1引言
隨著(zhù)建筑業(yè)的發(fā)展,配電系統在樓宇建筑特別是高層建筑中的比重也隨之加大?,F代的建筑的功能越來(lái)越完善,變配電工程、空調工程、機電工程、電梯工程、消防工程等工程設施設備與建筑體相結合,敷設的電氣線(xiàn)路變得更為復雜,火災隱患明顯增多。近來(lái)來(lái)平均每年發(fā)生建筑電氣火災事故約5萬(wàn)起,在火災事中的占比約30%,電氣全安成為建筑安全管理的重要內容。
2建筑電氣安全管理的現狀
建筑電氣安全管理涉及面非常廣,是公共場(chǎng)所建筑設施、多層建筑、高層建筑、工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)房及古建筑安全管理的重要內容,以建筑消防為例,通過(guò)傳感器檢測監測區域的煙霧濃度、溫度等指標,把這些指標轉化為電信號并控制消防系統動(dòng)作,達到提高樓宇建筑中電氣安全性能的目的。近年來(lái)我國逐步推廣應用火災自動(dòng)報警與聯(lián)動(dòng)控制系統,有關(guān)資料顯示,我國已安裝的電氣安全監控系統超過(guò)100萬(wàn)套,相應投入超過(guò)千億元,但總體效果還沒(méi)有達到理想要求,究其原因主要在以下三個(gè)方面。
2.1大量電氣安全隱患在電氣安全孤島化管理模式下難以去除
我們知道樓宇電氣安全涉及電力系統、運行維護、管理部門(mén)和電力用戶(hù)等環(huán)節,其中運行維護是重要的環(huán)節。目前運行維護人員多為臨時(shí)工,人員變動(dòng)較為頻繁,在電工技能、技術(shù)手段和工作責任心等方面難以與電氣安全管理的要求還有一定差距,經(jīng)常出現老的電氣安全隱患還沒(méi)發(fā)現、新的電氣安全隱患又進(jìn)一步形成的現象。而電力管理部門(mén)掌握電力系統運行與安全信息的來(lái)源主要靠電工,電工如不匯報,管理人員很難發(fā)現電氣安全隱患,電氣安全隱患沉積增多,形成了運行維護環(huán)節“孤島化"模式。研究人員分析發(fā)現“孤島化"管理模式是電氣安全隱患得以存續的主要原因。
2.2缺乏與樓宇建筑低壓配電系統電氣安全管理相匹配的管理機制
近年,中國消費者協(xié)會(huì )、中國家電行業(yè)協(xié)會(huì )和國家標準化委員會(huì )等門(mén)部聯(lián)合對20多個(gè)城市開(kāi)展居民用電環(huán)境調查,存在用電安全隱患的用戶(hù)占比高達75.9%。通過(guò)分析樓宇建筑低壓配電系統電氣安全管理的機制,發(fā)現:我國樓宇建筑低壓配電系統由沒(méi)有技術(shù)能力的業(yè)主敷設并管理,電力部門(mén)基本不涉足;消防部門(mén)主要是對樓宇建筑工程項目完工后做消防檢收,面樓宇低壓配電系統特別是居民戶(hù)內配電系統,屬于在消防檢收完結后業(yè)主開(kāi)展的裝修工程;業(yè)主在進(jìn)得裝修時(shí)又因專(zhuān)業(yè)、技術(shù)知識及安全意識不足,難以做到樓宇低壓配電氣系統的安全管理。三方面的原因造成了樓宇建筑低壓配電系統的用電安全問(wèn)題實(shí)際上處于“三不管"狀態(tài)。
2.3現有的監測手段、技術(shù)措施與管理系統陳舊落后
監測手段:如僅檢測溫度或漏電流,預測電氣安全隱患的效果較差,對于線(xiàn)路老化、接觸不良等電氣安全隱患難以預測。技術(shù)措施:例如技術(shù)參數的門(mén)限值存在人為調高門(mén)限值現象,監測系統形同虛設;又如報警信息不直觀(guān),不便于管理人員及時(shí)掌握存在的電氣安全隱患,提早處置;管理系統:很多樓宇電氣安全報警裝置沒(méi)有與自動(dòng)報警與聯(lián)動(dòng)控制系統對接并集中管理。
3電氣安全與能效管理
3.1樓宇建筑電氣安全與能效管理理念
