理系統(tǒng)會及時將故障信息傳送至設(shè)備維修人員，后者在管理系統(tǒng)頁面填寫保修單提交資料后，開展機(jī)電設(shè)備維修工作。

設(shè)備管理系統(tǒng)的維修模塊中，設(shè)計有各種功能表單，用于設(shè)備故障報修、派修、維修以及費用核算等，具體流程維修流程如下：

（1）設(shè)備出現(xiàn)故障后，需要在管理系統(tǒng)中報修，填報故障出現(xiàn)時間、故障表現(xiàn)及所處位置等信息。

（2）錄入完信息后，會向工作人員出具派修單，接收到后開始維修工作，并將維修信息填在維修單上，主要內(nèi)容為維修時間、采用的方式、工作結(jié)果及完工時間等。

（3）系統(tǒng)接收到工作人員填報的維修單后，會審核其內(nèi)容結(jié)果，而且有專人對維修工作進(jìn)行全過程監(jiān)督，并對維修結(jié)果進(jìn)行檢查，評價維修工作成效。

（4）機(jī)電設(shè)備維修工作結(jié)束后，期間產(chǎn)生的各項費用，系統(tǒng)會做統(tǒng)一的核算確認(rèn)，核定之后，各項費用明細(xì)及類別會在管理系統(tǒng)中顯示，同時工作人員的工作成果、工作態(tài)度評價信息也能在管理系統(tǒng)中查詢。

通過開展設(shè)備管理系統(tǒng)實測可知，運用該系統(tǒng)，一方面能快速排查機(jī)電設(shè)備的故障問題，做好故障隱患預(yù)防，減少出現(xiàn)的概率。另一方面當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題后，能快速響應(yīng)并實施維修，設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率得到明顯提升，確保高速公路安全暢通。此外，還可準(zhǔn)確監(jiān)控設(shè)備修的費用支出，提高維修費用的實效，杜絕額外開支。

5 高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)

5.1概述

近年來，我國的高速公路發(fā)展非常迅速，已形成遍布全國的高速公路網(wǎng)，它在對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的同時，也對高速公路管理及運營的自動化、智能化提出了嚴(yán)峻的考驗。高速公路自動化管理系統(tǒng)一般由通信、收費、監(jiān)控和供配電4個子系統(tǒng)組成，而通信、收費和監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)是供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)對高速公路沿線的變電站內(nèi)的高低壓配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器、UPS、EPS、外場照明、隧道內(nèi)的理地式變壓器與照明、通風(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實時分布式監(jiān)控和集中管理,實現(xiàn)無人值守,確保高速公路安全暢通,提高自動化管理水平,降低機(jī)電設(shè)備的運行維護(hù)成本。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道變電所、服務(wù)區(qū)變電所、收費站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風(fēng)機(jī)控制箱等區(qū)域的電力綜合監(jiān)控。

圖1高速公路監(jiān)控對象

5.2項目需求

高速公路供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)維護(hù)的缺點有以下幾點：

1、巡檢工作量大：由于變電所分布在幾十至幾百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；

2、設(shè)備發(fā)生故障后上報不及時、維修效率低；

3、維護(hù)、維修狀態(tài)無法實時監(jiān)控，維護(hù)、維修進(jìn)度無法及時督查跟蹤；

4、缺乏信息化手段進(jìn)行設(shè)備管理維護(hù)，導(dǎo)致隱患無法及時發(fā)現(xiàn)；

5、由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管平臺，機(jī)電設(shè)施運行狀況無法及時、全面、準(zhǔn)確掌握。

6、無法實現(xiàn)綜合查詢分析，提供輔助決策支持；

7、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難；

針對高速公路傳統(tǒng)維護(hù)的缺點，為了保障高速公路供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行并減少維護(hù)人員的工作量，設(shè)計了一套高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能如下：

1、對配電房內(nèi)的變壓器、開關(guān)柜電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；

2、對配電房內(nèi)的UPS、EPS電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)監(jiān)測到UPS和EPS的電池電壓過低時，及時進(jìn)行維護(hù)，避免停電后無法操作斷路器；

3、對配電房內(nèi)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并對發(fā)電機(jī)油箱的油位進(jìn)行實時監(jiān)控，避免油位過低影響發(fā)電機(jī)正常運行，以及柴油被盜后能及時發(fā)現(xiàn)并報警；

4、對配電房內(nèi)饋線回路的漏電電流、線纜溫度進(jìn)行監(jiān)測和異常報警；

5、對隧道的照明回路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對隧道的引道照明回路和加強(qiáng)照明回路進(jìn)行手動和自動控制；

