上海某煤氣制氣有限公司項目改造安全用電管理系統(tǒng)的研究及應用

安科瑞  陳聰  周潔

摘要： 安全用電管理平臺是針對我國當前電氣火災事故頻發(fā)而設計的一套電氣火災預警和預防管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算技術、通過物聯(lián)網(wǎng)傳感終端（現(xiàn)場監(jiān)控模塊、傳輸模塊），將供電側、用電側電氣安全參數(shù)實時傳輸至云服務器。安全用電管理云平臺可以不受時間、地點、環(huán)境的限制，自行選擇合適的方式（本地電腦、手機APP、短信）來掌控用電系統(tǒng)的運行情況，做到“早預防、快報警、自診斷、出報告"的工作流程化。

關鍵詞： 安全用電；智慧用電；電氣火災；剩余電流；無線傳輸；云平臺。

0 前言

近年來，我國電氣火災多發(fā)，造成重大人員傷亡和財產損失。為遏制電氣火災高發(fā)勢頭，確保人民群眾生命財產安全，國務院安委會決定在全國范圍內組織開展為期三年的電氣火災綜合治理工作。并發(fā)布《國務院安全生產委員會關于開展電氣火災綜合治理工作的通知》[安委〔2017〕4號]文件。 各省市安監(jiān)委也相繼發(fā)布文件，明確要求各市（州）推廣應用“科技防控•智慧用電"技術，各地要不斷提升電氣火災防控的科技化、信息化和智能化水平。要鼓勵人員密集場所、易燃易爆場所、大型城市綜合體、高層建筑、勞動密集型企業(yè)、物流倉儲企業(yè)、居民小區(qū)推廣運用剩余電流保護裝置等智慧型安全用電隱患監(jiān)管服務平臺，實現(xiàn)對用電設備和電氣線路24小時在線監(jiān)測、異常情況短信提示、掌上巡檢電工、定期形成檢測報告、遠程服務等功能，遏制電氣火災發(fā)生。 本文以上海某煤氣制氣有限公司為例，介紹智慧安全用電管理平臺在工廠改造方面的應用。

1 項目簡介

2020年3月，安全用電管理平臺為上海某煤氣制氣有限公司在機修變電所、液化氣儲運站變電所和排水泵房配電室的饋線回路安裝漏電火災探測器ACRM300T-Z-2G（監(jiān)測1路剩余電流，4路線纜溫度），并通過2G網(wǎng)絡至安全用電管理平臺，對用電設備和電氣線路進行24小時監(jiān)測，智能偵測各用戶電氣火災隱患點，智能調度技術人員快速現(xiàn)場排除，遏制電氣火災發(fā)生，確保企業(yè)生命財產安全。 1）根據(jù)上海某煤氣制氣有限公司實際要求，其本地無專業(yè)服務器運維人員，將安全用電數(shù)據(jù)托管至安科瑞服務器內。由本地配電運維人員通過手機APP，24小時監(jiān)視各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設備狀態(tài)等信息。有助于現(xiàn)場及時發(fā)現(xiàn)的隱患，為企業(yè)老舊線纜的及時檢測及電器使用不規(guī)范，保護與負載不匹配、負載隨意添加和不規(guī)范的分路引線。  

2 參考標準

本次安全用電管理平臺遵循的國家標準有： DL/T 5430-2009   《無人值班變電站遠方監(jiān)控中心設計技術規(guī)程》 GB/T 2887-2011    《計算機場地通用規(guī)范》 Q/GDW 231-2008   《無人值守變電站及監(jiān)控 中心技術導則》 GB 13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》 GB 14287-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》 GB 50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》 GB 50045-1995《高層民用建筑設計防火規(guī)范》 GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》 JG J16-2008《民用建筑電氣設計防火規(guī)范》  

3 系統(tǒng)架構

安全用電管理平臺采用分層分布式結構進行設計，即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和站控管理層，詳細拓撲結構如下：

上海某煤氣制氣有限公司在機修變電所、液化氣儲運站變電所和排水泵房配電室的饋線回路配電柜內安裝漏電火災探測器ACRM300T-Z-2G、剩余電流互感器、溫度傳感器以及電流互感器，用于采集并監(jiān)測當前電氣回路運行狀況。 當漏電火災探測器監(jiān)測到電氣回路中剩余電流、運行電流、溫度、電壓等參數(shù)超標時，馬上發(fā)出聲光報警信號，將信號通過2G/4G/NB無線信號進一步上傳至云端服務器，通過云端服務器提醒智能調度技術人員；每個配電箱內每條重要回路配置一臺ACRM300T-Z-2G，采用2G網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)接收來自漏電火災探測器的電氣參數(shù)，并進一步上傳至云端服務器。  

