【摘要】：目前公路隧道無人值守變電所均已設(shè)置了視頻監(jiān)控設(shè)施，在日常運營中由于光線不足，隧道監(jiān)控室人員無法遠(yuǎn)程巡視，存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問題。該問題存在是由于傳統(tǒng)照明方式無法完遠(yuǎn)程開啟照明設(shè)施，文章針對該問題，提出公路隧道無人值守變電所智能照明方案，為隧道變電所照明工程設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵字】：速公路；隧道變電所；智能照明

0引言

速公路沿線隧道變電所承擔(dān)隧道照明、通風(fēng)、監(jiān)控、消防設(shè)施的電源，其安全運行對隧道的安全運營起著至關(guān)重要的作用。隧道變電所具有點多、分散的特點，而且大多數(shù)屬于無人值守變電所，隧道監(jiān)控室已對其進(jìn)行了智能化監(jiān)控管理，但由于光線不足，隧道監(jiān)控室人員無法遠(yuǎn)程巡視，存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問題，為配合視頻監(jiān)控設(shè)施，實現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟照明設(shè)施，隧道變電所智能照明設(shè)計變得十分必要。另外，由于部分速公路沿線無人值守隧道變電所多達(dá)幾十處，當(dāng)出現(xiàn)報警或故障情況時，能夠及時查看變電所現(xiàn)場情況，減少人員趕往現(xiàn)場查看處置，大大減少運營成本。目前，國網(wǎng)變電所由于智能變電站建設(shè)的要求，變電所已按智能照明方式設(shè)計或者改造傳統(tǒng)的照明方式，公路隧道變電所照明目前仍采用傳統(tǒng)照明方式，故從實現(xiàn)公路信息化、智能化的角度，進(jìn)行公路隧道變電所智能照明設(shè)計也是十分有意義的。

1 變電所智能照明技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

變電所智能照明系統(tǒng)采用CAN總線形式智能照明系統(tǒng)，系統(tǒng)主要對變電所建筑各功能房間照明、室外照明進(jìn)行智能控制，也可對完成對開關(guān)量設(shè)備的驅(qū)動或與第三方智能設(shè)備的聯(lián)動。系統(tǒng)中所有單元器件（除電源外）均有物理地址，通過CAN總線將所有模塊組成網(wǎng)絡(luò)，由配置軟件對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置及定義，當(dāng)有信號輸入時，輸入單元將信號通過CAN-BUS總線與相對應(yīng)的控制模塊進(jìn)行通信，由輸出單元做出相應(yīng)的執(zhí)行動作。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由區(qū)域?qū)?，線路層，設(shè)備層組成，每個區(qū)域支持多條線路，每條線路可支持不同類型的模塊或控制面板。

設(shè)備層：設(shè)備層又稱CAN總線層，設(shè)備層所有模塊（除電源外）均具有物理地址，可通過后臺軟件對模塊進(jìn)行設(shè)置及定義，設(shè)備層模塊可通過通信轉(zhuǎn)換模塊接入網(wǎng)絡(luò)交換機。

線路層：每條線路*多可以支持62個設(shè)備層模塊。線路之間通過網(wǎng)絡(luò)交換機相互通信。

區(qū)域?qū)樱簠^(qū)域?qū)?多可以支持62條獨立的線路。

智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

2 系統(tǒng)組成及配電系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)的設(shè)備組成主要有智能照明系統(tǒng)是由系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。系統(tǒng)單元：主機、PC接口等；輸入單元：觸摸屏、智能開關(guān)等；輸出單元：智能繼電器等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、配電箱系統(tǒng)圖如圖2、3所示

圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3配電箱系統(tǒng)圖

智能照明控制系統(tǒng)采用智能控制面板，具有照明、感應(yīng)功能的開關(guān)現(xiàn)場控制，也可根據(jù)不同時間和外部環(huán)境通過軟件編程設(shè)定不同開燈時段，也可通過后臺軟件中央控制，在主控中心對所有照明回路進(jìn)行監(jiān)控，通過電腦操作界面控制燈的開關(guān)。

3 主要設(shè)備選擇

（1）輸出單元選型：輸出單元是智能照明系統(tǒng)中接受總線信號，對終端設(shè)備進(jìn)行控制的驅(qū)動器。變電所智能照明主要輸出單元為繼電器輸出模塊，對各燈光回路、插座或其他設(shè)備進(jìn)行開關(guān)量控制。設(shè)計中選用四路繼電器輸出模塊，八路繼電器輸出模塊。

