近年來，隨著我國中西部地區高速公路建設的快速發展，隧道工程不斷增多，隧道建設里程越來越長，大家對隧道供電技術與電力監控技術更加關注和重視。JTG D70/2-2014《公路隧道設計規范》11.5.1中規定，設置中央控制管理設施的公路隧道宜設置電力監控系統。
在高速公路路線設施中，隧道是事故多發點，也是運營管理中的薄弱環節。一般情況下，隧道地處偏僻山區，遠離中央控制管理中心，用電設備比較分散，供電點多，運營管理和維護都十分困難。
采用電力監控系統能夠實現隧道變電站的無人值守，提高運營管理、設備維護的效率，迅速獲知各電氣設備、電氣開關的運行狀態等信息，并及時排除故障，降低故障損失。
設計方案及功能
概述
結合隧道供配電呈帶狀分布、點多分散的特點，我們借助光纖組網的優勢，融合電力自動化、計算機通信組網、自動控制領域的先進技術，設計了SFERE-PMS隧道電力監控系統。
SFERE-PMS隧道電力監控系統，通過設置在分站點的監控設備，實時采集高速公路以及隧道照明、通風等供電設備的運行狀態，重點監視變壓器及關鍵進線、出線回路狀態的監視，采集故障動作信號，加快對電網事故的反映和處理速度，縮短故障的停電時間；全面采集電度數據分析各負荷變化及耗電成本；通過中心監控主站還可以遠程遙控分和相應開關及回路（例如照明、通風回路）。
系統結構
電力監控系統采用以光纖為傳輸介質的工業以太網和以串行通信為主的工業現場總線相結合的上下級分層結構，分為三級結構：
第一級：監控管理層
在管理中心設置電力監控工作站。
電力監控工作站主要完成對隧道各變電站電力監控的高級應用，與其它系統的接口等功能。
主站從各監控子站的電力監控系統中獲取供配電系統的實時數據信息，對各變電站的負荷狀況、負荷分布曲線、重要報警、事故統計、工作狀態等電力監控數據進行調用與統計，從整體上對供配電系統進行監視和控制，分析供配電系統的運行狀態，對整個監控的供配電系統進行有效的控制、管理，使供配電系統處于最優的運行狀態。管理中心將實時地接收各變電站的有效數據，以保證管理中心對供電系統全局運行狀態的掌握并協調各個監控系統之間的運行。
監控管理層主要配置以下軟硬件設備：
電力監控工作站：電力監控運行管理硬件平臺；
電力監控應用軟件：電力監控運行管理軟件平臺。
第二級：通信中間層
各監控子站與管理中心之間的數據傳輸是通過高速光纖通信網來實現的，各監控子站利用光纖通信通道傳輸數據到電力監控工作站進行數據處理。
電力監控利用隧道監控系統提供的通信接口與管理中心進行通信，把電力監控數據傳輸到管理中心電力監控主機。隧道監控系統一般會在每座變電站電力監控子站處提供 100M 通信通道，接口為 RJ45。
每個監控子站設置一臺通信管理機，通信管理機帶有以太網接口，上行接入 100M 光纖通信通道，通過 100M 光纖通信通道與管理中心的電力監控工作站進行通信；通信管理機下行通信接口為 RS485接口，與變電站內的智能保護測控裝置進行通信，采集終端裝置的數據信息，進行協議轉換、數據處理、數據轉發，上傳有效數據至電力監控工作站。
通信中間層主要配置通信管理機，實現監控數據管理、傳輸、轉發、協議轉換等功能。
第三級：終端設備層
即各變電站的監控，原則上每一變電站或設備相對集中的地方為一監控子站。監控子站對變電站內的變壓器、高低壓設備等進行監視與控制。
綜合監控終端設備層裝置采用模塊化、單元化結構、面向對象（高壓進、出線、低壓進線柜、無功補償柜、0.4kV 配電回路、變壓器等設備對象）的數據采集和數據集中轉換傳輸的標準模式配置，主要由 10kV 系統微機保護測控一體化裝置、10kV 電動機保護測控裝置、0.4kV系統三相多功能數字式測控電表、三相多功能數字式電表、單相數字式電流表、低壓電動機保護測控裝置等設備構成。
10kV 微機保護測控一體化裝置完成 10kV 系統的繼電保護功能、數據監測功能（遙測信息）、信息采集功能（遙信信息）、控制輸出（遙控）功能等；