面對電氣安全事故頻發(fā)的形勢,研究人員在對電氣安全事故的成因進(jìn)行深入研究的基礎上,于近年推出提出建立“LZ電氣安全系統"(電氣安全與能效管理系統)。這是一種將建筑樓群(包括樓宇建筑、工業(yè)廠(chǎng)房、倉儲設施、公共站點(diǎn)等)內的低電壓配電系統與、運行維護、管理部門(mén)融合為有機聯(lián)系的整體,形成實(shí)時(shí)督導、監測、預警和綜合評價(jià)的電氣安全與能效管理相結合的全新管理模式。這一管理模式在運行維護和管理人員與配電系統之間建立一個(gè)直接的信息通道,便于挖掘電氣安全隱患,降低電氣安全事故的發(fā)生。
3.2樓宇建筑電氣安全與能效管理系統的架構
電氣安全與能效管理系統的包括監控中心、子系統、網(wǎng)絡(luò )和監控終端等。以 LZ 電氣安全集中監控與管理平臺為核心建立監控中心;在各樓宇建筑配置子系統,進(jìn)行多方位監測與管理。子系統監測的內容包括:是否有漏電流、是否有短路、電壓高低、是否過(guò)流、是否過(guò)載、是否缺相、線(xiàn)路是否老化等等。子系統通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與監控中心聯(lián)結,管理人員和運行維護人員可通過(guò)電腦、手機等終端設備進(jìn)行全過(guò)程多方位實(shí)時(shí)監測。
3.3樓宇建筑電氣安全與能效管理系統的功能
樓宇建筑電氣安全與能效管理系統能實(shí)現提前發(fā)現、綜合分析、逐級預警、在線(xiàn)管理等功能。
(1)提前發(fā)現
該系統通過(guò)全過(guò)程多方位實(shí)時(shí)地采集建筑樓宇配電系統中的電氣技術(shù)參數,監測電氣系統中的突發(fā)事件,分析配電系統中線(xiàn)路和設備的安全狀況,實(shí)現對短路、漏電、過(guò)壓、過(guò)流等技術(shù)指標以及線(xiàn)路老化、亂拉亂接等電氣安全隱患的提前發(fā)現。
綜合分析
LZ電氣安全集中監控與管理平臺通過(guò)對系統中的電氣線(xiàn)路、設備及房間、樓層、樓棟的電氣安全狀況進(jìn)行逐級分析,提示相關(guān)人員對電氣安全事故隱患及時(shí)地處置,以便將安全事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
(3)逐級預警
將電氣安全分析的中的紅色預警信息以短信方式實(shí)時(shí)地向電氣運行維護人員推送,電氣運行維護人員收到預警信息后,在限定時(shí)段內處置并反饋處置結果,否則系統將進(jìn)行二次警示。
(4)在線(xiàn)管理
管理人員和運行維護人員在終端設備上查詢(xún)、操作、管理,既提高了運行維護效率,又降低了勞動(dòng)強度和管理成本。
3.4樓宇建筑電氣安全與能效管理系統的應用
樓宇建筑電氣安全與能效管理系統突破了現有用電安全管理和用電安全設備管理模式,可有效改善樓宇建筑的電氣安全狀況,降低了電氣事故率和運行維護成本,提高了運維效率。近 10年來(lái),樓宇建筑電氣安全與能效管理系統應用于長(cháng)沙市、懷化市、衡陽(yáng)市等市的煙草分公司所屬的21棟建筑樓宇及長(cháng)沙、株洲、駐馬店等地的移動(dòng)分公司所屬的13棟建筑樓宇,共設置 1000多個(gè)監測點(diǎn),共捕獲并排除電氣安全事故隱患253起。這些電氣安全事故隱患包括過(guò)載、缺相、漏電、三相不平衡、跨接配電線(xiàn)路、零線(xiàn)地線(xiàn)混肴、線(xiàn)路老化、接觸不良。
4平臺介紹
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)系統通過(guò)在源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝監測、分析、保護、治理裝置,通過(guò)高性能邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集數據并上傳至企業(yè)微網(wǎng)平臺。平臺根據電網(wǎng)價(jià)格、用電負荷、電網(wǎng)調度指令等情況,調整各系統控制策略并遠程下發(fā),使企業(yè)微電網(wǎng)始終合理穩定運行,降低企業(yè)用電成本,實(shí)現能源互聯(lián)、信息互動(dòng)。
