摘要：本文簡要的介紹了寧淮高速公路工程概況，給出了寧淮高速公路（南京段）及其電力監控自動化系統的整體結構，并根據實際需求，給出了寧淮高速公路電力監控自動化系統的具體實現方案。
關鍵詞：高速公路、電力監控系統、ON2000系統
The Designing and Implementation of Power SCADA for Express-way
Author：Wangwengong
Abstract: This paper briefly introduces us the project of Ninghuai Express-way, gives us the total frameworks of Ninghuai Express-way Power and its PSCADA，and，on the basis of factual requirements，an specific application scheme is provided to verify the implementation of the Express-way `s PSCADA .
Key words:  Express-way、PSCADA（Power SCADA）、ON2000 System
1寧淮高速公路工程概述
      寧淮高速公路是國家重點規劃建設的“十三縱、十五橫”公路網中“縱四”(天津至汕尾公路)的重要組成部分，是江蘇規劃建設的“四縱四橫四聯”高速公路主骨架中“縱三”的重要組成部分。寧淮高速投資約87.72億元，全線長183.45公里（不含安徽天長段14公里），為雙向六車道高速公路，計算行車速度120公里每小時。寧淮高速被譽為蘇北“滬寧高速公路”，是江蘇省會南京連接蘇北腹地最重要的交通干線，蘇北的淮安、宿遷、連云港等五個城市將會因這條快速通道的建設而邁上新的經濟發展跑道。這條大動脈的建設將使兩市的環城高速得以形成。對于南京，它將直接串起南京二橋和三橋，完善了南京的高速環線。寧淮高速于2003年開工 ，計劃于2007年全線建成通車，屆時將被打造成生態環保型與國際先進水平接軌的一流品牌工程。

2寧淮高速公路（南京段）電力監控系統結構設計方案
       寧淮高速公路(南京段)工程資資約40億元, 路線全長約70.6km，計算行車速度120km／h，雙向六車道，路基寬度35米。寧淮高速公路(南京段)起自實施中的南京長江三橋北接線的張店互通，止于六合區竹鎮鎮烏石村草塘附近，沿途穿越老山山脈，經珠江鎮、永寧、盤城、葛塘、新集、程橋、竹鎮等集鎮。為保護生態環境，寧淮高速公路穿越老山山脈段采用隧道方式，隧道寬度14米、長3.6公里，為目前江蘇省最長，跨徑最大的高速公路隧道，也是寧淮高速公路的重點工程及亮點工程。
電力監控系統是寧淮高速公路（南京段）建設的一個配套系統，包括電力運行參數監控、各種供配電設備（含發電機）的監控、變電所視頻監控（含環境檢測）等功能，并具有與高速公路管理系統共享數據的能力。
       寧淮高速公路（南京段）電力監控系統工程的工作內容為：2個道路照明配電箱、9個無人值班監控子站（包括老山隧道監控子站及隧道內16個低壓配電總箱），1個有人值班監控子站、1個電力監控管理所，1個寧淮高速公路南京段電力監測分中心等。
      寧淮高速公路在淮安段馬壩西互通收費站與南京段永寧服務區分別設置兩個電力監控管理所負責對各自管轄區域內的變電所實施監控、管理及維護功能。監測分中心只對全線各變電所的運行狀態進行監視，不進行控制。
      電力監控系統包括系統的硬件設備、軟件、系統接口及附屬材料，保持正常運營所需的備品備件及專用工具等，并滿足與寧淮高速公路（南京段）其他相關系統的接口與通信功能，并能達到業主對系統維護的要求。系統總體目標是在貫徹安全、可靠、實用、先進和經濟的原則前提下，建設一個標準化、多層次、全方位和集成化的高速公路無人值守配電自動化系統。
 

圖1寧淮高速公路（南京段）江浦變電所電力監控系統結構設計方案
        通信管理機采用C300系列通信控制器，是南瑞自主研制開發的基于PC104主板的工控通信控制系統，采用嵌入式實時多任務操作系統Vxworks，可以提供2～4個以太網絡端口，5～18個串行通信端口。

