公路隧道电气管理硬件解决方案

点击次数：791 更新时间：2021-01-26

1. 概述

我国公路隧道较多，公路隧道用电费用相当惊人，而国内又缺少对公路隧道电气管理的进行相关研究。通过探索实践，采用系统化的方法和技术手段可以在保障电气安全及设备稳定运行的同时，实现节能降耗，进而为后续的研究工作奠定基础。

1. 现状

隧道是公路的主要耗能结构物，而隧道的能耗主要分布在照明系统、通风系统、供配电系统和其他机电子系统，虽然目前已经使用了能源管理系统，但给出的数据无法满足有效管理需求，存在以下不足：

电能数据采集粗放，缺少能耗分类，无法体现能耗结构和能流情况。

监测内容未考虑电能质量影响，电气安全存在隐患，无法对电气故障溯源分析。

自动化程度低，现有系统不能有效促进能耗管理水平，未减轻运维人员的作业负荷。

分散的数据，难以为实现隧道节能潜力诊断和节能绩效评价技术的研究提供依据。

1. 电能监测

公路隧道能源管理的对象主要为电、水和石油。在隧道运营期，隧道主要耗能为隧道机电系统所耗费的电能，电能管理至关重要。目前的能源管理系统采集到的电能数据十分有限，增加电能采集装置势在必行。经过调研和勘查，结合现场环境，施工难度和成本投入等一系列影响，电能按以下方式开展监测。

对于空间有限，电流小于80A的电气柜，以照明配电箱为代表，理想的解决方案是在不影响现有结构的同时，通过简单增加ENERGYSENS 多回路电量采集装置即实现能源流向的可视化监测。

ENERGYSENS可以同时测量多条回路的电能、功率、电流、电压、频率等电量参数，安装方式简单似带帽穿衣，极低的自身能耗，极精致的体积，轻松安装在电气柜断路器位置即可实现能源数据的采集监控。

于空间有富余的电气柜，以泵房电源柜为代表，采用7cm宽的精巧型电量表ENERGYMID记录电能及电能质量数据，同时支持故障报警、现场提示和数据远传。

在不改动目前电气回路的情况下，实现电能管理透明化、可视化，配合软件系统寻找节能的潜力和途径，对于节能改造后的效果也可以提供数据支撑。

1. 电能质量

隧道供配电系统的电能质量，对节能效果有直接影响，对隧道机电设施的稳定运行与寿命更具有关键意义。电能质量问题可使将造成设备预期质量下降或者管理秩序紊乱，雷击或者短路还可能造成重大经济损失和不良的社会影响。

电能质量问题和危害如下：

隧道照明光源通常采用的LED照明灯，作为主要的谐波源持续增加线路损耗，并对供电回路的稳定性造成影响；而雷击，绝缘下降带来的短路故障，又进一步造成关键设备的失效损坏。例如暴雨情况下，供电回路受雷击影响造成潜水泵失效，现场难以快速抢修，后果轻则道路中断、重则人命关天。

目前的供配电系统*缺少对电能质量的有效监测。在关键位置监测电能质量，使用认证级带有波形记录和标准分析功能的PQ3000，发现用电过程中的潜在问题，为查找电气故障原因提供有用的线索，分享经验，为后期采取措施避免故障做好准备。