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【摘要】京承高速公路起点位于司马台北三公里北京与河北交界处，终点为承德南枢纽互通，省内路线全长76.604Km，设计全长78.464Km。监控中心设置在承德交通控制大厦内。其中司马台隧道监控所与京冀界主线站合建，何家沟、塔沟隧道监控所与滦平互通收费站合建，秋窝梁隧道监控所与承德南主线站合建。 该机电工程包括：通信系统、监控系统、收费系统、通风照明系统、供配系统，共计5个系统。
【关键词】电力监控；隧道
Chengde expressway tunnel design power monitoring report
Li Xi-yuan
（Shaanxi Han Tang Computer Co., Ltd Xi'an Shaanxi 710000）
【Abstract】Chengde expressway starting in Taipei, three km Sima junction of Beijing and Hebei, Chengde end hub for the exchange, the province line length 76.604Km, design length of 78.464km. Monitoring center set up in Chengde traffic control building. Monitoring of the tunnel which Simatai Beijing and Hebei and the main line station in building sector, where Ravine, control tower Tunnel toll station of the exchange together with the construction of Luanping autumn nest monitoring the beam tunnel and Chengde in building the main line station. The mechanical and electrical engineering including: communications system, monitoring system, charging system, ventilation, lighting systems, supply and distribution system, a total of five systems.
【Key words】Power monitoring;Tunnel
1. 引言
京承公路机电工程由陕西汉唐计算机有限责任公司负责施工，我在项目中担任项目总工。下面对公路隧道中电力监控的设计和实施做一方案论述。
2. 电力监控系统需求分析
由于隧道是高速公路的特殊路段，隧道内的照明通风等至关重要。这一切都需要不间断的供电系统作保证，应急电源EPS系统能够弥补市电断电后继续保证设备正常运行这一要求，但是由于受到EPS供电时间的影响，对EPS状态监控显得尤为重要，电力监控软件系统实时对EPS进行监控，提供EPS设备的当前的状态及隧道电力供应情况，供隧道所相关管理人员采取相应得应急措施，为隧道交通安全提供良好的运营环境。
3. 电力监控系统的紧迫性、和必要性。
目前隧道供电采用的市电供电，自从隧道开通以来，特别是塔沟、何家沟隧道经常性发生停电，不能保证隧道内的供电，由于应急电源的供电时间有限制，如不能够及时发现应急电源的用电状态，不及时进行发电补充，经常性的造成EPS应急电源的亏损，对应急电源系统将是一个不可估量的损失。目前提出的利用隧道内开启应急照明组数来反映市电的状态是一种不能够客观反映真实情况的想法。我们经过多次试验都是不成立的。并且不能够准确判定当前应急电源的状态。隧道应急照明供电采用EPS应急电源供电，而控制照明的PLC设备供电也采用EPS应急电源，如果市电断电后，隧道内的照明控制方式不会改变，故采用上述方式无法进行判定市电状态。因此采用监控隧道EPS电源系统是一种比较客观和实际反应隧道供电情况的做法。
4. 电力监控系统详细设计。
4.1 EPS分布情况：在秋窝梁隧道安装2台应急动力电源和4台应急照明电源；何家沟隧道安装1台应急动力电源和4台应急照明电源。塔沟隧道安装2台应急照明电源。对这3条隧道的EPS电源系统进行监控，可随时掌握隧道电力供应情况。
4.2 电力监控系统传输链路。通过EPS提供标准的MODBUS RTU通信方式，并按照以下格式设置通信口：波特率： 9600bps； 8个数据位； 无奇偶验位； 2个停止位；CRC（循环冗余检测）经由隧道内安装的工业级产品PLC通信模块，上传至隧道监控所，由隧道监控所的电力监控计算机汇总处理。
5. 电力监控软件方案实施
5.1 电力监控软件提供的功能：提供市电A、B、C三相电压；逆变A、B、C三相电压；A、B、C三相负载电流。和电池总电压。如图1所示。
5.2 电力监控软件提供的报警信息。如图1所示在监控软件比较醒目的位置提示当前报警的状态。并在报警产生时，电力监控计算机发出声音提示告警。
5.3 对EPS信息的查询功能如图2所示。
5.4 对报警解释信息。
（1）市电状态：是指设备交流输入市电发生掉电，缺相，电压高或低等异常情况。
（2）逆变状态：是指逆变器正常工作或发生无逆变输出，输出电压高低 等异常情况。
（3）运行状态：是指设备当前工作于自动转换或手动转换方式。
（4）负载位置：是指接于该设备的负载是由市电供电还是由逆变供电。
（5）强制运行：设备是否强制运行表明电池保护开关是否有效。如果设备处于强制运行状态则电池保护开关无效。
（6）电池状态：是指蓄电池组中任何一节电池的正常或者故障。
（7）充电状态：是指设备内部充电器工作的正常或者故障。
（8）输出状态：是指设备内部每一路输出分路的正常或者故障。
采用本方案实施隧道电力后，意外停电能够及时准确的反馈给了监控人员，及时采取措施启动发电设施，使隧道内的照明通风设备一直运行良好。本方案总结了我公司多年来在高速公路监控、隧道监控系统研究、设计、建设和管理方面所取得的成果和经验，立足于控制理论与高速公路交通、隧道监控系统工程的结合，根据京冀界至承德段高速公路机电工程隧道监控系统的实际情况，并进行充分论证，力图为业主提供一套高速公路及隧道监控系统的最优设计方案，以确保系统可靠、技术先进、使用方便、造价合理。
［文章编号］1006-7619（2011）07-15-733
【关键词】电力监控；隧道
Chengde expressway tunnel design power monitoring report
Li Xi-yuan
（Shaanxi Han Tang Computer Co., Ltd Xi'an Shaanxi 710000）
【Abstract】Chengde expressway starting in Taipei, three km Sima junction of Beijing and Hebei, Chengde end hub for the exchange, the province line length 76.604Km, design length of 78.464km. Monitoring center set up in Chengde traffic control building. Monitoring of the tunnel which Simatai Beijing and Hebei and the main line station in building sector, where Ravine, control tower Tunnel toll station of the exchange together with the construction of Luanping autumn nest monitoring the beam tunnel and Chengde in building the main line station. The mechanical and electrical engineering including: communications system, monitoring system, charging system, ventilation, lighting systems, supply and distribution system, a total of five systems.
