概述
西部大通道包(頭)北(海)線陝西境黃陵至延安高速公路，全線監控系統含隧道22座(單洞)，其中在道南、漢寨、四號溝、山神廟、新窯溝設五處隧道管理站。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化監控系統。
黃延高速隧道箱變供電監控系統由設於新窯溝管理站和延安的控制中心的排程端、監控終端及通訊網路組成。山狼岔隧道10／0，4kV兩個箱式變電站、新窯溝隧道兩個10／0.4kV箱式變電站、棗園隧道三個10／0.4kV箱式變電站等監控終端均納入黃延高速隧道箱變供電監控系統。10／0.4kV箱式變電站設電力監控終端，對高壓環網進線單元、變壓器、低壓回路等進行測控。
1.1 系統構成
黃延高速隧道箱變供電監控系統總體上滿足了供電系統生產過程的需求，即提高了供電質量；同時又注重了計算機系統的利用率，實現資料資源開放、資訊共享，充分發揮計算機管理的潛能。結構劃分四個部分(也稱四個層次)。第一層，以區域網為資料傳輸平臺的主系統，包括資訊伺服器、資料樞紐機、中心監控站、工作站、交換機和其他資料表現裝置，完成實時資料的檢測處理、實時資訊釋出以及對裝置的執行控制；第二層，主系統到監控裝置(RTU)以及監控裝置到主系統的雙向資料通道，稱為資料傳輸通道。資料傳輸通道可支援多種形式，如無線、有線、載波、微波、光纜、GPRS網路或CDMA網路等。出於控制的需要和使用者現實情況的考慮，資料傳輸通道通常滿足實用性、穩定性、安全性、可實施性；第三層，供電所現場的監控裝置(RTU)，完成資料採集(包括狀態量、模擬量和數字量等)、供電線路的分閘、合閘控制以及有載調壓的控制。供電線路的分、合控制執行來自主系統的操作命令；有載調壓的控制則是在一定控制要求下完成對輸出電壓的連續調節；第四層，資料感測器和執行機構，對於電力控制系統一般採用高精度交流取樣裝置(CT、PT)和演算法完成對電流、電壓、有功、無功、周波以及力率的採集；執行機構執行命令，完成控制動作。
1.2 傳輸構成
黃延高速隧道箱變供電監控系統監控中心區域網由冗餘交換乙太網構成。資料傳輸率不低於100M，採用TCP／IP協議和c／s結構。SCADA系統設定冗餘的系統伺服器支援全系統工作。設定電力排程總站(SCADA操作員站)，並可設定工程師維護工作站。中心裝置可採用I+N冗餘方式，當一臺計算機故障時，系統中任意一臺計算機都可以作為他的備用，只要中心有一臺計算機裝置正常工作，系統就能實現正常的自動化監控。
2 監控中心繫統功能
1、遙控
電力監控中心對接入系統的任何一個可遙控的物件進行合、分遙控。遙控方式分為單步選點、多步標準控制序列。
A)單步選點——操作員調出被控物件所在畫面，滿足閉鎖關係條件下選擇被控物件進行操作。
B)多步標準控制序列
同一變電站或多個變電站的多個受控物件按照一定的安全連鎖關係定義為一個順序操作序列。順控配置可編輯當順控執行過程中檢測出安全連鎖關係不滿足繼續執行的條件時，順控中斷。操作員調出順序控制序列畫面，選擇被控序列進行操作。順序操作一旦被啟動執行，將自動地按照控制序列執行，不需人工干預。
C)選線——多個變電所的單步選點式或多步選站式操作可以定義為一個選線式操作，操作員調出選線控制畫面，選擇被選線進行操作。
2、遙信功能
遙信分為位置狀態遙信和保護遙信。位置狀態遙信分為單位置遙信和雙位置遙信，保護遙信為單位置遙信。
位置狀態遙信包括各種開關、刀閘、接觸器的臺、分狀態，開關手車的工作、試驗位置狀態，溫度檢測裝置的過限與否等。