3寧淮高速公路（南京段）電力監控系統的具體實現方案
        寧淮高速公路（南京段）電力監控系統采用的是新一代電網綜合監控調度自動化系統ON2000，電力監控系統的具體實現方案主要包括三個方面：電力監控管理所系統實現方案 、監測分中心實現方案、變電站系統實現方案，下面將逐一進行介紹。
① 電力監控管理所配置2臺電力監控主機（采用工業級計算機）對各變電站的負荷狀況、負荷分布曲線、重要報警、事故統計、工作狀態等電力監控數據進行調用與監控，完成管轄段內10個監控子站（即變電所）及2個道路照明配電箱的日常監控、管理及維護。電力監控管理所配置1套視頻主機，對全線各變電所視頻圖像進行選擇性調用，并對變電站視頻攝像機進行遠程遙控。電力監控管理所還另設1臺數據庫服務器完成歷史數據的存儲。電力監控管理所電力監控系統主要是采集各監控子站內各監控設備信息等數據，對數據信息進行分析、處理，并以此為依據制定相應的控制方案，同時向變電站內設備發送各種數據信息或控制命令，以保證整個沿線各變電站供配電系統安全、可靠地運行。
② 南京段管理處監測分中心設置1臺電力監控主機（采用工業級計算機）對南京段全線各監控子站及道路照明配電箱的運行及負荷分布狀況、重要報警、事故統計、工作狀態等電力監控數據進行監視，監測分中心對各監控子站及道路照明配電箱的電力設備只進行監視，不進行控制。監測分中心的電力監控主機相當于電力監控管理所電力監控系統的遠程終端，所有數據可與電力監控管理所系統數據同步，數據的處理和存貯均由設在電力監控管理所的電力數據庫服務器來完成。
③ 每個變電站為一個監控子站，監控子站對變電站內的變壓器、高低壓設備、發電機組、變電站環境等進行監視與控制。現場電力設備監控節點采用RS485總線連接，RS485總線通過通信管理機完成規約及接口轉換接入光纖工業以太網交換機，視頻和控制信號通過網絡視頻編碼器轉換后接入光纖工業以太網交換機，各子站通過光纖工業以太網交換機構成光纖環網，將視頻和監控數據送至相應的電力監控管理所。
      電力監控系統總體功能結構可以劃分為：電力參數監控子系統和變電站視頻監視子系統兩部分。如圖2所示：
 

圖2 寧淮高速公路（南京段）電力監控系統功能結構組成圖

（1）電力參數監控子系統
        電力參數監控子系統主要是電力監控主機（電力監控管理所）采集各變電所（監控子站）內各監控設備電力參數信息等數據，以圖形的方式進行實時顯示各監控子站的工作狀態，對數據信息進行分析、處理，并以此為依據制定相應的控制方案，然后向變電站內各監控設備發送各種數據信息或控制命令，以保證整個沿線各變電站供配電系統安全、可靠地運行，實現對各監控子站的遙測、遙信、遙控等功能，同時也可以對沿線設有室外照明的互通路燈進行遠程控制，并把監測到的數據和遠程操作指令等以數據庫形式存放在計算機中，以備日后查詢時調用，同時形成日報表，月報表及年報表等。電力監控管理所的電力監控主機直接負責監視和控制各監控子站的供配電及照明情況，同時將管轄內的各變電站的運行情況（包括歷史數據等必要信息）上傳至南京管理處監控分中心。監控分中心則不直接對電力監控系統進行操作。
       該子系統主要由通信管理機、測控單元等以及數據傳輸通道（冗余光纖以太環網，和變電站視頻監視子系統共用）等共同組成。其中：
1) 各監控子站（老山隧道變電所監控子站除外）的電力參數監控子系統設備有：通信管理機、高低壓測控單元、多回路監控單元、工業以太網交換機及UPS等；
2) 老山隧道變電所監控子站的電力參數監控子系統設備有：通信管理機、高低壓測控單元、多回路監控單元、視頻數據光端機1套（與視頻監視子系統合用）及UPS等；
3) 各道路照明配電箱電力參數監控子系統設備有：低壓測控單元、數據光端機1套等；
4) 電力監控管理所設有電力監控主機2臺、數據庫服務器1臺、以太網交換機1臺、打印機及大屏幕投影機等。
（2）變電站視頻監視子系統
      變電站視頻監控子系統則是對變電站內部的變壓器、發電機、高低壓開關柜等設備及變電站的運行環境（防火、防盜、溫度）等進行視頻圖像監控并能根據現場情況自動報警和自動錄像等，實現對其的遙控功能。
      變電站視頻監視子系統主要用于變電站環境狀況（防火、防盜）的監視，同時對電力參數監控子系統的控制操作進行確認（通過監視變電站現地電力儀表讀數），緊急時用于事件、事故等上傳信息的確認，為選擇電力控制方案提供依據，是電力參數監控子系統的輔助工具，并可以對必要的視頻圖像進行錄像，以便分析及取證。