6、隧道內(nèi)消防疏散通道、出口有明顯的指示燈具，并可以通過不同應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行緊急控制；

8、根據(jù)隧道配電房內(nèi)可燃?xì)怏w濃度及煙霧啟停排風(fēng)風(fēng)機(jī)；

9、監(jiān)測隧道配電房內(nèi)部環(huán)境溫濕度，煙霧、甲烷等可燃?xì)怏w監(jiān)測、報警及聯(lián)動控制；

10、監(jiān)控軟件采用B/S架構(gòu)，全面接入以上監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過瀏覽器、手機(jī)APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測和異常報警，并可通過系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務(wù)。

5.3參照標(biāo)準(zhǔn)

5.4方案設(shè)計

5.5.2電力監(jiān)控子系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

詳細(xì)電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。

運行報表

查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等.

實時報警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護(hù)動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時語音報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

歷史事件查詢

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

電能統(tǒng)計報表

電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。

用戶權(quán)限管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

遙控操作

電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點擊相應(yīng)的斷路器遙信點調(diào)出遙控操作界面，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

5.5.3電能質(zhì)量治理

ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

產(chǎn)品特點：

補(bǔ)償方式靈活：既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無功，可對2-51次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；

可治理三相不平衡；

線性補(bǔ)償，響應(yīng)時間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過PC機(jī)實時監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

ANSVG靜止無功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANSVG整機(jī)主要是由ANSVG模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補(bǔ)償，整機(jī)通過一個7寸觸摸屏實現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANSVG模塊進(jìn)行通信。

功能特點：

IMG_256補(bǔ)償方式靈活：補(bǔ)償負(fù)載無功，濾除5、7、9、11、13次

以內(nèi)的諧波；

可治理三相不平衡；

線性補(bǔ)償，響應(yīng)時間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過PC機(jī)實時監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

5.6電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng)，由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控單元、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器以及測溫式電氣火災(zāi)探測器組成，通過現(xiàn)場總線構(gòu)成一套完整的預(yù)防電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成至高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。

高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以防火分區(qū)為單位設(shè)置，采集數(shù)據(jù)后上傳至監(jiān)控主機(jī)，實現(xiàn)對高速公路電氣安全預(yù)警?，F(xiàn)場設(shè)置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發(fā)出報警信號。

5.6.1電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

故障報警功能

通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

電源故障報警

當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

報警記錄存儲查詢功能

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

5.7消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)

高速公路電力電纜、燃?xì)夤芫€比較多，火災(zāi)風(fēng)險高，消防設(shè)備比較多，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備可以正常投入使用。

消防設(shè)備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以高速公路防火分區(qū)設(shè)置區(qū)域分機(jī)采集消防設(shè)備電源狀態(tài)，區(qū)域分機(jī)通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實現(xiàn)對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。a702bc78

5.7.1消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

5.7.2消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能

5.8消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

高速公路的隧道距離比較長，空間狹小，200米設(shè)置一個防火分區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具指引快速疏散。

每個防火分區(qū)燈具數(shù)量較少，但是距離比較長，在每個防火分區(qū)設(shè)置小功率集中電源，通過光纖和控制器通訊，由于高速公路特殊環(huán)境，燈具需要具備IP65以上防護(hù)等級。

5.8.1消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)備選型

5.8.2消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)功能

消防聯(lián)動

本系統(tǒng)與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)無縫對接，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，第一時間得到火災(zāi)信息，系統(tǒng)自動生成逃生路線。同時也可以通過自動和手動兩種方式進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。

故障報警

本系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的設(shè)備和燈具相互連接起來，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備及燈具發(fā)生短路、斷路等故障時，控制器能發(fā)出故障報警信號，指示故障報警地點并保存故障報警信息，*大限度地保障了電氣安全的可靠性。

系統(tǒng)監(jiān)控

控制器可對系統(tǒng)內(nèi)部的所有組件工作狀態(tài)進(jìn)行24小時監(jiān)控，實時檢測其工作狀態(tài)是否正常，包括集中電源、分配電裝置、燈具，火災(zāi)報警時，能迅速發(fā)出指令，控制燈具的顯示狀態(tài)。

