1.概述
　　西部大通道包(頭)北(海)線陜西境黃陵至延安高速公路，全線監(jiān)控系統(tǒng)含隧道22座(單洞)，其中在道南、漢寨、四號(hào)溝、山神廟、新窯溝設(shè)五處隧道管理站。本文以新窯溝隧道管理站為例介紹黃延告訴隧道配電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

　　黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)由設(shè)于新窯溝管理站和延安的控制中心的調(diào)度端、監(jiān)控終端及通信網(wǎng)絡(luò)組成。山狼岔隧道10／0，4kV兩個(gè)箱式變電站、新窯溝隧道兩個(gè)10／0.4kV箱式變電站、棗園隧道三個(gè)10／0.4kV箱式變電站等監(jiān)控終端均納入黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)。10／0.4kV箱式變電站設(shè)電力監(jiān)控終端，對(duì)高壓環(huán)網(wǎng)進(jìn)線單元、變壓器、低壓回路等進(jìn)行測(cè)控。

　　1.1　系統(tǒng)構(gòu)成
　　黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)總體上滿足了供電系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的需求，即提高了供電質(zhì)量；同時(shí)又注重了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的利用率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源開(kāi)放、信息共享，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)管理的潛能。結(jié)構(gòu)劃分四個(gè)部分(也稱四個(gè)層次)。

第一層，以局域網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)的主系統(tǒng)，包括信息服務(wù)器、數(shù)據(jù)樞紐機(jī)、中心監(jiān)控站、工作站、交換機(jī)和其他數(shù)據(jù)表現(xiàn)設(shè)備，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的檢測(cè)處理、實(shí)時(shí)信息發(fā)布以及對(duì)設(shè)備的運(yùn)行控制；

第二層，主系統(tǒng)到監(jiān)控設(shè)備(RTU)以及監(jiān)控設(shè)備到主系統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)通道，稱為數(shù)據(jù)傳輸信道。數(shù)據(jù)傳輸信道可支持多種形式，如無(wú)線、有線、載波、微波、光纜、GPRS網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)等。出于控制的需要和用戶現(xiàn)實(shí)情況的考慮，數(shù)據(jù)傳輸信道通常滿足實(shí)用性、穩(wěn)定性、安全性、可實(shí)施性；

第三層，供電所現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備(RTU)，完成數(shù)據(jù)采集(包括狀態(tài)量、模擬量和數(shù)字量等)、供電線路的分閘、合閘控制以及有載調(diào)壓的控制。供電線路的分、合控制執(zhí)行來(lái)自主系統(tǒng)的操作命令；有載調(diào)壓的控制則是在一定控制要求下完成對(duì)輸出電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)；

第四層，數(shù)據(jù)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)于電力控制系統(tǒng)一般采用高精度交流采樣設(shè)備(CT、PT)和算法完成對(duì)電流、電壓、有功、無(wú)功、周波以及力率的采集；執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，完成控制動(dòng)作。

　　1.2　傳輸構(gòu)成
　　黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心局域網(wǎng)由冗余交換以太網(wǎng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)傳輸率不低于100M，采用TCP／IP協(xié)議和c／s結(jié)構(gòu)。SCADA系統(tǒng)設(shè)置冗余的系統(tǒng)服務(wù)器支持全系統(tǒng)工作。設(shè)置電力調(diào)度總站(SCADA操作員站)，并可設(shè)置工程師維護(hù)工作站。中心設(shè)備可采用I+N冗余方式，當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)故障時(shí)，系統(tǒng)中任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以作為他的備用，只要中心有一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備正常工作，系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)正常的自動(dòng)化監(jiān)控。

　　2　監(jiān)控中心系統(tǒng)功能

　　1、遙控
　　電力監(jiān)控中心對(duì)接入系統(tǒng)的任何一個(gè)可遙控的對(duì)象進(jìn)行合、分遙控。遙控方式分為單步選點(diǎn)、多步標(biāo)準(zhǔn)控制序列。

　　A)單步選點(diǎn)——操作員調(diào)出被控對(duì)象所在畫(huà)面，滿足閉鎖關(guān)系條件下選擇被控對(duì)象進(jìn)行操作。
　　B)多步標(biāo)準(zhǔn)控制序列
　　同一變電站或多個(gè)變電站的多個(gè)受控對(duì)象按照一定的安全連鎖關(guān)系定義為一個(gè)順序操作序列。順控配置可編輯當(dāng)順控執(zhí)行過(guò)程中檢測(cè)出安全連鎖關(guān)系不滿足繼續(xù)執(zhí)行的條件時(shí)，順控中斷。操作員調(diào)出順序控制序列畫(huà)面，選擇被控序列進(jìn)行操作。順序操作一旦被啟動(dòng)執(zhí)行，將自動(dòng)地按照控制序列執(zhí)行，不需人工干預(yù)。
　　C)選線——多個(gè)變電所的單步選點(diǎn)式或多步選站式操作可以定義為一個(gè)選線式操作，操作員調(diào)出選線控制畫(huà)面，選擇被選線進(jìn)行操作。

　　2、遙信功能
　　遙信分為位置狀態(tài)遙信和保護(hù)遙信。位置狀態(tài)遙信分為單位置遙信和雙位置遙信，保護(hù)遙信為單位置遙信。
　　位置狀態(tài)遙信包括各種開(kāi)關(guān)、刀閘、接觸器的臺(tái)、分狀態(tài)，開(kāi)關(guān)手車(chē)的工作、試驗(yàn)位置狀態(tài)，溫度檢測(cè)設(shè)備的過(guò)限與否等。
　　保護(hù)遙信分為事故遙信和預(yù)告遙信。事故遙信指設(shè)備停電、停運(yùn)的事故信號(hào)，預(yù)告遙信指不影響設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的故障信號(hào)。

