高速公路隧道供配电监控系统的研究

2.3.4 配电设计

配电系统应做到供配电可靠、电压质量好，满足生产需要。系统结线简单并有一定的灵活性，操作安全、检修方便。制定配电系统方案时，应充分考虑节省基建投资，减少电能损耗，降低运行费用，减少有色金属消耗量，并考虑到负荷的增长，预留必要的发展余量。

（一）配电方式

高速公路隧道对供配电可靠性要求高，应采用发生故障时，影响范围小、切换操作方便、维护简单、便于自动控制的放射式配电形式。

（二）配电线路敷设

配电线路采用铠装电缆直埋或聚氯乙烯绝缘电缆穿PVC保护管埋设，埋深大于0.7m，遇横穿道路时，须在路基处预埋钢管保护。照明线路采用铠装电缆直埋或聚氯乙烯绝缘电缆穿PVC保护管敷设。

2.3.5 电气设备保护及防雷设施

电气设备采用接零保护，PEN线在设备机箱处作重复接地，接地电阻不大于4Ω；建筑物防雷接地电阻不大于10Ω。

2.4 试刀山隧道用电设备的分布

结合试刀山隧道的自然条件、交通量、事故状态所需风量以及活塞风能力、投资等因素考虑，采用纵向式射流通风。通过计算，左、右隧道各需6台射流风机（TAS9-3-1）。风机均悬挂于隧道拱顶，设于隧道进口段300米范围内， 每组2台，3组共6台风机纵向间距100米。

为了保证隧道照明、防灾监控I级负荷供配电的可靠性，由电网引人两路相互独立的10KV电源同时工作，互为备用，在隧道两端分别设一座250KVA、10/0.4KV户内成套式变电所，并在芜湖端设一台200KW柴油发电机作为应急电源。

照明灯具采用隧道专用灯具，对称安装在隧道侧墙上。照明控制采用集中控制，可根据洞外环境亮度的变化自动控制。隧道内设事故应急照明，以保证突然停电时诱导照明。隧道洞口设道路照明保证驾驶员夜间行车时看清洞外危险障碍物。

第三章 高速公路隧道供配电监控硬件系统

3.1 基本概念

1、遥测

遥测量信息是供配电自动化系统中非常重要的部分。遥测量可分为模拟量、数字量和脉冲量三大类。

模拟遥测量是指电压、电流和功率等物理量经电量变送器转换为直流模拟电压。数字遥测量是采用数字表计测得的物理量。而脉冲量则来自脉冲电能表，它发出的脉冲数与所测的电能成正比。

遥测功能即远程测量，它是将采集到的被监控变电站的主要参数按规约传送给调度中心。如变电站进出线路的有功功率和无功功率，主变压器中通过的电流，母线的电压等，这些连续变化的电气参数称为模拟量。一般情况下都将模拟信号转换为数字信号后再传送。

2、遥信

遥信即远程信号，它是将采集到的各断路器的位置状态、继电保护与自动装置动作状态和变电站事故跳闸总信号等信息采集并传送给调度中心。这些位置状态、动作状态和运行状态都只取两种状态值。如开关位置只取“合”或“分”，设备状态只取“运行”或“停止”。因此可以用一位二进制数即码字中的一个码元来传送一个遥信对象的状态，按国际电工委员会IEC标准，以“0”表示断开状态，以“1”表示闭合状态。

3、遥控

遥控即远程命令，它是从调度中心发出命令去控制远方变电站的断路器，进行分闸或合闸操作。为了保证系统的高度可靠，通常都采用返送校核法，实现遥控命令的传送。所谓“返送校核”是指执行端接收到调度中心的命令后，为了保证接收到的命令能正确地执行，对命令进行校核，并返送给调度中心的过程。在遥控过程中，调度中心发往执行端的命令有三种，即遥控选择命令、遥控执行命令和遥控撤销命令。遥控选择命令包括两个命令：一个是选择的对象，用对象码指定对哪一个对象进行操作；另一个是遥控操作的性质，用操作性质码指示是合闸还是分闸。遥控执行命令指示执行端按接收到的遥控选择命令执行指定的开关操作。遥控撤销命令指示执行端撤销已下达的遥控选择命令。

遥控操作分为两步完成，首先由调度中心向现场发送遥控选择命令，指定遥控的对象（开关号）和遥控操作的性质（合闸或分闸）。现场在收到遥控选择命令经校验合格后并不立即执行遥控操作，而是将收到的遥控选择命令返送给调度端进行校核。返送方式有两种，一种是将收到的遥控选择命令存储后原样直接返送给调度中心；另一种方式是按遥控选择命令的要求，使指定的遥控对象继电器和遥控性质继电器动作（此时执行继电器未动，遥控命令不会执行），再将继电器的动作情况编成代码后返送给调度中心。显然后一种方式更为可靠。调度中心在接收返送遥控信息后，经校核与原来所发的遥控选择命令完全一致，就发遥控执行命令。执行端只有在收到遥控执行命令后才会执行相应的遥控操作。遥控命令执行的结果由遥信传送给调度端。调度端也可给执行端下达遥控撤销命令，撤销原来发布的遥控命令。

4、遥调

遥调即远程调节，它是从调度中心发出命令实现远方调整变电站的运行参数。遥调和遥控的实现过程相似，都是调度中心先发出选择命令，执行端收到命

令后返校，调度端收到的返校信息正确后，才发出执行命令，执行端收到命令后执行，否则发出撤销命令。

3.2 试刀山隧道概况

试刀山隧道是合肥至芜湖高速公路上最长的双洞四车道隧道，位于巢湖市夏阁与半汤之间。左线隧道长1101m，右线隧道长1130m，总延长为2231米（图（2））。隧道于1993年11月开工，分别于1995年12月和1996年6月建成。隧道设计采用高速公路山岭重丘区标准：

（一）隧道建筑限界：最大限值宽10.5米，高5米； （二）设计行车速度：80km/h； （三）设计交通量：25000辆/日；

（四）路面设计荷载：汽车－超20级，挂车－120； （五）路面基本照明亮度：5.0cd/m； （六）卫生标准：

① 正常交通：CO允许浓度150ppm，烟雾允许浓度0.0075m；

② 交通阻塞：O允许浓度250ppm（15min以内），烟雾允许浓度0.0090m为

满足通风、照明、供配电、消防等功能要求，在隧道两侧应设置通风、

照明配电洞室、通讯洞室、消火洞室、灭火器洞室等各类洞室，试刀山隧道各类洞室尺寸见表（1）

洞室名称 尺寸（cm） 高×宽×深 配电洞 200×200×85 通讯洞 200×85×85 消防栓洞 102×72×24 灭火器洞 102×72×24 ?1?12表（1） 隧道各类附属洞室尺寸