系統(tǒng)自檢

自動檢查控制器中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭、打印機(jī)是否正常。自檢功能分為常規(guī)自檢、月檢和年檢，定期檢查電路故障，消除安全隱患。常規(guī)自檢方式為所有指示燈閃亮、顯示器、音響器件發(fā)聲；月檢方式為上電24H后，每隔30天應(yīng)急工作30~180秒；年檢方式為每年應(yīng)急工作時間不少于30min。

記錄查詢

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生應(yīng)急啟動、故障等事件時，控制器能自動記錄事件類型，事件發(fā)生時間，事件發(fā)生區(qū)域以及事件的詳細(xì)信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶刂破髂艽鎯κ录涗洺^10000條。

導(dǎo)光流

控制器可通過軟件界面設(shè)置燈具順序閃亮的頻率，2～32Hz可設(shè)。

6 高速公路供配電監(jiān)控云平臺

高速公路監(jiān)控中心中，使管理人員可以隨時輕易的掌握所有情況。 

系統(tǒng)采集高速公路供電系統(tǒng)內(nèi)各個智能設(shè)備的信息，有異常時通過短信或APP推送報警信號，并且可以派發(fā)工單，并且進(jìn)行跟蹤閉環(huán)處理。

6.1.平臺登錄

軟件采用B/S架構(gòu)，用瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

6.2.平臺導(dǎo)航

平臺主頁顯示用戶管理變配電站的概況，包括用能月報、選定的變配電站狀態(tài)、變壓器狀態(tài)、運維中心、看板。

變電站狀態(tài)

變電站狀態(tài)包括概況、運行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運維中心

運維中心展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

6.3.電力監(jiān)測

電力監(jiān)測包括電力數(shù)據(jù)、變壓器監(jiān)測、運行報表、配電圖、電力極值表、運行日報、平均功率因數(shù)監(jiān)視和統(tǒng)計頁面。

6.4.用電分析

用電分析包括用能報表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計量及線路損耗。

用能報表

用能報表顯示各回路的用能數(shù)據(jù)，包括日報、月報、年報，日報顯示分時用能，月報顯示分日用能，年報顯示分月用能，報表可以導(dǎo)出。

6.5.事件記錄

事件記錄方便運維人員查看分析設(shè)備如斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、煙霧報警、氣體濃度越限報警、浸水報警、故障告警、短信志、平臺運行日志等記錄。

6.6.安全用電

安全用電包括漏電監(jiān)測和線纜溫度監(jiān)測。

漏電監(jiān)測

漏電監(jiān)測展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報警狀況。

線纜溫度監(jiān)測

線纜溫度監(jiān)測界面展示了選中變配電站的線纜溫度，選中需查看的監(jiān)測點，點擊查詢可以查看線纜溫度的歷史數(shù)據(jù)

6.7.運行環(huán)境

運行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)、視頻監(jiān)控、視頻設(shè)備狀態(tài)等。

環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測展示了變配電站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，包括環(huán)境溫濕度、水浸、煙霧、門狀態(tài)等信息。

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

環(huán)境溫濕度

環(huán)境溫濕度展示變電所內(nèi)儀表記錄的環(huán)境溫濕度信息，并可導(dǎo)出為excel。

視頻設(shè)備狀態(tài)

視頻設(shè)備狀態(tài)展示了變電所內(nèi)視頻設(shè)備的在線情況。

6.8.設(shè)備控制

設(shè)備控制包括遙控定義、照明控制以及控制操作日志。

照明控制

照明控制可以控制燈泡的亮滅，選擇“變配電站”，點擊勾選要控制的設(shè)備，點擊“控制”按鈕，在彈出層選擇設(shè)備狀態(tài)，點擊“確定”。

6.9.設(shè)備管理

設(shè)備管理包括設(shè)別定義、設(shè)備檔案和設(shè)備報表，在設(shè)備檔案中對變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)處理。

設(shè)備檔案

設(shè)備檔案中選擇變電所，對設(shè)備定義的模板進(jìn)行導(dǎo)入，有新增、修改、刪除、復(fù)制等操作，對變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。/

設(shè)備報表

設(shè)備報表展示了各個變電所的設(shè)備狀況，并根據(jù)設(shè)備檔案中填寫的安裝時間和質(zhì)保期得出建議更換時間，并在舉例建議更換時間7天內(nèi)提示用戶更換設(shè)備。

6.10.運維管理

運維管理包括任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務(wù)管理可以完成任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、任務(wù)完成情況查詢；巡檢記錄是巡檢任務(wù)的執(zhí)行情況和執(zhí)行明細(xì)，缺陷記錄是消缺任務(wù)創(chuàng)建、發(fā)布、完成狀態(tài)情況查詢。