　　3、遙測(cè)功能
　　各變電站內(nèi)測(cè)量對(duì)象的交流相／線電壓、交流電流，有功、無(wú)功功率，有功、無(wú)功電度，功率因數(shù)，直流電壓，直流電流，變壓器溫度等電氣量送至監(jiān)控系統(tǒng)。
　　遙測(cè)以循環(huán)方式(CDT)進(jìn)行采集。系統(tǒng)對(duì)遙測(cè)信號(hào)可進(jìn)行量程檢查，超量程報(bào)警。在數(shù)據(jù)庫(kù)中為遙測(cè)信號(hào)可設(shè)置下限值，如果在下限值范圍內(nèi)時(shí)可嵌位成零。

　　4、操作員強(qiáng)制(人工置數(shù))和禁止處理
　　具有權(quán)限的操作員可以通過(guò)操作命令人工設(shè)置遙信點(diǎn)的狀態(tài)和遙測(cè)點(diǎn)的數(shù)值。
　　當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法采集到某個(gè)設(shè)備(如開(kāi)關(guān)、刀閘等)的狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)不可信時(shí)，用戶可以將該設(shè)備置于人工置數(shù)狀態(tài)，然后人工修改它的值，此時(shí)，該設(shè)備的數(shù)據(jù)不再更新。

　　5、系統(tǒng)權(quán)限管理
　　系統(tǒng)權(quán)限可分多個(gè)級(jí)別(至少六級(jí))，系統(tǒng)管理員可通過(guò)權(quán)限管理模塊為各級(jí)操作人員靈活配置功能權(quán)限，并設(shè)口令字用以對(duì)每一位進(jìn)入系統(tǒng)的人員進(jìn)行嚴(yán)格的登錄，清楚地分辨、記錄進(jìn)入系統(tǒng)和進(jìn)行操作的人員，以確定訪問(wèn)者的管理范圍。

　　6、圖形畫(huà)面
　　現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，各種遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，都可以通過(guò)各種圖形直觀地展示給用戶，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的變化自動(dòng)刷新。

       7、信息處理和顯示
　　各被控站上位監(jiān)控單元將各種不同類型的信息實(shí)時(shí)地傳遞到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心通過(guò)顯示裝置對(duì)各被控變電站供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。模擬開(kāi)關(guān)狀態(tài)的顯示顏色可根據(jù)用戶要求定義。

　　8、報(bào)警
　　系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障或異常時(shí)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)進(jìn)入報(bào)警表并可以在畫(huà)面顯示裝置或者操作員工作站顯示。
　　報(bào)警信號(hào)類型包含聲音報(bào)警(音量可調(diào))、語(yǔ)音報(bào)警(音量可調(diào))、文字報(bào)警、打印報(bào)警、推畫(huà)面報(bào)警、等幾種方式。

　　9、數(shù)據(jù)處理
　　系統(tǒng)提供將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算的功能，其結(jié)果可存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成新的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

　　10、供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能
　　分門(mén)別類保存操作信息、報(bào)警信息，以進(jìn)行查詢和故障分析；實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表并可進(jìn)行分析。系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度人員的要求，建立各種檔案報(bào)表，采用自動(dòng)或手動(dòng)方式錄入數(shù)據(jù)。

　　11、打印功能
　　所有報(bào)表、報(bào)警、圖形等都可以通過(guò)監(jiān)控中心任一臺(tái)操作員站在網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)上打印出來(lái)。

　　12、在線幫助使用功能
　　系統(tǒng)附設(shè)在線幫助使用功能，在線幫助功能能夠引導(dǎo)用戶一步一步進(jìn)行各種操作、畫(huà)面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)等。

　　13、信息查詢
　　用戶可設(shè)定時(shí)間和項(xiàng)目在系統(tǒng)中查詢各種歷史信息。查詢方式和類型包括以下方式：數(shù)據(jù)查詢方式，曲線方式，數(shù)值方式，記錄查詢方式，報(bào)警信息查詢等。

　　3　監(jiān)控中心設(shè)置

　　1、延安監(jiān)控中心建立監(jiān)控中心，設(shè)置數(shù)據(jù)存、儲(chǔ)維護(hù)服務(wù)器一臺(tái)，完成數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)分發(fā)、信息儲(chǔ)存等任務(wù)的調(diào)度和管理。

　　2、設(shè)置兩臺(tái)監(jiān)控工作站為監(jiān)控調(diào)度的局域網(wǎng)平臺(tái)。

　　3、中心監(jiān)控系統(tǒng)配置一臺(tái)激光A3打印機(jī)，以打印輸出圖形畫(huà)面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表以及數(shù)據(jù)曲線等(在需要的時(shí)候)。

　　4、為使用方便系統(tǒng)留有即插即用端口，以備在需要時(shí)臨時(shí)加入網(wǎng)絡(luò)工作。

　　5、新窯溝管理站建立監(jiān)控系統(tǒng)站，設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)工作站一臺(tái)。

　　4　結(jié)論

　　該系統(tǒng)是一套融合現(xiàn)代電網(wǎng)最新控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、嵌入型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)的電力控制系統(tǒng)，黃延高速公路通過(guò)采用這套電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)收費(fèi)站配電房供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守，為高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)提供了安全、穩(wěn)定的電力保障。