概述
西部大通道包(頭)北(海)線陝西境黃陵至延安高速公路，全線監控系統含隧道22座(單洞)，其中在道南、漢寨、四號溝、山神廟、新窯溝設五處隧道管理站。本文以新窯溝隧道管理站爲例介紹黃延告訴隧道配電自動化監控系統。
黃延高速隧道箱變供電監控系統由設於新窯溝管理站和延安的控制中心的調度端、監控終端及通信網絡組成。山狼岔隧道10／0，4kV兩個箱式變電站、新窯溝隧道兩個10／0.4kV箱式變電站、棗園隧道三個10／0.4kV箱式變電站等監控終端均納入黃延高速隧道箱變供電監控系統。10／0.4kV箱式變電站設電力監控終端，對高壓環網進線單元、變壓器、低壓回路等進行測控。
1.1 系統構成
黃延高速隧道箱變供電監控系統總體上滿足了供電系統生產過程的需求，即提高了供電質量；同時又注重了計算機系統的利用率，實現數據資源開放、資訊共享，充分發揮計算機管理的潛能。結構劃分四個部分(也稱四個層次)。第一層，以局域網爲數據傳輸平臺的主系統，包括資訊服務器、數據樞紐機、中心監控站、工作站、交換機和其他數據表現設備，完成實時數據的檢測處理、實時資訊發佈以及對設備的執行控制；第二層，主系統到監控設備(RTU)以及監控設備到主系統的雙向數據通道，稱爲數據傳輸信道。數據傳輸信道可支援多種形式，如無線、有線、載波、微波、光纜、GPRS網絡或CDMA網絡等。出於控制的需要和用戶現實情況的考慮，數據傳輸信道通常滿足實用性、穩定性、安全性、可實施性；第三層，供電所現場的監控設備(RTU)，完成數據採集(包括狀態量、模擬量和數字量等)、供電線路的分閘、合閘控制以及有載調壓的控制。供電線路的分、合控制執行來自主系統的操作命令；有載調壓的控制則是在一定控制要求下完成對輸出電壓的連續調節；第四層，數據傳感器和執行機構，對於電力控制系統一般採用高精度交流採樣設備(CT、PT)和算法完成對電流、電壓、有功、無功、周波以及力率的採集；執行機構執行命令，完成控制動作。
1.2 傳輸構成
黃延高速隧道箱變供電監控系統監控中心局域網由冗餘交換以太網構成。數據傳輸率不低於100M，採用TCP／IP協議和c／s結構。SCADA系統設定冗餘的系統服務器支援全系統工作。設定電力調度總站(SCADA操作員站)，並可設定工程師維護工作站。中心設備可採用I+N冗餘方式，當一臺計算機故障時，系統中任意一臺計算機都可以作爲他的備用，只要中心有一臺計算機設備正常工作，系統就能實現正常的自動化監控。
2 監控中心繫統功能
1、遙控
電力監控中心對接入系統的任何一個可遙控的對象進行合、分遙控。遙控方式分爲單步選點、多步標準控制序列。
A)單步選點——操作員調出被控對象所在畫面，滿足閉鎖關係條件下選擇被控對象進行操作。
B)多步標準控制序列
同一變電站或多個變電站的多個受控對象按照一定的安全連鎖關係定義爲一個順序操作序列。順控配置可編輯當順控執行過程中檢測出安全連鎖關係不滿足繼續執行的條件時，順控中斷。操作員調出順序控制序列畫面，選擇被控序列進行操作。順序操作一旦被啓動執行，將自動地按照控制序列執行，不需人工干預。
C)選線——多個變電所的單步選點式或多步選站式操作可以定義爲一個選線式操作，操作員調出選線控制畫面，選擇被選線進行操作。
2、遙信功能
遙信分爲位置狀態遙信和保護遙信。位置狀態遙信分爲單位置遙信和雙位置遙信，保護遙信爲單位置遙信。
位置狀態遙信包括各種開關、刀閘、接觸器的臺、分狀態，開關手車的工作、試驗位置狀態，溫度檢測設備的過限與否等。
