安科瑞方案破局高速电力运维：低压供配电改造与智能监控管理实践

摘要：高速公路低压供配电系统是保障收费站、服务区、隧道通风照明、监控设备等关键设施稳定运行的“生命线”。随着高速公路车流量激增、智能化设备普及，传统低压供配电系统逐渐暴露出容量不足、能耗偏高、运维效率低等问题，亟需通过系统性改造与智能化电力监控管理升级，实现“安全、有效、节能、智能”的运维目标。

关键词：高速公路；低压供配电；系统改造；电力监控；管理水平；安科瑞丁一187+6159=9093。

一、高速公路低压供配电系统改造的核心需求与方向

高速公路低压供配电系统的改造并非简单的设备替换，需结合路段实际负荷特性、未来扩容需求及运维痛点，聚焦“安全性提升、容量适配、能耗优化、可靠性增强” 四大核心方向展开。

（一）核心改造需求：源于场景痛点的准确破局

传统系统的痛点集中体现在三方面：

负荷承载不足：早期设计未考虑智能设备的新增负荷，导致高峰期断路器跳闸、设备宕机，影响通行效率；

安全隐患突出：部分路段供配电设备老化，且缺乏过流、过压、漏电等主动保护机制，易引发火灾或设备损坏；

运维效率低下：设备分布分散，传统运维依赖人工巡检，故障定位耗时，且无法预判设备寿命。

（二）关键改造方向：从“被动维修”到“主动升级”

1. 设备与线路：筑牢安全运行基础

配电设备升级：将老旧的低压配电柜、断路器替换为具备智能保护功能的设备（如带过载、短路、漏电保护的塑壳断路器），同时新增浪涌保护器，抵御雷击或电网波动对敏感设备的冲击；

线路优化改造：对载流量不足的电缆进行扩容，对隧道、收费站等潮湿或粉尘环境的线路采用防水、阻燃电缆，减少绝缘故障风险；

接地系统完善：强化低压系统接地保护，确保设备金属外壳接地电阻≤4Ω，避免人员触电事故。

2. 负荷管理：适配新增需求，预留扩容空间

负荷核算与分区供电：先对收费站、服务区、隧道等不同场景的负荷进行准确核算，再采用“分区配电”模式，避免单一路径故障影响整体运行；

预留扩容接口：在配电柜设计中预留2-3路备用回路，为未来新增设备提供电力接入条件，避免二次改造。

3. 节能改造：降低运维成本，响应“双碳”目标

无功补偿优化：在低压侧加装智能无功补偿装置，改善功率因数，减少电网无功损耗，降低电费支出；

照明与设备节能：将服务区、隧道的传统钠灯替换为LED节能灯具，配套智能调光系统；同时选用能效低的空调、水泵等用电设备，进一步降低能耗。

二、电力监控管理：智能化升级是核心抓手

若说改造是“硬件基础”，则电力监控管理升级是“软件大脑”。通过搭建智能化监控平台，可实现对低压供配电系统的“实时监测、故障预警、远程控制、数据溯源”，改变传统人工巡检的低效模式。

（一）电力监控管理系统的核心架构

高速公路低压电力监控系统需依托 “现场采集层-通讯传输层-平台管理层”三级架构，实现全链路数据打通：

现场采集层：部署智能监测设备，实时获取关键数据

在低压配电柜内安装智能仪表，采集电压、电流、功率、功率因数、电能消耗等电参数；对断路器、接触器等关键设备加装状态传感器，监测开关分合状态、设备温度；针对隧道、服务区等场景，加装电流互感器、电压互感器，确保数据采集的准确性。

通讯传输层：解决“分散设备”的数据互联难题高速公路沿线设备分布分散，需结合场景选择适配的通讯方式。

近距离场景：采用 RS485 总线通讯，稳定传输数据；远距离场景：利用无线通讯转换器，通过4G或LoRa技术实现数据无线传输，避免复杂布线；关键数据加密：对传输数据进行加密处理，防止被篡改或窃取，保障系统安全。

平台管理层：打造“可视化、可控制、可分析”的运维平台

基于云平台或本地服务器搭建电力监控管理平台，核心功能包括：

实时监控可视化：通过电子地图或拓扑图，直观展示各变电所、设备的运行状态，异常数据以声光报警形式提醒；故障预警与定位：平台根据历史数据和实时参数，预判设备故障风险，并准确定位故障位置，缩短排查时间；能耗分析与报表：自动生成日/月/年能耗报表，分析各区域的用电规律，识别高能耗设备，为节能改造提供数据支撑；远程控制与联动：对具备远程控制功能的设备，可通过平台远程操作；同时支持与高速公路监控中心联动。

（二）监控管理升级的核心价值

提升运维效率：人工巡检频次从“每周1次”降至“每月1次”，故障定位时间从“小时级”缩短至“分钟级”。

保障供电可靠性：通过实时监测与预警，将故障停机时间从“数小时”缩短至“半小时内”，如隧道照明故障可快速恢复，避免影响行车安全。

实现准确节能：基于能耗数据识别“高耗点”，通过平台优化运行策略，降低能耗占比。

三、安科瑞电力监控系统产品介绍与选型

（一）概述

Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站稳定、经济运行提供了坚实的保障。

（二）应用场所

办公建筑（商务办公、国家机关办公建筑等）

商业建筑（商场、金融机构建筑等）

旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）

科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑）

通信建筑（邮电、通信、广播、电视等）

交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）

厂矿企业建筑（石油、化工、水泥、煤炭、钢铁等）

新能源建筑（光伏发电、风能发电等）

（三）系统结构

Acrel-2000Z电力监控系统釆用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。

（四）设备选型

四、结束语

高速公路低压供配电系统的改造与电力监控管理升级，是顺应 “智慧交通”发展的必然选择。通过设备升级、线路优化解决“安全与容量”问题，通过智能化监控平台实现“有效运维与节能” 目标，二者结合可显著提升系统可靠性、降低运维成本。