上海某煤气制气有限公司项目改造安全用电管理系统的研究及应用

安科瑞  陈聪  周洁

摘要： 安全用电管理平台是针对我国当前电气火灾事故频发而设计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，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；智慧用电；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）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，遏制电气火灾发生。 本文以上海某煤气制气有限公司为例，介绍智慧安全用电管理平台在工厂改造方面的应用。

1 项目简介

2020年3月，安全用电管理平台为上海某煤气制气有限公司在机修变电所、液化气储运站变电所和排水泵房配电室的馈线回路安装漏电火灾探测器ACRM300T-Z-2G（监测1路剩余电流，4路线缆温度），并通过2G网络至安全用电管理平台，对用电设备和电气线路进行24小时监测，智能侦测各用户电气火灾隐患点，智能调度技术人员快速现场排除，遏制电气火灾发生，确保企业生命财产安全。 1）根据上海某煤气制气有限公司实际要求，其本地无专业服务器运维人员，将安全用电数据托管至安科瑞服务器内。由本地配电运维人员通过手机APP，24小时监视各探测点的剩余电流、温度、电压、电流、谐波、功率、电能及其他设备状态等信息。有助于现场及时发现的隐患，为企业老旧线缆的及时检测及电器使用不规范，保护与负载不匹配、负载随意添加和不规范的分路引线。  

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：

上海某煤气制气有限公司在机修变电所、液化气储运站变电所和排水泵房配电室的馈线回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/4G/NB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。  

4 漏电探测器ARCM300T-Z-2G

测量：实时监测一路剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、谐波分析、GPRS无线通讯 遥信：4路开关量输入 遥控：1路继电器输出 通讯：RS485/MODBUS-RTU 显示：液晶  

5 安全用电管理平台功能

安全用电管理软件采用纯B/S结构，智能调度技术人员在客户端可通过IE浏览器访问所有软件功能，客户端无需安装任何客户端软件，支持多种平台访问，Web终端显示系统、APP终端软件、电气安全终端设备，手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本。 5.1 平台登陆 用户通过客户端电脑浏览器直接输入云服务器域名，通过用户名及授权密码，可以直接远程登陆安全用电管理软件。

5.2 平台首页 通过平台首页可以快速浏览隐患巡查界面或隐患处理界面、本月隐患、故障统计以及项目信息地图导航，智能调度技术人员可以及时通过曲线、地图等各种方式查看隐患数量、隐患位置、隐患发生频率以及任务的接收、下发情况，并可以通过项目列表、地图快速查定位需要查询的项目情况。

5.3 实时监控 通过实时监控界面，除了可以实时显示项目所属客户、地址、建筑面积、消防设施、安全责任人、设备数量、探测器数量等信息，还以更醒目的方式显示了未处理报警和未处理故障信息，下属设备和探测器，并可以查看各设备以及探测器基本信息、开关操作、数据监控、实时数据、参数设置、历史信息和报警信息等。

5.4 隐患管理

隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录，隐患巡查的目的是为了隐患产生之后下发工单，所以页面中只显示未下发工单的隐患记录，包括隐患类型、创建时间、项目名称、设备ID、位置、故障原因等记录，并且可以通过“派发"按钮，派发工作任务；隐患处理即工单处理，表示工单需要当前登录用户确认，形成隐患处理的闭环，页面中只显示发给当前登录用户且未处理的工单记录；隐患记录显示所有的隐患记录，可以按照隐患类型（报警、故障）、状态（未派发、已派发未处理、已派发已处理）分类显示，支持按照创建时间、项目名称、所在区域等条件来对隐患记录信息进行针对性的查询操作。

5.5 统计分析

统计分析包括数据汇总和分析报告，数据汇总以曲线和表格形式显示各个月份的报警和故障记录，同时显示控制日志，支持按照控制类和参数设置类分别显示，也可以按照操作是否成功分别显示，包括此次控制的操作情况，项目名称，设备信息以及对应的操作时间等；分析报告包括总体概况和设备回路特征分析。  

5.6 后台管理

根据运维调度管理的需要，智能调度技术人员可以分为不同角色，安全用电管理平台中也可以提供多种不同的角色：平台管理员，联网用户等，不同权限的用户所能查询的范围是不同的；用户可以在后台管理里添加或者修改所管理的用户，方便新的需要运维项目接入以及修改；短信接收号码也可以通过后台管理模块进行添加或者修改；

5.7 手机APP功能

手机APP软件具有IOS版本和安卓版本，并与电脑终端系统的数据同步，能展示剩余电流、温度、电压、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线；短路、断线、漏电、超温、过压、欠压、过流等电气故障实时报警数据等；能实时显示项目地理位置、未排除隐患数、未处理巡检数等；通过APP消息推送的方式提醒用户实时报警信息；可以实现远程复位、远程分闸功能；可以对所有现场探测器进行远程参数设定及修改；可以对所有现场探测器的远程控制记录进行查询；        

6 项目意义

1）数据监控 系统对过剩余电流、短路、过温度、过载、过压、欠压等电气故障进行实时监控、报警、记录。更可接入烟感和故障电弧等其他传感器。

2）云端远程控制 便捷地对设备进行远程控制。通过手机或网站能够远程对具体设备实施紧急拉闸、设置报警参数等控制指令。

3）数据和隐患分析 数据分析结果可以为用户提供参考价值，及早发现问题、杜绝隐患。

4）消息提醒 一旦发生任何电气报警，用户APP或手机短信将在5-10秒内到达用户手机端（视运营商网络状况）。

5）权限管理 三级金字塔管理权限。每个项目节点可指派管理员。金字塔型的权限管理保障了管理、运营、使用的安全和便捷性。

6）大数据存储 云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务，提升了服务质量，能够追溯至几年前的数据。

7）集中监控 数据通过每个节点的2G/3G/4G网络传输至云端集中式管理和监控，主控端布置于城市消防大队或运维单位，数据可存储至阿里云。月流量低至每月每设备一元。

8）成本低，部署方便 数据通过每个节点的2G//4G/NB网络传输至云端集中式管理和监控，主控端布置于城市消防大队或运维单位，数据可存储至阿里云。月流量低至每月每设备一元。