保護遙信分爲事故遙信和預告遙信。事故遙信指設備停電、停運的事故信號，預告遙信指不影響設備繼續執行的故障信號。
3、遙測功能
各變電站內測量對象的交流相／線電壓、交流電流，有功、無功功率，有功、無功電度，功率因數，直流電壓，直流電流，變壓器溫度等電氣量送至監控系統。
遙測以循環方式(CDT)進行採集。系統對遙測信號可進行量程檢查，超量程報警。在數據庫中爲遙測信號可設定下限值，如果在下限值範圍內時可嵌位成零。
4、操作員強制(人工置數)和禁止處理
具有權限的操作員可以透過操作命令人工設定遙信點的狀態和遙測點的`數值。
當系統無法採集到某個設備(如開關、刀閘等)的狀態或採集到的數據不可信時，用戶可以將該設備置於人工置數狀態，然後人工修改它的值，此時，該設備的數據不再更新。
5、系統權限管理
系統權限可分多個級別(至少六級)，系統管理員可透過權限管理模組爲各級操作人員靈活配置功能權限，並設口令字用以對每一位進入系統的人員進行嚴格的登入，清楚地分辨、記錄進入系統和進行操作的人員，以確定訪問者的管理範圍。
6、圖形畫面
現場設備的執行狀態，各種遙測、遙信數據，都可以透過各種圖形直觀地展示給用戶，並根據數據庫的變化自動重新載入。
7、資訊處理和顯示
各被控站上位監控單元將各種不同類型的資訊實時地傳遞到監控中心，實現調度指揮中心透過顯示裝置對各被控變電站供電設備執行狀態的監視。模擬開關狀態的顯示顏色可根據用戶要求定義。
8、報警
系統設備發生故障或異常時自動發出報警信號，報警信號進入報警表並可以在畫面顯示裝置或者操作員工作站顯示。
報警信號類型包含聲音報警(音量可調)、語音報警(音量可調)、文字報警、打印報警、推畫面報警、等幾種方式。
9、數據處理
系統提供將數據庫中的數據進行算術及邏輯運算的功能，其結果可存入實時數據庫和歷史數據庫中，形成新的數據點。
10、供電系統執行情況的數據歸檔和統計報表功能
分門別類儲存操作資訊、報警資訊，以進行查詢和故障分析；實現測量數據的日報、月報、年報的統計報表並可進行分析。系統可根據調度人員的要求，建立各種檔案報表，採用自動或手動方式錄入數據。
11、打印功能
所有報表、報警、圖形等都可以透過監控中心任一臺操作員站在網絡打印機上打印出來。
12、在線幫助使用功能
系統附設在線幫助使用功能，在線幫助功能能夠引導用戶一步一步進行各種操作、畫面組態、報表組態等。
13、資訊查詢
用戶可設定時間和項目在系統中查詢各種歷史資訊。查詢方式和類型包括以下方式：數據查詢方式，曲線方式，數值方式，記錄查詢方式，報警資訊查詢等。
3 監控中心設定
1、延安監控中心建立監控中心，設定數據存、儲維護服務器一臺，完成數據通訊、數據分發、資訊儲存等任務的調度和管理。
2、設定兩臺監控工作站爲監控調度的局域網平臺。
3、中心監控系統配置一臺激光A3打印機，以打印輸出圖形畫面、實時數據報表、歷史數據報表以及數據曲線等(在需要的時候)。
4、爲使用方便系統留有即插即用端口，以備在需要時臨時加入網絡工作。
5、新窯溝管理站建立監控系統站，設定監控系統工作站一臺。
4 結論
該系統是一套融合現代電網最新控制技術、計算機網絡通信技術、計算機圖形處理技術、嵌入型實時操作系統和數據庫系統技術、專家系統技術的電力控制系統，黃延高速公路透過採用這套電力監控系統實現了對收費站配電房供電系統執行情況的遠程監控和無人值守，爲高速公路的收費系統、監控系統和通信系統提供了安全、穩定的電力保障。