电气火灾监控系统在高速公路供配电系统中的应用—安科瑞 孙斌
安科瑞 孙斌
概述
高速公路，简称高速路，是指供汽车高速行驶的公路。
近年来，我国的高速公路发展非常迅速，已形成遍布全国的高速公路网，它在对国家经济发展作出突出贡献的同时，也对高速公路管理及运营的自动化、智能化提出了严峻的考验。高速公路自动化管理系统一般由通信、收费、监控和供配电4个子系统组成，而通信、收费和监控系统稳定运行的基础是供配电系统的稳定运行。
高速公路供配电监控系统对高速公路沿线的变电站内的高低压配电设备、发电机、变压器 、UPS、EPS 、外场照明、隧道内的理地式变压器与照明 、通风及排水等机电设备进行实时分布式监控和集中管理 , 实现无人值守 , 确保高速公路安全通畅 , 提高自动化管理水平 , 降低机电设备的运行维护成本 。
高速公路供配电监控系统包括隧道变电所、服务区变电所、收费站变电所、沿线箱式变电站、互通枢纽、路灯电源、风机控制箱等区域的电力综合监控。
项目需求
针对高速公路传统维护的缺点，为了保障高速公路供配电系统的稳定运行并减少维护人员的工作量，设计了一套高速公路供配电监控系统，该系统的主要功能如下：
● 对配电房内的变压器、开关柜电气参数进行监控；
● 对配电房内的UPS、EPS电气参数进行监视，当监测到UPS和EPS的电池电压过低时，及时进行维护，避免停电后无法操作断路器；
● 对配电房内的发电机进行监控，并对发电机油箱的油位进行实时监控，避免油位过低影响发电机正常运行，以及柴油被盗后能及时发现并报警；
● 对配电房内馈线回路的漏电电流、线缆温度进行监测和异常报警；
● 对隧道的照明回路进行远程控制，对隧道的引道照明回路和加强照明回路进行手动和自动控制；
● 隧道内消防疏散通道、出口有明显的指示灯具，并可以通过不同应急预案进行紧急控制；
●根据隧道配电房内可燃气体浓度及烟雾启停排风风机；
●监测隧道配电房内部环境温湿度，烟雾、甲烷等可燃气体监测、报警及联动控制；
● 监控软件采用B/S架构，接入以上监测数据，通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警，并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。
高速公路供配电系统传统维护的缺点有以下几点：
● 巡检工作量大：由于变电所分布在几十至几百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；
● 设备发生故障后上报不及时、维修效率低；
●维护、维修状态无法实时监控，维护、维修进度无法及时督查跟踪；
● 缺乏信息化手段进行设备管理维护，导致隐患无法及时发现；
●由于缺乏统一的监管平台，机电设施运行状况无法及时、准确掌握。
●无法实现综合查询分析，提供辅助决策支持；
● 无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难；
方案设计
根据高速公路供配电监控系统要求，方案配置综合监控系统和子系统解决方案。
● 变电所电力监控子系统
● 电气火灾监控子系统
● 消防设备电源监控子系统
● 消防应急照明和疏散子系统
● 高速公路供配电运维管理云平台方案建立基于云平台的“监、控、维”的综合监控系统，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了高速公路监控系统中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。
电气火灾监控子系统
电气火灾监控系统作为火灾自动报警系统的预警子系统，由电气火灾监控主机、电气火灾监控单元、剩余电流式电气火灾探测器以及测温式电气火灾探测器组成，通过现场总线构成一套完整的预防电气火灾的监控系统，数据可集成至管廊监控系统。
管廊电气火灾监控系统以防火分区为单位设置，采集数据后上传至监控主机，实现对管廊电气安全预警。现场设置的传感器监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，异常时实时发出报警信号。
电气火灾监控子系统功能
监控报警功能
监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，报警时发出声、光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动解除。
● 故障报警功能
通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。
电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。
● 报警记录存储查询功能
当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。
● 控制输出功能
当被监测回路报警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报警解除后，控制输出继电器释放。
高速公路供配电监控云平台
高速公路监控中心主要任务为确保高速公路路的各个子系统及操控设备能正常运转，并在发生事故时能迅速反应处理，因此高速公路监控中心就是整个高速公路安全管控系统的神经中枢，通过自动化监视与侦测设备，将高速公路上任一设备的状况迅速传递收集于监控中心中，使管理人员可以随时轻易的掌握所有情况。