0.4kV 三相多功能數字式測控電表完成數據監測功能（遙測信息）、斷路器狀態及越限控制與報警（遙信信息）、斷路器分、合閘（遙控）功能等；
0.4kV 單相數字式電流表完成單相電流（遙測信息）、斷路器狀態（遙信信息）功能等；
0.4kV 低壓電動機保護測控裝置完成對風機的過熱保護、接地保護、過流保護、缺相保護、不平衡保護、堵轉保護及監測功能；
配電變壓器保護測控裝置完成干式變壓器的溫度監測、風機控制、故障報警等功能。
通信管理機單元與各類智能微機測控終端裝置通過 RS232組網通信來交換信息和傳達命令。
各智能終端安裝在變電站進、出線開關等電力元件的盤面上，主要對電力設備進行數據采集和控制，記錄線路短路和接地故障信息。
系統功能
駕駛艙
展示當前用戶所管理的變電站在地圖上的位置，并通過不同的顏色區分變電站的運行狀態（綠色：運行正常；紅色：報警；黃色：故障；灰色：離線），使用戶直觀、便捷地了解所有變電站的運行概況。
實時監測
實時監測是隧道電力監控系統核心功能模塊。用戶借此掌握被監控站點、回路各層級運行態勢，構建了用戶和數據之間的“快捷通道”。
站點級：
運行監控、系統圖、仿真圖、環境監控、門禁監控、視頻監控、拓撲圖。全面掌握站點狀態，實現站房“無人值守”。
回路級：
實時獲取終端監控設備的運行參數（遙測）、運行狀態（遙信），掌握回路電氣運行態勢，遠程執行設備遙控、遙調命令，發生事件實時提醒。
運行分析
系統對采集到的電能數據進行歷史存儲，操作人員可以通過報表或曲線的形式查詢到過去任意時間段內的數據，如產生滿足用戶要求的電能日報表、月報表、年報表等及各種實時電量（如功率、電流等）的趨勢曲線走勢圖。
對于報表系統需按照用戶具體要求進行定置，做到樣式和數據都完全滿足用戶的打印要求和習慣，并支持導出。
系統可實現用戶實時監控數據的分析需求，可進行極值分析、分時段分析、橫向對比分析、縱向對比分析等。
電能分析
用戶可通過計算機的交互界面對各個回路的各個電量參數進行報警設置，例如可設置某個回路的電流上限值，只要回路電流大于該值，系統立即產生報警，并輸出到計算機界面警告操作用戶（可顯示哪個回路發生了什么報警等）。同時系統記錄所有報警記錄，方便地對各個回路的容量和負載進行分析。
電能質量分析
系統如一個24小時貼身醫生，對電氣線路進行全天候體檢，全面分析病源，開出診斷報告，及時提醒隱患治療，變"被動"為"主動"。系統平臺借助WEB、APP隨時隨地向運維管理人員推送預警信息，指導其開展電能隱患治理，達到消除潛在的電氣火災危險，實現電能的科學管理。
智慧運維
智慧運維管理，可實現對全部配電房進行7*24小時全方位監測，提供全面的運維管理，提高運維效率，保障用電安全。
遠程值守：實現配電站房的環境、安防全方位監測，實現無人值守，提高巡檢效率。
運維管理：對平臺事件進行工單派發、工單修改、工單驗證、工單反饋等操作，歷史工單形成記錄供用戶查詢。
事件管理
系統事件管理的主要功能包括：當前事件、歷史事件，總體上是對系統監控的當前事件和歷史事件進行查詢、管理。
檔案管理
檔案管理分為資產管理和生命周期。
資產管理：對所有接入的設備進行資料登記管理，并添加設備說明書、操作手冊等相關資料，方便相關人員查詢。
生命周期：對所有接入的設備使用日期及有效時間、剩余時間監測，確保設備正常，不影響測量、保護準確性。
系統管理
系統管理包括：通知中心、用戶管理、角色權限、系統日志、賬號管理、界面設置.
通知中心：對平臺通知信息進行統一管理。
用戶管理：對平臺用戶進行維護、新建/刪除用戶、重置密碼的頁面。
角色權限：對系統角色權限進行維護、新建/刪除角色、修改角色權限的頁面。
系統日志：查看用戶對系統層面執行操作記錄。
賬號管理：用戶對自己賬號進行修改密碼、編輯信息的頁面。