（2）輸入單元選型：輸入單元是智能照明控制系統(tǒng)中發(fā)送總線信號，對輸出單元進(jìn)行命令控制的總線設(shè)備。變電所智能照明主要輸入單元為智能面板，安裝于現(xiàn)場，用于對燈具的控制。設(shè)計中采用6鍵LCD智能控制面板，8路交流開關(guān)狀態(tài)采集模塊。

（3）系統(tǒng)單元選型：系統(tǒng)單元主要用于總線組網(wǎng)、通信、邏輯存儲，第三方接口通信等功能。

電源模塊：主要為智能照明系統(tǒng)提供DC24V總線電源的系統(tǒng)設(shè)備，內(nèi)置限流器保證總線電源穩(wěn)定與可靠。

智能網(wǎng)關(guān)：智能網(wǎng)關(guān)用于實現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的通信和網(wǎng)絡(luò)管理功能，具有IP網(wǎng)絡(luò)、定時、處理RS232/485數(shù)據(jù)的功能，通過TCP/UDP協(xié)議與管理平臺通信。

4 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設(shè)計，可以任意拼接擴(kuò)展，同時預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現(xiàn)開關(guān)控制；每個模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對單個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

7）點擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時時間，確認(rèn)時間點后，對該事件點執(zhí)行的動作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時間點亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據(jù)天文時鐘控制照明開關(guān)，實現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當(dāng)上位機系統(tǒng)故障或模塊離線時，驅(qū)動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設(shè)備選型

5 結(jié)束語

為踐行數(shù)字交通和智能交通，以信息技術(shù)手段對大量的公路沿線設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌管理是大勢所趨，隧道變電所對保障行車安全地位特殊，無人值守隧道變電所智能照明能夠幫助更好地完成監(jiān)控任務(wù)，解決盲檢、漏檢問題，本文主要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主要功能給出了無人值守隧道變電所智能照明系統(tǒng)方案，為工程設(shè)計提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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1.       【技術(shù)支持衛(wèi)星：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業(yè)能源管控平臺、遠(yuǎn)程預(yù)付費管控云平臺、宿舍預(yù)付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺；

3.       系統(tǒng)解決方案：變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、馬達(dá)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)、動環(huán)監(jiān)控及能效分析系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控裝置、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、余壓監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)；無線測溫系統(tǒng)；

4.       中壓測控裝置：環(huán)網(wǎng)柜綜合保護(hù)裝置、微機保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合測控裝置、線路保護(hù)裝置、配電變保護(hù)裝置、電動機保護(hù)裝置、備自投保護(hù)裝置、電容器保護(hù)裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護(hù)裝置、電流互感器過電壓保護(hù)器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監(jiān)控與保護(hù)：弧光保護(hù)裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達(dá)）保護(hù)器、低壓線路保護(hù)器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網(wǎng)絡(luò)電力儀表、諧波表、電能質(zhì)量表、海拔儀表、逆電流監(jiān)測電表、電子式電能表、導(dǎo)軌式電能表、面板表嵌入式電表、預(yù)付費表、多用戶計量箱、物聯(lián)網(wǎng)儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環(huán)保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉(zhuǎn)換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質(zhì)量治理：有源電力濾波器、中線安防保護(hù)器、諧波保護(hù)器、靜止無功發(fā)生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關(guān)、功率因數(shù)補償控制器、自愈式低壓并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、剩余電流探測器、電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、在線監(jiān)控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監(jiān)測裝置、醫(yī)療機構(gòu)絕緣報警顯示儀、醫(yī)療醫(yī)院用隔離變壓器、工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置、電氣防火限流式保護(hù)器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數(shù)據(jù)中心/鐵塔基站：數(shù)據(jù)采集模塊、機房數(shù)據(jù)柜監(jiān)控裝置、多回路電表、母線監(jiān)控裝置、電力監(jiān)控屏；

11.       智能網(wǎng)關(guān)：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉(zhuǎn)換器）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、串口服務(wù)器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護(hù)器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護(hù)器；

13.       環(huán)保監(jiān)控：油煙在線監(jiān)測儀、環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸裝置；

進(jìn)儲能群、電力群、光伏群；找供應(yīng)商、找客戶、找圈子，

衛(wèi)星：CDD-9888（分享資源 合作共贏）