系统采集高速公路供电系统内各个智能设备的信息，有异常时通过短信或APP推送报警信号，并且可以派发工单，并且进行跟踪闭环处理。
平台登录
软件采用B/S架构，用浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。
平台导航
平台主页显示用户管理变配电站的概况，包括用能月报、选定的变配电站状态、变压器状态、运维中心、看板。
电力监测
电力监测包括电力数据、变压器监测、运行报表、配电图、电力及值表、运行日报、平均功率因数监视和统计页面。
用电分析
用电分析包括用能报表、同比分析、环比分析、电能集抄、计量及线路损耗。
● 用能报表
用能报表显示各回路的用能数据，包括日报、月报、年报，日报显示分时用能，月报显示分日用能，年报显示分月用能，报表可以导出。
事件记录
事件记录方便运维人员查看分析设备如断路器合分、门开门关、电流电压越限告警、烟雾报警、气体浓度越限报警、浸水报警、故障告警、短信志、平台运行日志等记录。
● 变电站状态
变电站状态包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。
● 变压器状态
变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。
● 运维中心
运维中心展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。
安全用电
安全用电包括漏电监测和线缆温度监测。
● 漏电监测
漏电监测展示选中变配电站的漏电流和线缆温度及报警状况。
● 线缆温度监测
线缆温度监测界面展示了选中变配电站的线缆温度，选中需查看的监测点，点击查询可以查看线缆温度的历史数据
运行环境
运行环境包括环境监测、视频监控、环境温湿度、仪表通讯状态、网关通信状态、视频监控、视频设备状态等。
● 环境监测
环境监测展示了变配电站内的环境状态，包括环境温湿度、水浸、烟雾、门状态等信息。
● 视频监控
视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。
● 环境温湿度
环境温湿度展示变电所内仪表记录的环境温湿度信息，并可导出为excel。
● 视频设备状态
视频设备状态展示了变电所内视频设备的在线情况。
设备控制
设备控制包括遥控定义、照明控制以及控制操作日志。
● 照明控制
照明控制可以控制灯泡的亮灭，选择“变配电站”，点击勾选要控制的设备，点击“控制”按钮，在弹出层选择设备状态，点击“确定”。
设备管理
设备管理包括设别定义、设备档案和设备报表，在设备档案中对变电所设备进行维护处理。
● 设备档案
设备档案中选择变电所，对设备定义的模板进行导入 ，有新增、修改、删除、复制等操作，对变电所设备进行维护管理。
● 设备报表
设备报表展示了各个变电所的设备状况，并根据设备档案中填写的安装时间和质保期得出建议更换时间，并在举例建议更换时间7天内提示用户更换设备。
运维管理
运维管理包括任务管理、巡检记录、缺陷记录三部分，其中任务管理可以完成任务的创建、发布、任务完成情况查询；巡检记录是巡检任务的执行情况和执行明细，缺陷记录是消缺任务创建、发布、完成状态情况查询。
● 任务管理
任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。
● 巡检记录
巡检记录显示了巡检任务的完成情况，以及巡检详情。
● 缺陷记录
缺陷记录记录了各个变电所运维巡检过程中上传的缺陷信息。
APP支持
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、及值、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。
参照标准
本方案遵循的国家标准有：
GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》
GBT 14598.300-2008《微机变压器保护装置通用技术要求》
GB/T 2887-2011《计算机场地通用规范》
GB50052-2009 《供配电系统设计规范》
GB/T 20965-2013《控制网络HBES技术规范 住宅和楼宇控制系统》
GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》
GB 14287-2014《电气火灾监控系统》
GB25506-2010 《消防控制室通用技术要求》
GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》
GB28184-2011《消防设备电源监控系统》
GB29364-2012《防火门监控器》
GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》
GB/T10736-2007《低压电动机保护器》
GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》
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