任務(wù)管理

任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

巡檢記錄

巡檢記錄顯示了巡檢任務(wù)的完成情況，以及巡檢詳情。

缺陷記錄

缺陷記錄記錄了各個變電所運維巡檢過程中上傳的缺陷信息。

6.11.APP支持

電力運維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、極值、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

7售后承諾和質(zhì)量保證

7.1維護(hù)服務(wù)

我公司的技術(shù)人員將負(fù)責(zé)系統(tǒng)工程的安裝、調(diào)試及優(yōu)化等工作，提供全面、及時的培訓(xùn)、維護(hù)、咨詢服務(wù)，并配合用戶管理系統(tǒng)的運行。

在整個系統(tǒng)運行期內(nèi)，系統(tǒng)所有故障問題的檢測和恢復(fù)均由我公司負(fù)責(zé)，并作現(xiàn)場測試和恢復(fù)。在故障問題發(fā)生時，我公司將及時派出富有經(jīng)驗的工程師（或工程師小組），利用有關(guān)工具和測試設(shè)備，檢測問題所在，并及時提出解決方案。具體地說，我們公司將成立專項服務(wù)小組，由技術(shù)部工程師負(fù)責(zé)該項目所涉及人員的技術(shù)培訓(xùn)及解決日常出現(xiàn)的一些問題我公司將免費接受用戶的電話技術(shù)咨詢和書函技術(shù)咨詢，幫助用戶解決在應(yīng)用過程中遇到的各種技術(shù)問題。

技術(shù)支持熱線電話：800-820-6632

對于非設(shè)備性故障或一般性故障以及電話技術(shù)咨詢，我公司保證在1小時內(nèi)給予回應(yīng)，必要時派專業(yè)技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場處理故障。

對于設(shè)備性故障，一方面在系統(tǒng)設(shè)計時，我們盡量避免單點故障，另一方面我們將利用我們公司的零備件應(yīng)急供應(yīng)體系，及時排除故障，保證不影響系統(tǒng)的正常運行。

7.2維修服務(wù)

系統(tǒng)自驗收合格之日起，免費保修三年，終身維護(hù)。系統(tǒng)常規(guī)軟件維護(hù)。

在質(zhì)保期間發(fā)生問題，我方會在收到通知后及時響應(yīng)，24小時內(nèi)派合格的技術(shù)人員并攜帶工具無條件到現(xiàn)場作技術(shù)服務(wù)，除非該問題可以通過通訊解決。

在質(zhì)保期內(nèi)，如因我方責(zé)任需要調(diào)換或修理合同設(shè)備，并由此引起合同設(shè)備停機(jī)時，則有關(guān)合同設(shè)備的質(zhì)保期按實際停機(jī)時間相應(yīng)延長。重新修理或更換后的合同設(shè)備部件的質(zhì)保期為修理和更換完畢并經(jīng)雙方確認(rèn)相應(yīng)延長，但不能少于規(guī)定的一年質(zhì)保期。

在質(zhì)保期滿后30天內(nèi)，買方因在質(zhì)保期內(nèi)發(fā)現(xiàn)合同設(shè)備有缺陷而出具的索賠證明仍然有效。

免費維修期內(nèi)人為或自然災(zāi)害引起的故障或損壞，僅收取維修成本費。

免費維修期以外的維修服務(wù)僅收取維修成本費。

7.3更新改進(jìn)服務(wù)

本公司產(chǎn)品設(shè)計更新提高或軟件版本升級，我司將即時通知和協(xié)助需方進(jìn)行已運行系統(tǒng)的改進(jìn)提高，并無償提供軟件新版本，使用戶的系統(tǒng)處于*先進(jìn)的水平和*完善的狀態(tài)。

用戶對系統(tǒng)改制、擴(kuò)容、拆點等不同要求，公司將及時、準(zhǔn)確地予以滿足。

7.4質(zhì)量保證

我公司通過了ISO9001認(rèn)證。公司各項與質(zhì)量有關(guān)的活動均嚴(yán)格按ISO9001:2008的要求開展。

公司從產(chǎn)品的整個過程對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制。對訂貨合同，公司組織相關(guān)人員進(jìn)行認(rèn)真評審，并及時將評審結(jié)果傳達(dá)給相關(guān)人員，以確保產(chǎn)品能充分滿足顧客的要求。

在產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)過程中，開發(fā)人員根據(jù)顧客的要求，相關(guān)的國際、國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)法律和法規(guī)編制開發(fā)計劃。