保護遙信分為事故遙信和預告遙信。事故遙信指裝置停電、停運的事故訊號，預告遙信指不影響裝置繼續執行的故障訊號。
3、遙測功能
各變電站內測量物件的交流相／線電壓、交流電流，有功、無功功率，有功、無功電度，功率因數，直流電壓，直流電流，變壓器溫度等電氣量送至監控系統。
遙測以迴圈方式(CDT)進行採集。系統對遙測訊號可進行量程檢查，超量程報警。在資料庫中為遙測訊號可設定下限值，如果在下限值範圍內時可嵌位成零。
4、操作員強制(人工置數)和禁止處理
具有許可權的操作員可以通過操作命令人工設定遙信點的狀態和遙測點的`數值。
當系統無法採集到某個裝置(如開關、刀閘等)的狀態或採集到的資料不可信時，使用者可以將該裝置置於人工置數狀態，然後人工修改它的值，此時，該裝置的資料不再更新。
5、系統許可權管理
系統許可權可分多個級別(至少六級)，系統管理員可通過許可權管理模組為各級操作人員靈活配置功能許可權，並設口令字用以對每一位進入系統的人員進行嚴格的登入，清楚地分辨、記錄進入系統和進行操作的人員，以確定訪問者的管理範圍。
6、圖形畫面
現場裝置的執行狀態，各種遙測、遙信資料，都可以通過各種圖形直觀地展示給使用者，並根據資料庫的變化自動重新整理。
7、資訊處理和顯示
各被控站上位監控單元將各種不同型別的資訊實時地傳遞到監控中心，實現排程指揮中心通過顯示裝置對各被控變電站供電裝置執行狀態的監視。模擬開關狀態的顯示顏色可根據使用者要求定義。
8、報警
系統裝置發生故障或異常時自動發出報警訊號，報警訊號進入報警表並可以在畫面顯示裝置或者操作員工作站顯示。
報警訊號型別包含聲音報警(音量可調)、語音報警(音量可調)、文字報警、列印報警、推畫面報警、等幾種方式。
9、資料處理
系統提供將資料庫中的資料進行算術及邏輯運算的功能，其結果可存入實時資料庫和歷史資料庫中，形成新的資料點。
10、供電系統執行情況的資料歸檔和統計報表功能
分門別類儲存操作資訊、報警資訊，以進行查詢和故障分析；實現測量資料的日報、月報、年報的統計報表並可進行分析。系統可根據排程人員的要求，建立各種檔案報表，採用自動或手動方式錄入資料。
11、列印功能
所有報表、報警、圖形等都可以通過監控中心任一臺操作員站在網路印表機上打印出來。
12、線上幫助使用功能
系統附設線上幫助使用功能，線上幫助功能能夠引導使用者一步一步進行各種操作、畫面組態、報表組態等。
13、資訊查詢
使用者可設定時間和專案在系統中查詢各種歷史資訊。查詢方式和型別包括以下方式：資料查詢方式，曲線方式，數值方式，記錄查詢方式，報警資訊查詢等。
3 監控中心設定
1、延安監控中心建立監控中心，設定資料存、儲維護伺服器一臺，完成資料通訊、資料分發、資訊儲存等任務的排程和管理。
2、設定兩臺監控工作站為監控排程的區域網平臺。
3、中心監控系統配置一臺鐳射A3印表機，以列印輸出圖形畫面、實時資料報表、歷史資料報表以及資料曲線等(在需要的時候)。
4、為使用方便系統留有即插即用埠，以備在需要時臨時加入網路工作。
5、新窯溝管理站建立監控系統站，設定監控系統工作站一臺。
4 結論
該系統是一套融合現代電網最新控制技術、計算機網路通訊技術、計算機圖形處理技術、嵌入型實時作業系統和資料庫系統技術、專家系統技術的電力控制系統，黃延高速公路通過採用這套電力監控系統實現了對收費站配電房供電系統執行情況的遠端監控和無人值守，為高速公路的收費系統、監控系統和通訊系統提供了安全、穩定的電力保障。