彭代亮 浅析高速公路收费站供配电系统的电力监控与UPS供电

第一篇：彭代亮 浅析高速公路收费站供配电系统的电力监控与UPS供电

浅析高速公路收费站供配电系统的电力监控与UPS供电

彭代亮

福建省高速公路信息科技有限公司，福建 福州350000

摘要：本文首先对我国高速公路的收费站供配电系统的传统、现状以及其特点进行了简单的分析，然后对收费站配电房供配电系统进行了电力监控、UPS供电方式的整合升级进行探讨分析，促进收费站供配电系统的稳定工作，强调了供配电系统在高速收费运营中的重要性，能够安全、可靠、顺利的为高速公路通行保驾护航。

关键字：高速公路；供配电系统；电力监控；UPS供电系统

1、前言

我国高速公路随着经济的不断发展里程也在不断的增多，在交通运输业中占据越来越重要的地位，而机电工程是充分发挥高速公路经济效益、保障人车安全必不可少的配套设施，是高速公路现代化的重要标志，其中收费站供配电系统是高速公路收费运营的供电保障，其重要性不言而喻。

2、高速公路收费站供配电系统的简单介绍

目前高速公路收费站供配电系统主要涉及到收费站配电房、收费站机房、收费道口等三个主要场所。

收费站配电房端普遍采用两路电源供电，一路是供电部门所提供的10KV高压进线，由各站通过所设的变电室配电后进行供电，以此作为主供电源，另一路为柴油发电机组为三大系统供电，作为备用电源。当市电正常供电时，市电供电断路器为合状态，同时柴油发电机不启动；当市电供电异常时，柴油发电机通过双电源切换开关进行切换后进行发电；当市电再恢复时，柴油发电机控制柜接到信号后双电源自动切换至市电状态，同时柴油发电机空转至停机。配电房端根据负载进行单回路设置，即每个抽屉柜供一路电，如收费供电、监控用电、照明用电、办公用电、宿舍食堂生活用电等。

收费站机房的供配电系统主要体现在收费系统不间断电源UPS的供电、通信系统和监控系统的供电。顾名思义，UPS确保了收费监控等用电安全及不间断供电。

收费道口的供配电主要是通过道口广场配电柜对每个车道进行供电输送，分市电和UPS供电，市电主要提供空调供电及照明用电，UPS供电主要是对收费道口的机电设备进行不间断供电，确保了每个车道机电设备的正常运行。

3、关于高速公路收费站供配电系统的电力监控系统升级

3.1电力监控系统介绍

近两年来,随着技术的不断发展,对一些重要的供配电系统(如特大桥,隧道的供配电系统)采用了电力监控设施。电力监控的基本功能在于保证电网安全经济运行,使管理人员对电网的有功、无功功率及某些节点进行监测、控制,对电网各元件的负荷情况加以了解,对不正常情况的发展趋势作出判断与控制。以计算机为中心的电力监控系统将检测到的信息通过远程通信实时传送到信息中心,中心计算机将收集到的信息进行加工处理,把精确完整的参数存入数据库。当参数超出正常范围时,在相应变电站和信息中心同时提供声光报警信号,信息中心自动显示报警原因和事故状态。管理人员将根据具体情况发出控制指令,经通道传输到各被控设备的控制器进行实时控制。

3.2收费站电力监控系统现状

目前高速公路收费站配电房供配电系统一般建成之后很少进行升级改造，这样就造成很多之前建设的收费站供配电系统几乎没有进行相关设备运行参数的电力监控。而目前站级机房大部分都是无人值守，这样一旦系统停电，双电源切换开关不能正常工作时，会出现人工不能及时发现和恢复供电系统，对收费站运营存在很大的安全隐患。

3.3收费站电力监控的完善

新建工程的收费站、服务区的三大系统，在预算充足的情况下，为了后期运营管理的便捷、准确、可靠，应该要匹配相应的供配电系统的电力监控系统。而作为已建成的收费站，我们有必要对原有设备进行升级，部分二次线路进行改造，对进线柜、变压器、双电源切换开关、柴油发电机、出线柜、抽屉柜等相关供配电系统的运行参数进行捕捉，把通讯管理机接入到监控网，同时在有人值守的机房内完善电力监控系统。（如果已有隧道、特大桥等电力监控软件，则只用接入到原系统）

