青岛恒能电气有限公司城市建设项目安全用电管理云平台的设计与应用

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要:安科瑞Acrelcloud-6000安全用电管理平台是针对我国当前电气火灾事故频发而创新的一套电气火灾预警和预防管理系统，该系统是基于移动互联网、云计算技术、通过物联网传感终端（现场监控模块、传输模块），将供电侧、用电侧电气安全参数实时传输至云服务器。安全用电管理云平台可以不受时间、地点、环境的限制，自行选择合适的方式（本地电脑、手机APP、短信）来掌控用电系统的运行情况，真正做到“早预防、快报警、自诊断、出报告"的工作流程化。

关键词:安全用电；电气火灾；剩余电流；无线传输；云平台；

0、前言

　　近年来，我国电气火灾多发，造成重大人员伤亡和财产损失。为有效遏制电气火灾高发势头，确保人民群众生命财产安全，国务院安委会决定在全国范围内组织开展为期三年的电气火灾综合治理工作。并发布《国务院安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知》[安委〔2017〕4号]文件。

　　各省市安监委也相继发布文件，明确要求各市（州）积极推广应用“科技防控•智慧用电"技术，各地要不断提升电气火灾防控的科技化、信息化和智能化水平。要积极鼓励人员密集场所、易燃易爆场所、大型城市综合体、高层建筑、劳动密集型企业、物流仓储企业、居民小区推广运用剩余电流保护装置等智慧型安全用电隐患监管服务平台，实现对用电设备和电气线路24小时在线监测、异常情况短信提示、掌上巡检电工、定期形成检测报告、远程服务等功能，有效遏制电气火灾发生。

　　本文以青岛恒能电气有限公司安全用电管理云平台为例，介绍智慧安全用电管理平台在城市建筑方面的应用。

1、项目简介

　　本项目为青岛恒能电气有限公司用电安全管理系统建设项目，安全用电管理云平台通过物联网技术对电气引发火灾的主要因素（线缆温度、电流、电压和漏电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患（如：线缆温度异常、短路、过载、过压、欠压及漏电等），有效防止电气火灾的发生。

　　坚持“市场主导、引导、单位、社会参与"的原则，加快推动“智慧用电"系统建设，利用物联网、大数据、人工智能等技术和电气安全领域知识，通过数据挖掘分析，提前发现隐患，识别隐患类型，洞察隐患发生发展的规律，进而预测隐患发展趋势，并将相关风险因素和社会化服务体系进行联动，终实现预测预警、隐患治理、社会化服务和信息收集四方联动的安全生产预防体系，提高生产隐患、安全事故“预测预警"和社会化服务的针对性，提升电气火灾安全事故的预警防控能力，实现青岛地区电气火灾事故大幅度降低的目标，确保人民群众生命财产安全得到保障。

2、参考标准

本次安全用电管理平台遵循的国家标准有：

DL/T 5430-2009   《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》

GB/T 2887-2011   《计算机场地通用规范》

Q/GDW 231-2008《无人值守变电站及监控 中心技术导则》

GB 13955-2005 《剩余电流动作保护装置的安装和运行》

GB 14287-2014 《电气火灾监控系统》

GB 50016-2006  《建筑设计防火规范》

GB 50045-1995  《高层民用建筑设计防火规范》

GB 50116-2013  《火灾自动报警系统设计规范》

JG J16-2008       《民用建筑电气设计防火规范》

3、系统架构

　　安全用电管理平台采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层，详细拓扑结构如下：

　　青岛恒能电气有限公司下各子项目用电设备和电气线路配电柜内安装漏电火灾探测器ACRM300T-Z-2G、剩余电流互感器、温度传感器以及电流互感器，用于采集并监测当前电气回路运行状况，当漏电火灾探测器监测到电气回路中剩余电流、运行电流、温度、电压等参数超标时，马上发出声光报警信号，将信号通过2G无线信号进一步上传至云端服务器，通过云端服务器提醒智能调度技术人员；每个配电箱内每条重要回路配置一台ACRM300T-Z-2G，采用2G网络传输数据接收来自漏电火灾探测器的电气参数，并进一步上传至云端服务器；云端服务器通过租借阿里云服务器的模式，安装安全用电平台软件，智能调度技术人员通过客户端（本地电脑、手机APP、短信）接收平台软件提供的各种运行数据以及报警信息，在时间提供维护服务。

4、安全用电管理平台功能

4.1概述

     安科瑞智慧用电管理云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"、用电管理“精细化"的实际需求。

     从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。同时，通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备，有效解决用电单位电气线缆老旧，小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题，及时排除安全隐患。

4.2本平台的整体结构如图所示：

4.3系统功能展示

4.3.1 主页

     用户登录成功之后进入主页，如图所示。主要展示的内容有：项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

4.3.2 智慧用电子系统

     智慧用电子系统可接入电气火灾、故障电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测和母排无线测温探测等。

