一、方案背景

高速公路配电站为高速公路的运行管理提供可靠稳定的电源,配电站一旦出现问题,会影响高速公路通信系统、监控系统、收费系统、供配电系统、照明系统、通风系统的正常使用,后果不堪设想。

高速公路的收费站、服务区、隧道站均配有相应的配电站,各配电站之间距离远、分布分散,仅仅依靠人工方式进行巡视与运维,不仅成本高、并且不能及时发现问题,效率差,影响电力系统的保障成效。

高速公路隧道一般情况下都是通过通风、照明、消防及机电设施来保障其安全运营,但随着隧道建设长度的不断增加,供配电的可靠性就是我们必须考虑的一个重要问题。

因此针对高速公路配电站的特点,需要设计一体化的动力环境远程监控解决方案,内容涵盖:供配电、UPS 、蓄电池、开关电源、空调、温湿度、门禁、消防、防雷、视频、网络等内容。提高运维效率、确保高速路配电站安全。

二、方案目标

为高速公路收费站、服务区、隧道站的配电站提供动环监控整体解决方案,实现集中实时监控、远程维护管理、故障预警通知、历史数据查询及无人值守的等功能。

三、方案简介

FCU1301嵌入式控制单元是面向于机房动力环境监控、物联网等数据采集应用推出的工业级网关类产品。

采用核心板+扩展底板的方式,便于维护、降低成本的同时兼顾了稳定性。其核心模块采用已在医疗、电力、轨道交通、工业控制等行业成熟稳定应用的FET335xD核心板。

优化的接口布局,便于用户集成到1U机箱中,提高客户组装工作的效率。同时预留扩展接口及可选配的WIFI、GPRS、4G模块,为客户的产品差异化留有空间。

▎其特点如下:

★支持9~36V宽电压输入,同时具备主电、备电、电池三重供电保障

★支持2路Ethernet,隔离保护设计

★支持8路RS485,可复用为RS232,隔离保护设计

★支持12路DI,干接点输入,隔离保护设计

★支持4路DO,继电器输出,触点容量5A 250VAC、5A 30VDC

★支持2路CAN,隔离保护设计

★支持2路USB Host,便于用户扩展

★支持WIFI STA和AP双模式,选配模块

★支持GPRS、4G,选配模块

★支持外扩存储卡

使用FCU1301嵌入式控制单元,监控内容涵盖供配电、开关电源、环境监控、 UPS、安全监控等内容,基于上高速公路配电站动力环境监控方案,实现了集中实时监控、远程运行管理、故障预警通知、历史数据查询、机房无人值守。

▎使用FCU1301应用在供配电站可以实现的功能:

① 远程测量(AI、DI),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。

② 远程信号,将各断路器位置状态、继电保护与自动装置动作状态信息采集传输至调度中心。

③ 远程遥控,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。

④ 远程调节,从调度中心发出命令实现远方调整变电站的运行参数。

⑤ 数据采集模块,完成对现场环境安全和状态参量的实时采集,和现场的智能设备通信并将数据打包上传至监控指挥中心。

⑥ 监测模块,用于电池充电电路状态输出开关量采集或用于电池房间防盗或烟雾传感器的状态采集。

⑦ 温湿度传感器,用来测量室内的温湿度。

⑧ 烟雾传感器,用来探测室内烟雾浓度,超过限值便自动报警。

⑨ 积水传感器,由探测器和控制器组成。在无浸水情况下,两根线间电阻为无限大;浸水后,达到低阻的稳定状态。

⑩ 双鉴探测器,即被动红外探测加上微波探测,以此减少误报警现象,从而作出正确的判断。

使用FCU1301做动环监控的优势特点

1. 为上百个变电站提供了解决方案

2. ARM架构,Linux操作系统,软硬件高度一体化的解决方案

3. 涵盖动力监控、环境监控、安全监控和网络监控

4. 安装施工、维护简单

5. 提高了运营效率,保障了交通安全

6. 能够实时检测信号并做出快速而准确的反应

7. 1U标准机箱尺寸,安装方便。接口隔离防护设计,更稳定

8. 具备丰富的接口,便于扩容、稳定性好、存储能力强、数据处理能力强

四、方案架构

该方案基于飞凌FCU1301嵌入式控制单元,以机房监控一体化主机为核心,构建了完整的高速公路配电站动力环境监控系统,监控对象以RS485等方式直接接入主机,减少了中间环节,性能更稳定更可靠,成本更有优势。既能作为一个独立系统完成数据采集、存储、分析、报警,同时也能联网到上级集中管理平台。

五、应用价值

1. 能够实现对配电站设备多层次立体监控

监控内容包含:运行情况、机柜微环境、机房整体环境。将机房所有信息以数据、列表、图像等多元方式形象地呈现给机房管理人员,使得机房管理更加合理、高效。

2. 真正实现了配电站24小时无人值守

用户能够随时随地通过网络远程查看机房的运行情况,无需面临高辐射危害对机房进行实地值守。

3. 达到快速预警的目的

系统具备丰富有丰富的预警方式和预警流程保证相关人员能够收到警讯,管理人员可以以一种更快速、更准确的方式发现被管理设备所出现的故障。从而为故障的修复,以及服务的恢复争取了宝贵的时间,提升了整个基础架构的可用性。

4. 提高交通部门的自动化、信息化管理水平

系统可对运行数据进行统计分析,提供多样性的报表,比如机房用电统计、设备故障分析,温湿度变化分析等。