4.1業(yè)務(wù)邏輯圖
4.2平臺架構
4.3組網(wǎng)結構
4.4平臺功能
4.5主要功能
4.5.1電力監控
實(shí)現電力系統的五遙功能,根據現場(chǎng)情況進(jìn)行頁(yè)面組態(tài)繪制配電一次圖監視,能實(shí)現曲線(xiàn)趨勢分析,對電力參數進(jìn)行集抄,查看綜保SOE事件,查看故障錄波,對電力參數進(jìn)行平均值統計,對主要設備進(jìn)行監測如:直流屏、發(fā)電機、變壓器等。
4.5.2電能管理
提供用電集抄,用電統計,分時(shí)段用電統計,用電同環(huán)比分析,分組用電統計等功能。
4.5.3電能質(zhì)量
提供電能質(zhì)量的穩態(tài)監測,諧波頻譜圖分析,曲線(xiàn)分析,SOE事件,ITIC、SEMI容忍度曲線(xiàn)分析、故障錄波等功能。
4.5.4能耗分析
提供支路能耗統計,分組能耗統計,能耗折標統計,能耗同環(huán)比分析,能源流向圖等功能。
4.5.5分布式光伏
提供光伏電站運行監視,逆變器運行監視,電站發(fā)電統計,逆變器發(fā)電統計,光伏電站配電監測,逆變器曲線(xiàn)分析等功能。
4.5.6檔案、運維
提供設備定義,設備檔案管理,設備保養報表,設備二維碼維護等功能。提供任務(wù)管理,巡檢記錄,缺陷記錄,消警記錄,搶修記錄,通知工單等功能。
4.6硬件選型
型號規格 | 功能 | |
AWT100 | 支持串口MODBUS RTU協(xié)議的數據采集,并通過(guò)安科瑞平臺協(xié)議與安科瑞服務(wù)器通訊。 | |
ARTU系列 | ARTU遙信遙控單元,負責對現場(chǎng)工業(yè)設備的狀態(tài)進(jìn)行監測和控制,分為開(kāi)關(guān)量信號采集和繼電器輸出,用于執行系統的遙控操作。 | |
ARD3M電動(dòng)機保護器 | 測量三相電流、三相電壓、頻率、有功功率、有功電能、無(wú)功功率、無(wú)功電能、接地電流PTC等多種電參量。過(guò)載、斷相、堵轉、阻塞、不平衡、過(guò)壓、欠壓等多種保護。保護模式、直接起動(dòng)、星三角、雙速等多種起動(dòng)方式。標配10D1/6D0可編程,2路MODBUS-RTU通訊。 | |
ARD2F電動(dòng)機保護器 | 能對額定電流范圍內的電動(dòng)機進(jìn)行起動(dòng)超時(shí)、過(guò)載、堵轉、阻塞、欠載、不平衡、斷相等保護 | |
AEM96 | 三相電參量 (U、I、P、Q、S、PF、Hz、相序圖) ;正反向有功/無(wú)功電能、四象限電能、視在電能;實(shí)時(shí)需量(I、P、Q、S);當月電參量值(U、I、P、Q、S);基波及諧波電參量(U、I、P、Q)、三相電壓及電流的總、奇、偶諧波與2-63次諧波;電壓、電流不平衡度;電流規格3X1.5(6)A,有功電能精度0.5S級無(wú)功電能精度2級 | |
AEM72 | 三相電參量(U、I、P、Q、S、PF、Hz、cos中);正反向有功/無(wú)功電能、四象限電能、視在電能;實(shí)時(shí)需量(I、P、Q、S);當月電參量值(U、I、P、Q、S);基波及諧波電參量(U、I、P、Q)、三相電壓及電流的總、奇、偶諧波與2-31次諧波;電壓、電流不平衡度;電流規格3X1.5(6)A,有功電能精度0.5S級無(wú)功電能精度2級 | |
AGF | AGF-T穿孔式光伏匯流采集裝置是專(zhuān)門(mén)應用于智能光伏匯流箱,用于監測光電池陣列中電池板運行狀態(tài),組串電流測量,匯流箱中防雷器狀態(tài)采集、直流斷路器狀態(tài)采集、裝置帶有RS485接口可以把測量和采集到的數據和設備狀態(tài)上傳。 | |