完成升级后，通过电力监控软件，我们能实现集中管理几个收费站的供配电系统，能及时了解相关设备的运行情况，比如市电/柴油发电机供电模式、柴发的油量、抽屉柜的开闭、三相电平衡情况、负载电流大小、负载使用情况等，同时当供配电系统中的设备的不正常运行时会有报警提醒，及时通知相关技术人员到现场处理，这样有利于提高供配电系统的可靠性，同时确保了收费运营的供电保障。

4、关于高速公路收费站供配电系统的UPS供电系统升级

4.1 UPS供电系统介绍

为确保用电的可靠性和电能质量,一般高速公路收费站采用UPS系统。UPS不间断供电系统是一套将交流市电变为直流电的整流/充电装置和一套把直流电再转变为交流电的PWM逆变器。市电停电后,电池组立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压供电的连续性，当市电发生故障时,UPS在柴油发电机完全起动前取代市电,继续向负载设备供电，当柴油发电机启动到有正常电压输出时，UPS由恢复成市电供电模式，当UPS发生故障时,UPS将自动切换成旁路模式并告警。另外,交流电网严重干扰常常会造成计算机的计算错误和数据丢失,采用UPS后输出的正弦波能保持良好的波形而且不带干扰。所有列为一级负荷的设施包括收费站操作台计算机系统、收费稽查系统、收费站的收费设备、监控设备和通信设备均由UPS供电。由于UPS的高可靠性,加上在接UPS之前一般会先连接稳压器,设计时以经济性为原则,不再考虑采用两台UPS一主一备的方案。当市电电源发生停电问题时,UPS的供电电源将自动转接至紧急发电机供电系统,以确保一级负荷电源的不间断。

4.2收费站UPS供电现状

目前高速公路收费站一般采用在站机房安装两套UPS供电系统，给操作台计算机系统、收费稽查、通信系统以及车道出入口奇偶车道分开供电。这样有利于车道设备的稳定运行，不会因为其中一台UPS或线路故障造成收费车道大面积瘫痪，进而影响通行。一般电池容量根据负载大小，设计能持续2-4小时的临时不间断供电.4.3收费站UPS供电方案的完善升级

在目前机房端两套UPS供电系统使用下，如果单个UPS主机、电池或线路故障时，还是能造成奇数或偶数车道的全部瘫痪，给收费站运营带来很大的影响。故在原有机房端UPS供电系统保持不变的情况下，每个出入口车道单独再配备功率较小的如2KW的UPS，这样一旦出现奇或偶单路供电故障时，每个车道还能正常取卡、收费、通过ETC，从而技术人员有足够时间去处理故障，保障了收费车道的无故障通行。每个车道供电既独立又统一，能大大的减少收费车道因为供配电系统问题造成的大面积瘫痪的概率。

5、总结

高速公路机电系统涉及的面比较广，随着社会的发展，不光要做好已通车高速供配电系统的升级完善，对三大系统的创新和智能化要求也越来越高，同时高速公路建设标准也日益提高，不断的进行创新，不断的走向智能化、标准化、统一化，从而更好的为社会服务。

参考文献：

[1]翁毅.浅析高速公路收费站供配电系统.《青海交通科技》 ,2011(5):7-9.[2] 马俊峰.高速公路供配电系统.《公路交通科技》 ,2000,17(2):49-51

第二篇：高速公路收费站监控系统方案

高速公路收费站监控系统方案

高速公路收费站监控系统方案

一、设计方案 智能数字监控系统对高速公路收费站的重要部位和重点区域，如车道、收费室等，进行全天候24小时连续监视。建立高速公路收费站智能数字监控系统主要目的是为了杜绝工作人员徇私舞弊的现象，保证国家的财产安全。所以，必须对摄像机进行合理的布点，过多既会增加工程投资，又会对日常活动带来负面的心理影响，过少则不能对公路收费站环境进行有效的见识，会出现死角。XX收费站具有双向各5个收费窗口，5条车道，根据现场情况和工作经验具体按如下设计安装：