【Key words】Power monitoring;Tunnel
1. 引言
京承公路机电工程由陕西汉唐计算机有限责任公司负责施工，我在项目中担任项目总工。下面对公路隧道中电力监控的设计和实施做一方案论述。
2. 电力监控系统需求分析
由于隧道是高速公路的特殊路段，隧道内的照明通风等至关重要。这一切都需要不间断的供电系统作保证，应急电源EPS系统能够弥补市电断电后继续保证设备正常运行这一要求，但是由于受到EPS供电时间的影响，对EPS状态监控显得尤为重要，电力监控软件系统实时对EPS进行监控，提供EPS设备的当前的状态及隧道电力供应情况，供隧道所相关管理人员采取相应得应急措施，为隧道交通安全提供良好的运营环境。
3. 电力监控系统的紧迫性、和必要性。
目前隧道供电采用的市电供电，自从隧道开通以来，特别是塔沟、何家沟隧道经常性发生停电，不能保证隧道内的供电，由于应急电源的供电时间有限制，如不能够及时发现应急电源的用电状态，不及时进行发电补充，经常性的造成EPS应急电源的亏损，对应急电源系统将是一个不可估量的损失。目前提出的利用隧道内开启应急照明组数来反映市电的状态是一种不能够客观反映真实情况的想法。我们经过多次试验都是不成立的。并且不能够准确判定当前应急电源的状态。隧道应急照明供电采用EPS应急电源供电，而控制照明的PLC设备供电也采用EPS应急电源，如果市电断电后，隧道内的照明控制方式不会改变，故采用上述方式无法进行判定市电状态。因此采用监控隧道EPS电源系统是一种比较客观和实际反应隧道供电情况的做法。
4. 电力监控系统详细设计。
4.1 EPS分布情况：在秋窝梁隧道安装2台应急动力电源和4台应急照明电源；何家沟隧道安装1台应急动力电源和4台应急照明电源。塔沟隧道安装2台应急照明电源。对这3条隧道的EPS电源系统进行监控，可随时掌握隧道电力供应情况。
4.2 电力监控系统传输链路。通过EPS提供标准的MODBUS RTU通信方式，并按照以下格式设置通信口：波特率： 9600bps； 8个数据位； 无奇偶验位； 2个停止位；CRC（循环冗余检测）经由隧道内安装的工业级产品PLC通信模块，上传至隧道监控所，由隧道监控所的电力监控计算机汇总处理。
5. 电力监控软件方案实施
5.1 电力监控软件提供的功能：提供市电A、B、C三相电压；逆变A、B、C三相电压；A、B、C三相负载电流。和电池总电压。如图1所示。
5.2 电力监控软件提供的报警信息。如图1所示在监控软件比较醒目的位置提示当前报警的状态。并在报警产生时，电力监控计算机发出声音提示告警。
5.3 对EPS信息的查询功能如图2所示。
5.4 对报警解释信息。
（1）市电状态：是指设备交流输入市电发生掉电，缺相，电压高或低等异常情况。
（2）逆变状态：是指逆变器正常工作或发生无逆变输出，输出电压高低 等异常情况。
（3）运行状态：是指设备当前工作于自动转换或手动转换方式。
（4）负载位置：是指接于该设备的负载是由市电供电还是由逆变供电。
（5）强制运行：设备是否强制运行表明电池保护开关是否有效。如果设备处于强制运行状态则电池保护开关无效。
（6）电池状态：是指蓄电池组中任何一节电池的正常或者故障。
（7）充电状态：是指设备内部充电器工作的正常或者故障。
（8）输出状态：是指设备内部每一路输出分路的正常或者故障。
采用本方案实施隧道电力后，意外停电能够及时准确的反馈给了监控人员，及时采取措施启动发电设施，使隧道内的照明通风设备一直运行良好。本方案总结了我公司多年来在高速公路监控、隧道监控系统研究、设计、建设和管理方面所取得的成果和经验，立足于控制理论与高速公路交通、隧道监控系统工程的结合，根据京冀界至承德段高速公路机电工程隧道监控系统的实际情况，并进行充分论证，力图为业主提供一套高速公路及隧道监控系统的最优设计方案，以确保系统可靠、技术先进、使用方便、造价合理。
［文章编号］1006-7619（2011）07-15-733