     针对智慧用电部分，系统提供能耗分析功能，按回路可查询日月年的能耗报表和曲线。

     系统提供谐波监测和三相不平衡分析功能。

     需量监测分析：支持对需量进行逐日、逐月、逐年的统计，并支持需量监测。

4.3.3烟气监测子系统

     烟气监测子系统可以接入NB烟感和NB可燃气体传感器，实现对烟雾、可燃气体等实时监控，当监测数据达到设定阈值时，发出报警信息。

4.3.4视频监控子系统

     视频监控子系统：数据中心收到感应端各子系统报警信息后，可调出报警位置关联的监控摄像头图像，查看报警现场视频辅助进行火情确认。

4.3.5隐患管理      系统在产生报警或隐患后，系统可以针对工程人员派发工单，处理完以后工程人员能够在系统中填写相关工单任务记录，以供历史查询。隐患统计支持对项目进行日、月、季、年的维度查询，并能够自定义时间查询，将项目下隐患以曲线，图表的形式展现。

4.3.6运维管理

     运维管理：系统支持巡检计划和巡检日历，可支持巡检人员使用手机NFC芯片巡检打卡的功能。

4.3.7用户报告

     用户报告：系统按项目提供一个月内的用户分析报告，并支持打印。

6、智慧用电监测装置

概述

    智慧用电在线监控装置是针对0.4kV以下的TT、TN系统设计的智能电力装置，具有单、三相交流电测量、四象限电能计量、谐波分析、开关量输入、继电器输出功能，以及RS485通讯或GPRS无线通讯功能，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。

    产品采用先进的微控制器技术，集成度高，体积小巧，安装方便，集智能化，数字化，网络化于一身，是建筑监控装置预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。同时将原有RS485通讯升级为GPRS无线通讯方式，解决了现场布线难的问题。作为一种先进的智能化、数字化的采集元件，该智能装置已广泛应用于各种控制系统、SCADA系统和能源管理系统。

型号说明

技术参数

平台功能

    保险我司为安全用电平台保险保额为1000万，单事故高可索赔500万，保险内容涵盖了平台、ARCM系列和ACSP限流式保护器以及AAFD故障电弧探测器。

平台价值

⚫安全用电平台通过对用电线路的各种关键电气特征数据，比如线缆温度、电流、剩余电流等等，通过多维度建模分析，更精准的反映用电线路的状态，不仅发现隐患而且能够识别隐患类型；不仅能够识别隐患类型，还能洞悉隐患发生的规律，预测隐患发展的趋势。

⚫平台能有效解决电气线路老化、电气隐患肉眼无法排直观即使排查、隐蔽工程隐患检查难等电气隐患排查问题。通过安全用电云平台对数据的存储、分析及判断，进一步发出调配指令，实现用电安全专业化与统一管理，及时发现电气隐患，预防火灾发生；

⚫安全用电平台让用户了解自身不合理的用电习惯,并转变部分不合理的用电习惯,养成良好的用电意识和习惯,从而达到用电安全的目的，管理人员也可通过平台预测方案，来有计划的推广安全用。提高人员安全意识，杜绝因自身意识问题而引起的电气火灾。

智慧安全用电用户需求

●安装用户

实时监控场所电气设备运行状况

当出现隐患后能及时收到通知

紧急情况下能远程控制电气设备

●运维人员

查看所辖用户设备的实时情况

出现隐患后能及时收到通知

能对用户的设备进行定期巡检维护

提供对应项目的运维报告

对基础数据进行统一管理

产品选型

典型配置方案

ARCM300系列仪表直连平台

a）配置方案

说明：ARCM300-Z-4G和ARCM300-ZD-4G直接上传到平台。

b）安装实例

ARCM300系列仪表接入网关上传到平台

a）配置方案

说明：arcm系列仪表通过485接口连接网关，由网关上传到平台，一个网关下面可以接入30块仪表

b）安装实例

故障电弧探测器和灭弧式保护器接入平台

a）配置方案

说明：故障电弧探测器和灭弧式保护器通过485接口连接网关，由网关上传到平台，一个网关下面可以接入30块设备。

b）安装实例

故障电弧探测器

6、结束语

　　安全用电管理平台的使用，可以帮助各运维企业智能调度技术人员实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患（如：线缆温度及漏电等），有效防止电气火灾的发生。该服务系统能有效解决用电单位电气线缆老旧，小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题，将发现的安全隐患即时通过该服务系统向用电单位管理人员发送预警信息，指导用电单位开展治理，消除潜在安全隐患。推广使用安全用电平台，是从源头上预防电气火灾的有效措施，是引导企业牢固树立安全意识、全面落实安全生产经营企业主体责任，推进企业牢固树立安全生产（经营）技防、物防建设，强化企业（经营）安全生产硬件基础，建立健全企业隐患排查治理机制和提升企业本质安全水平的有力抓手。

作者简介：简婷，女，本科，现就职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为建筑能耗监测系统。