1.距离收费站前100米，每条车道安装一台固定彩色摄像机，主要目的是为了杜绝收费站工作人员对来往的货运车辆进行强行收费和监视车辆来往的情况。选用高清晰彩色摄像机

2.在收费站门口的岗亭10米处每条车道安装一台彩色摄像机，主要目的是为了监视车辆有没有进入收费站监测及收费，并能够拍清车辆的车牌号。选用高清晰彩色摄像机

3.在收费站的每个收费窗口安全一台彩色半球摄像机，主要监视整个收费窗口的情况。选用彩色半球摄像机

4.由于卸货场占地面积比较大，安装一台带云台和变焦镜头的彩色摄像机，全面监视整个卸货场的情况。

5.收费站正中间安装一台带云台/变焦镜头的彩色摄像机，主要是为了监视整个收费站的情况收费站门口。

二、数字监控系统的特点

数字监控主机采用现今比较先进的压缩格式，全实时显示及录像。具有良好的人机操作界面且功能齐全，完全能满足用户的需要，有一定的灵活性、扩展性。I.系统能自动地通过摄像机进行摄录，进行无终止监视。系统平时的工作方式为各摄像机循环扫描全面监控，监控人员可以任意放大观看任意摄像机的画面。每天不同的时段、星期几、每月的几日到几日，可以有不同的设置参数，即系统可以按时间划分不同的工作模式。系统也可以实现无人值守。

通过调整摄像机，可以清楚地看到视场中的情况，分辨出进出物体。录入的图像数字化压缩存贮在计算机硬盘里，压缩比可用软件进行调整。存贮的图像文件自动循环删除，硬盘中图像文件保留的时间取决于：硬盘空间大小、图像分辨率、图像压缩比、扫描切换时间等，系统可以日复一日，年复一年地无休止工作。还可以根据用户需要，加大硬盘以扩展存储周期，或增加其他外存设备。

系统可以随时方便、即时地检索、回放记录存贮的图像，如可按时间、地点(镜头)或图像文件进行检索和回放。回放图像稳定、清晰，可反复读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的信号衰减和磨损问题。系统利用计算机强大的图像处理功能，可对采集的图像进行处理，包括画面修改、编辑、调节、放大、缩小以及打印等等；也可以将图像保存为通用数据文件格式，用其他专业图像处理软件进行处理。II.III.IV.V.VI.VII.VIII.IX.X.XI.全数字智能监控系统有安全密码，没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置系统、删除文件等操作。系统一旦遇到意外断电时，可以自动恢复工作。

系统预留有报警接口，将来可以连接主动探测器或被动式紧急按钮，增加对突发事件的报警录像功能。

系统独有运动目标检测技术，可以在画面上直接用软件进行设防。可以同时存储并显示来自1—16个摄像机所捕获的全部动态画面。数字监控系统通过硬盘存储图像。系统将摄像机记录的图像全自动数字压缩储存在计算机硬盘上，无终止缓冲技术使计算机硬盘自动循环记录，月复一月，年复一年，无休止地自动保留存储图像。该系统克服传统系统的不足，具有良好的人机界面，使操作更加简单易学，更加直观，日常维护更加容易。系统设置简单直观，可以根据时间、日期及报警输入等的具体要求，对每一个摄像机的记录情况进行设定。由于采用计算机控制，只要事先设计好，就可以实现全自动化管理，程序化运行，从根本上实现无人值守。

第三篇：高速公路收费站视频监控系统设计方案

高速公路收费站视频监控系统设计方案

一、概述

道路交通系统是人员、物资的运输和流通的重要枢纽,在社会经济的运行中担负着重要作用,是国民经济的动脉。高速公路的运输由于其快速灵活的特点，越来越受到各个部门的重视，在近年来得到快速发展，因此高速公路的管理收费等存在的问题的解决也日显重要。高速公路的收费管理主要依靠大量的、分散在各处的收费站，而这些收费站所处位置分散在各地，相距遥远;因此迫切需要一种可以远程控制的，快速的，操作简便的监控系统以实现对其收费站进行远程集中监控和管理。

二、系统简易介绍

某高速公路公路系统共有12个收费站，每个收费站设有6支固定彩色摄像机分别监控6个车道，2个自动彩转黑的智能高速球摄像机在公路两个方向作环境监控，视频/数据信号采用数字压缩，编码后按TCP/IP协议打包上网，片区及市交管局分别设监控中心可对各收费站进行实时/准实时监控，发生警情时联动相应的摄像机进行录像。