在設(shè)計和開發(fā)的過程中，分階段的進(jìn)行設(shè)計評審和設(shè)計驗證，設(shè)計完成后，選擇能代表顧客的單位進(jìn)行確認(rèn)，確保公司的設(shè)計能滿足顧客的要求。

在原材料的采購方面，本公司事先對供應(yīng)商進(jìn)行調(diào)查，確信他們的質(zhì)量保證能力后才會實施采購。

在生產(chǎn)安裝和加工的過程中，本公司制訂了完善的工藝指導(dǎo)書，并在管理人員的監(jiān)督下由生產(chǎn)人員實施操作，以保證產(chǎn)品的均一性及質(zhì)量的穩(wěn)定性。

在檢驗和試驗的過程中，首先由質(zhì)管部和開發(fā)部一起按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂檢驗標(biāo)準(zhǔn)和檢驗作業(yè)指導(dǎo)書，并指導(dǎo)檢驗人員嚴(yán)格執(zhí)行。本公司的檢驗和試驗設(shè)備先進(jìn)、齊全，且都經(jīng)過相關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門的校驗，確認(rèn)合格后方可使用。檢驗中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品不合格會及時反饋給責(zé)任部門，追查不合格原因，并限期整改。

本公司有完善的培訓(xùn)制度，員工上崗前按規(guī)定接受培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可上崗，保證每個崗位上均有一批訓(xùn)練有素的骨干人員，為產(chǎn)品的質(zhì)量合格提供了強(qiáng)有力的保障。

我方保證貨物是全新、未使用過的，是用工藝和*佳材料制造而成的并符合合同規(guī)定的質(zhì)量、技術(shù)規(guī)范和性能的要求。我方保證所提供的貨物經(jīng)正確安裝、正常運轉(zhuǎn)和保養(yǎng)在其使用壽命期內(nèi)應(yīng)具有滿意的性能。在貨物質(zhì)量保證期之內(nèi)，我方對由于設(shè)計、工藝或材料的缺陷而發(fā)生的任何不足或故障負(fù)責(zé)。

7.5典型案例

7.5.1荔浦至玉林段高速公路配電工程

荔玉高速公路是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱六橫三支線”布局中“縱二”荔浦至鐵山港高速公路的組成部分，也是國家高速公路網(wǎng)G59廣西境段重要組成部分。項目建成后，將成為桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市*便捷的高速公路通道，對于加快區(qū)域一體化步伐、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要意義。荔玉高速公路全長261.7公里，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道，工程內(nèi)容包括：橋梁198座，隧道14座，涵洞、通道1759道，互通式立交20處，服務(wù)區(qū)5對。

本次針對荔浦至玉林高速公路配電工程項目中不同保護(hù)對象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜配置AM5-F線路保護(hù)裝置，共22只；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護(hù)裝置，共22只。0,4KV配電房，配置了PZ96L系列的多功能儀表800只；本工程10kV配電工程共有16個隧道變電所，為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對荔浦至玉林高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀、水泵運行狀態(tài)和水位、風(fēng)機(jī)軟啟動器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。

7.5.2廣西崇左至水口高速電力監(jiān)控系統(tǒng)

廣西崇左到水口高速全線全長94.053公里，設(shè)置橋梁27座，隧道2座（其中特長隧道1座），互通式立交6處，服務(wù)區(qū)2處，停車區(qū)1處，管理分中心。

本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的綜保、微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀采用屏蔽雙絞線連接至各配電房的通訊管理機(jī)，各配電房的通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至高速公路局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。

8結(jié)論

綜上所述，高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)為道路安全、通暢運行提供了有力的保障，系統(tǒng)的管理及維護(hù)具有全面性，要提高管理效率與設(shè)備維修效果，設(shè)計一套完整的管理及維護(hù)機(jī)制，以提升機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的專業(yè)性和規(guī)范性，為高速公路安全、通暢、快速運行奠定堅實的基礎(chǔ)。該文介紹了機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備管理的特點及現(xiàn)狀，分析了在設(shè)計及應(yīng)用方面存在的問題，并結(jié)合具體工程案例，提出了全新的智能化高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)。通過開展實測分析，證明該系統(tǒng)有助于機(jī)電設(shè)備管理效率的提升，且節(jié)約維保費用明顯，可廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2023.01版

作者簡介

程瑜，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，銷售工程師，主要負(fù)責(zé)高速公路管控系統(tǒng)的應(yīng)用研究。手機(jī)：187  0 2  112087（微信同號）