延黃高速公路慶德隆QDL9000電力監控系統的設計與應用

摘要：

本文介紹G6521 榆藍高速公路延長縣至黃龍縣段高速公路電力監控系統，系統采集400V多功能電力儀表、400V進出線開關狀態、變壓器溫控儀、10kV微機保護裝置、UPS、EPS、發電機等各類設備參數、開關信號并可進行遠程控制。系統采用光纖網絡通信的方式，通過QDLPort通信機、QDL9000組態軟件實現配電室配電回路用電的實時監控和管理。

概述

延長至黃龍高速公路是國家高速公路榆藍高速公路(G6521)的重要組成路段。榆蘭線至黃龍公路位于延安市東部，北接已建長延線延川至延安高速，與青蘭高速公路相接，向南沿大南川設線至圪臺，向西南進入黃龍廟溝，設線至溝頭穿過山梁至旗桿廟，沿溝向南平行國道242設線，經沙曲河、洩湖河至黃龍縣，由縣城西側設隧道過境后至終點安善村與在建的黃龍至蒲城高速公路順接。線路跨越宜川縣及黃龍縣2個行政區，主要城鎮有宜川縣丹州鎮和黃龍縣圪臺鄉。

延黃高速共有21條隧道，設置了14個變電所、7臺箱變。于2021年6月完成全部驗收：

李家灣1#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜9臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了44臺各類測控設備。

李家灣2#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜7臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了36臺各類測控設備。

康家坪隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜9臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了39臺各類測控設備。

白家塬隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜10臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了51臺各類測控設備。

韓家村1#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了40臺各類測控設備。

韓家村2#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了38臺各類測控設備。

楊道塬隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜7臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了37臺各類測控設備。

康胡子峁隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜7臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了37臺各類測控設備。

云巖1#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜7臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了37臺各類測控設備。

云巖2號隧道1#變：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了39臺各類測控設備。

云巖2號隧道2#變：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了35臺各類測控設備。

劉家桌子1#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了39臺各類測控設備。

劉家桌子2#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了37臺各類測控設備。

五門口隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜4臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了18臺各類測控設備。

圪臺隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜4臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了14臺各類測控設備。

黃龍山1#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了25臺各類測控設備。

黃龍山2#隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜8臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了25臺各類測控設備。

沙曲河隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜4臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了14臺各類測控設備。

麻地灣2號隧道1#變：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜9臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了33臺各類測控設備。

麻地灣2號隧道2#變：10kV高壓柜4臺、變壓器2臺、低壓配電柜9臺、發電機1臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了26臺各類測控設備。

麻地灣3號隧道：10kV高壓柜4臺、變壓器1臺、低壓配電柜4臺、EPS1套、UPS1臺。電力監控系統共部署了1臺QDLPort通信機，接入了16臺各類測控設備。

設計說明

電力監控系統對各隧道室內變電所變配電系統（包括10kV進線回路、10kV饋出回路、0.4kV進線回路、0.4kV雙電源切換柜、低壓母聯斷路器柜、無功功率補償柜、EPS、UPS、變壓器及其它智能電氣設備運行狀態）進行保護和監控。

在各隧道交電所及沿線隧道箱式變電站內安裝遠程測控終端設備和智能通信管理機,通過以太網交換機和光纖以總線形式接入隧道監控站電力監控計算機，主要監測變壓器狀態、高壓進出線、低壓出線、發電機進線、消防水泵及風機出線、UPS/EPS 出線的電氣參數及各開關狀態量，照明及通風由隧道變電所PLC控制器控制，其中傳輸光纜及交換機與PLC系統共用。

(1)10kV進、出線均采設微機維電保護測控裝置，它完成的主要功能有:過流、速斷、頻率、過電壓/欠壓、重合閘、方向接地等保護，通過RS485或RS232通訊口，上傳各種信號。

(2)0.4kV配電回路設智能電力測控單元，主要完成的功能有：測量三相全電量，諧波采樣，諧波分析，故障錄波，高速記錄，多數字輸入/輸出。通過RS485通訊口上傳各種信號。

(3)各變電所或箱變內設智能通信管理機，管理機接收各個保護及測控裝置信號，并通過以太網交換機上傳隧道管理站，與隧道管理站通信。各個智能管理單元和設備層設備通過RS485通訊口通信。

網絡結構：

黃龍分監控中心

子站監控系統結構圖

系統方案

慶德隆QDL9000系統根據延黃高速電力監控系統現場實際情況，網絡結構采用屏蔽雙絞線將變電所智能儀表接至QDLPort通信機，通過以太網將數據上至配電室的監控主機，確保電力監控系統傳輸的穩定性與實時性。

1.站控管理層

站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在延黃高速電力監控系統工程中主要指位于地下一層配電室的監控主機。

2.網絡通訊層

通訊層主要是由QDLPort通信機、以太網設備及485總線網絡組成。QDLPort通信機主要功能是接入變電所內各類智能儀表，并解析上傳數據或下發通信數據，；以太網設備及485總線網絡的主要功能是實現分站與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3.現場設備層

現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入QDLPort通信機，與監控主機進行組網，實現遠程監控的功能。

系統功能

1.網絡結構圖

2.系統界面

慶德隆QDL9000電力監控系統人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態。系統實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態，以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態，彈簧儲能狀態、手車位置狀態。

系統界面如下圖所。

3.報表功能

慶德隆QDL9000電力監控系統對電力參數進行存儲和管理，電力參數分為實時顯示參數和歷史參數。所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、指定時間或選擇查詢近更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設備指定時間的運行參數，報表中顯示電參量信息包括三相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、四象限電能等。電參量報表支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

報表功能如下圖所示。

4.曲線功能

慶德隆QDL9000電力監控系統對支持電參量曲線功能，曲線分為實時曲線及歷史曲線，支持同一界面顯示多條曲線并以不同顏色進行區分。曲線記錄最大值、最小值及平均值，以及極值發生的時間。

曲線功能如下圖所示。

5.報警及事件

實時報警

實時報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界限時，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

通過設置開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

6.遙控功能

慶德隆QDL9000電力監控系統支持遠程控制功能，在監控主機上通過管理員權限對變電所內的開關進行遠程分合閘操作

遙控功能界面如下圖所示。

7.用戶管理

慶德隆QDL9000電力監控系統有完善的用戶管理功能，避免越權操作。

每一級權限對應相應的控制權限，最多可設置多級不同權限，并記錄權限用戶的操作。

管理員具有最高的權限，并可以對其他用戶或者計算機的權限進行設置；

用戶或者計算機被設置了權限之后只能在權限規定的范圍內操作或者瀏覽，權限范圍以外的功能都將被禁止；

所有用戶的操作都將被系統日志記錄下來，包括操作時間、操作類型、操作對象、操作結果等等信息。

用戶管理界面如下圖所示。

結束語

隨著社會經濟的發展，用電需求劇增，供配電安全至關重要，供配電智能化管理的需求日益增大。

本文介紹的QDL9000電力監控系統在延黃高速公路的應用，可以實現對配電室供配電回路用電的實時監控。通過智能儀表、QDLPort通信機、計算機等組成電力監控系統不僅能顯示回路用電狀況，還具有實時告警、故障分析、事件追憶等實用功能。在日常運維過程中，為解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的經濟效益及安全保障。

審核編輯：湯梓紅