三、系统方案

1.系统介绍

系统采用一种交互式远程图象系统，它通过装在分散的被监控点的远程图像单元收集现场图像，并进行数字压缩，然后借助公共的通信线路(电话线，广域网/局域网，ISDN等)进行远程传输，从而实现在远端对各分散的被监控点的集中监控，包括各远程点图像的查看，远程云台控制，远程报警及报警现场图像的硬盘记录等远程音频监控等。

高速公路的收费站的集中监控系统可采用远程图象监控系统实现。系统包括两部分：1)在各收费站的远程图象单元及各种摄像机和报警探测器。2)各级集中监控中心的监控电脑和远程操作软件。

收费站的的远程图象单元前端连接监控位置的摄像机，并把收集的摄像机图象进行数字化压缩，然后通过高速公路局域网(LAN)传输到监控中心。可传送高解像度(320x196)和低解象度(160x96)两种图象。每个远程图象单元有16个报警输入，8个控制输出，在接入报警探头后，若发生警报，可自动向监控中心拨号并自动弹出相应的报警图象。远程单元同时可自动存储报警前后的高解象度图象(320x196);供操作员调用查看。

远程操作软件装在监控中心的电脑里，通过电脑的鼠标，即可完成一切操作：如单/多画面的显示(最多可同时显示16个摄像机图象);远程云台、镜头控制;远程点自动轮巡、定时连接或手动连接，远程图象可手动进行硬盘录象，录象后的文件以远程点名称、摄像机号及录象的日期、时间为标记以便于日后的回放及存档;图象回放时具有暂停及逐帧前阅的功能;软件还具有报警事件、操作人进入/退出及系统操作等系统事件详细的记录功能;具有远程诊断及升级能力;软件有一个管理者及多个操作员用户，每个操作有各自的权限划分及各自的操作密码。远程单元也有自己的保护密码，防止无授权的用户进入。

RapidEye系统通过高速公路局域网(LAN)进行图象，报警及控制信号远程传输。安装配置非常方便，系统没有容量限制，可根据需要随时配备远程监控点和监控操作软件和管理软件。

第四篇：高速公路及收费站智能数字监控系统解决方案

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高速公路及收费站智能数字监控系统解决方案

高速公路的收费管理主要依靠大量的、分散在各处的收费站，而这些收费站所处位置分散在各地，相距遥远;因此迫切需要一种可以远程控制的，快速的，操作简便的监控系统以实现对其收费站进行……

一、收费站液晶监视器监控系统

智能数字监控系统对公路收费站的重要部位和重点区域，如车道、收费室等，进行全天候24小时连续监视。建立高速公路收费站智能数字监控系统主要目的是为了杜绝工作人员徇私舞弊的现象，保证国家的财产安全。所以，必须对摄像机进行合理的布点，过多既会增加工程投资，又会对日常活动带来负面的心理影响，过少则不能对公路收费站环境进行有效的见识，会出现死角。针对一个具有双向各5个收费窗口，5条车道，根据现场情况和工作经验具体按如下设计安装：

距离收费站前50-100米的广场，放置一台高速智能球型摄象机。主要目的是为了杜绝收费站工作人员对来往的货运车辆进行强行收费和监视车辆来往的情况。

在收费站门口的岗亭5米处每条车道安装一台固定彩色摄像机，主要目的是为了监视车辆有没有进入收费站监测及收费，并能够拍清车辆的车牌号。

在收费站的每个收费窗口安全一台彩色半球摄像机，主要监视整个收费窗口的情况。www.xiexiebang.com

二、监控系统的特点

采用现今比较先进的压缩格式，全实时显示及录像。具有良好的人机操作界面且功能齐全，完全能满足用户的需要，有一定的灵活性、扩展性。

• I.系统能自动地通过摄像机进行摄录，进行无终止监视。系统平时的工作方式为各摄像机循环扫描全面监控，监控人员可以任意放大观看任意摄像机的画面。每天不同的时段、星期几、每月的几日到几日，可以有不同的设置参数，即系统可以按时间划分不同的工作模式。系统也可以实现无人值守。