4 漏電探測器ARCM300T-Z-2G

測量：實時監(jiān)測一路剩余電流、四路溫度、電流、電壓、功率、電能等電參量，遙信輸入、遙信輸出、諧波分析、GPRS無線通訊 遙信：4路開關量輸入 遙控：1路繼電器輸出 通訊：RS485/MODBUS-RTU 顯示：液晶  

5 安全用電管理平臺功能

安全用電管理軟件采用純B/S結構，智能調度技術人員在客戶端可通過IE瀏覽器訪問所有軟件功能，客戶端無需安裝任何客戶端軟件，支持多種平臺訪問，Web終端顯示系統(tǒng)、APP終端軟件、電氣安全終端設備，手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本。 5.1 平臺登陸 用戶通過客戶端電腦瀏覽器直接輸入云服務器域名，通過用戶名及授權密碼，可以直接遠程登陸安全用電管理軟件。

5.2 平臺首頁 通過平臺首頁可以快速瀏覽隱患巡查界面或隱患處理界面、本月隱患、故障統(tǒng)計以及項目信息地圖導航，智能調度技術人員可以及時通過曲線、地圖等各種方式查看隱患數(shù)量、隱患位置、隱患發(fā)生頻率以及任務的接收、下發(fā)情況，并可以通過項目列表、地圖快速查定位需要查詢的項目情況。

5.3 實時監(jiān)控 通過實時監(jiān)控界面，除了可以實時顯示項目所屬客戶、地址、建筑面積、消防設施、安全責任人、設備數(shù)量、探測器數(shù)量等信息，還以更醒目的方式顯示了未處理報警和未處理故障信息，下屬設備和探測器，并可以查看各設備以及探測器基本信息、開關操作、數(shù)據(jù)監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)、參數(shù)設置、歷史信息和報警信息等。

5.4 隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了隱患產生之后下發(fā)工單，所以頁面中只顯示未下發(fā)工單的隱患記錄，包括隱患類型、創(chuàng)建時間、項目名稱、設備ID、位置、故障原因等記錄，并且可以通過“派發(fā)"按鈕，派發(fā)工作任務；隱患處理即工單處理，表示工單需要當前登錄用戶確認，形成隱患處理的閉環(huán)，頁面中只顯示發(fā)給當前登錄用戶且未處理的工單記錄；隱患記錄顯示所有的隱患記錄，可以按照隱患類型（報警、故障）、狀態(tài)（未派發(fā)、已派發(fā)未處理、已派發(fā)已處理）分類顯示，支持按照創(chuàng)建時間、項目名稱、所在區(qū)域等條件來對隱患記錄信息進行針對性的查詢操作。

5.5 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。  

5.6 后臺管理

根據(jù)運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，安全用電管理平臺中也可以提供多種不同的角色：平臺管理員，聯(lián)網(wǎng)用戶等，不同權限的用戶所能查詢的范圍是不同的；用戶可以在后臺管理里添加或者修改所管理的用戶，方便新的需要運維項目接入以及修改；短信接收號碼也可以通過后臺管理模塊進行添加或者修改；

5.7 手機APP功能

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數(shù)據(jù)等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現(xiàn)遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進行遠程參數(shù)設定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠程控制記錄進行查詢；        

6 項目意義

1）數(shù)據(jù)監(jiān)控 系統(tǒng)對過剩余電流、短路、過溫度、過載、過壓、欠壓等電氣故障進行實時監(jiān)控、報警、記錄。更可接入煙感和故障電弧等其他傳感器。

2）云端遠程控制 便捷地對設備進行遠程控制。通過手機或網(wǎng)站能夠遠程對具體設備實施緊急拉閘、設置報警參數(shù)等控制指令。

3）數(shù)據(jù)和隱患分析 數(shù)據(jù)分析結果可以為用戶提供參考價值，及早發(fā)現(xiàn)問題、杜絕隱患。

4）消息提醒 一旦發(fā)生任何電氣報警，用戶APP或手機短信將在5-10秒內到達用戶手機端（視運營商網(wǎng)絡狀況）。

5）權限管理 三級金字塔管理權限。每個項目節(jié)點可指派管理員。金字塔型的權限管理保障了管理、運營、使用的安全和便捷性。

6）大數(shù)據(jù)存儲 云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務，提升了服務質量，能夠追溯至幾年前的數(shù)據(jù)。

7）集中監(jiān)控 數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的2G/3G/4G網(wǎng)絡傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊或運維單位，數(shù)據(jù)可存儲至阿里云。月流量低至每月每設備一元。

8）成本低，部署方便 數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的2G//4G/NB網(wǎng)絡傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊或運維單位，數(shù)據(jù)可存儲至阿里云。月流量低至每月每設備一元。