• II.通过调整摄像机，可以清楚地看到视场中的情况，分辨出进出车辆。

• III.录入的图像数字化压缩存贮在计算机硬盘里，压缩比可用软件进行调整。存贮的图像文件自动循环删除，硬盘中图像文件保留的时间取决于：硬盘空间大小、图像分辨率、图像压缩比、扫描切换时间等，系统可以日复一日，年复一年地无休止工作。还可以根据用户需要，加大硬盘以扩展存储周期，或增加其他外存设备。

• IV.系统可以随时方便、即时地检索、回放记录存贮的图像，如可按时间、地点(镜头)或图像文件进行检索和回放。回放图像稳定、清晰，可反复读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的信号衰减和磨损问题。

• V.系统利用计算机强大的图像处理功能，可对采集的图像进行处理，包括画面修改、编辑、调节、放大、缩小以及打印等等；也可以将图像保存为通用数据文件格式，用其他专业图像处理软件进行处理。www.xiexiebang.com

• VI.全数字智能监控系统有安全密码，没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置系统、删除文件等操作。系统一旦遇到意外断电时，可以自动恢复工作。

三、道路监控系统

道路监控目的是通过视频画面监视公路上车辆运行状况，检查任何违章、事故的发生，协助公路交通警察快速、直观对公路现场交通进行分析指挥和调度，以保证公路车辆正常有序的交通秩序。

道路监控的摄象机通常为高档、全天候摄象机。具备较低的故障率和持续稳定的运行状态。现在道路监控设计中通常以高速智能球为主要前端设备。具备高速、灵活，操作方便，定点巡视等功能。

道路监控因范围大，在视频传输上通常采用光纤和微波两种途径。

无论是光纤还是微波，终端的信号依然为模拟信号，所以视频矩阵是大型道路监控中不可缺少的设备。利用矩阵的控制键盘可以方便的操作高速球型摄象机的旋转和变焦控制。是最理想的控制设备之一。

系统还必须使用数字硬盘录像机，对监视画面进行长时间的记录保存

第五篇：基于电力监控仪表的电力监控系统设计与选型方案

基于电力监控仪表的电力监控系统设计与选型方案

左迎红

上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801 1 概述

目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。

安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统软件借助了计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该电力监控系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrNetPower、“软”控制策略软件AcrStrategy、通信网关服务器AcrFieldComm、OPC产品、Web门户工具等，可以广泛地应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统。2 电力监控系统宜选电力监控仪表

电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大型公共建筑的电力监控需求而设计的。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等，采用可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。电力监控仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。3 电力监控表计的选型方案 1．中压

应用场合 进线保护

型号 M5-F M5-M

主要功能

LCD显示、线路保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

LCD显示、电动机保护、测控一体化装置、故障录波、SOE

事件记录、通讯

LCD显示，备自投保护、测控一体化装置、故障录波、SOE

事件记录、通讯

LCD显示，补偿电容器的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

LCD显示、配变电保护测控装置、测控一体化装置、故障录

波、SOE事件记录、通讯

LCD显示、变电站公用装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯 电动机保护

备自投保护 M5-B 电容器保护

变压器保护

M5-C

M5-T 综合自动化保护 M5-X 1 PT柜 M4-U

LCD显示、两段PT供电切换，PT柜的全面综合保护、测控

一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、固定柜、手车柜、3~35kV中置柜、环网柜等多种开关柜

ASD200 分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能

一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、ASD300 分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能、测所有电参量（含电能）

2．低压

适用场合

型号

主要功能

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐高压重要回路或低压进线柜

ACR330ELH

波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约 LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电

ACR220EL

能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS48

5通讯接口、Modbus协议 低压联络柜、出线柜

低压无功补偿柜

ARC-12/J

6-12路控制、过压保护、谐波保护、投切延时设定、12DI；

RS485通讯接口、Modbus协议

测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相（不平衡）、低压出线柜(马达回路)

ARD系列

堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯

接口、Modbus协议

AMC16-1E9/K AMC16-3E3/K 低压出线柜(照明回路)

9路单相（3路三相）I、U、P、Q、F测量；有功电能计量；

18DI+1DO、RS485通讯接口、Modbus协议

PZ48L-AI3

LCD显示，三相电流测量，倍率任意设置