ATC600無(wú)線(xiàn)測溫 | 工作電源:AC/DC85~265V或DC12~48V 安裝方式:35mm導軌安裝 通訊方式:一路RS485接口,Modbus協(xié)議 報警接口:2路D0 | |
ARTM-Pn無(wú)線(xiàn)測溫 | ARTM-Pn無(wú)線(xiàn)測溫裝置:ARTM-Pn無(wú)線(xiàn)測溫裝置可以單獨安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內,每臺裝置可以接收18個(gè)傳感器的數據,傳感器型號可選配ATE100、ATE200、ATE300。裝置帶有一路485接口,可將采集到的溫度數據上傳到監控中心。 | |
ACR系列 | 該系列儀表能測量所有的常用電力參數,如三相電流、電壓,有功、無(wú)功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實(shí)時(shí)電力監控系統。 | |
APM系列 | APM系列網(wǎng)絡(luò )電力儀表按IEC標準設計,具有全電量測量,電能統計,電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò )通訊等功能,主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計,當客戶(hù)需要增加開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時(shí),只需在背部插入對應模塊即可。 | |
DDS | 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向有功電能統計,正反向無(wú)功電能統計;電流規格:直接接入10(60)A,有功電能精度1級,無(wú)功電能精度2級 | |
DDSD | 單相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量;紅外通訊;電流規格:直接接入10(60)A,有功電能精度1級無(wú)功電能精度2級 | |
ADL200 | 單相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量;電流規格:直接接入10(80)A,有功電能精度1級,無(wú)功電能精度2級 | |
ADL400 | 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量,分相總有功電能,總正反向有功電能統計,總正反向無(wú)功電能統計;電流規格:經(jīng)互感器接入3X1(6)A,直接接入3X 10 (80)A,有功電能精度0.5S級,無(wú)功電能精度2級;2-31次分次諧波及總諧波分析 (H) | |
ACR10R | 外置開(kāi)合式互感器的導軌式多功能電力儀表,適用于冶煉、鋼鐵、電焊、半導體等高能耗行業(yè)的節能改造工程,也適用于分布式光伏并網(wǎng)柜的功率監測、電力需求側管理等應用。具有無(wú)需拆一次母線(xiàn)、接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便、施工安全,為用戶(hù)節約改造成本等特點(diǎn)。它集成全部電力參數的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、頻率、功率因數)以及電能監測和考核管理。 | |
ADW200 | ADW2xx系列導軌式多回路電力儀表主要用于低壓三相回路全電參量測量,同時(shí)可選擇四個(gè)回路的電流輸入??芍苯踊蜷g接測量電壓、電流、功率、功率因數、相角、不平衡度、諧波等參數。 還可通過(guò)其RJ45接口擴展輔助功能,實(shí)現DI、DO、測溫、剩余電流測量,以及2G、4G、LoRa、LoRaWan、NB-Lot無(wú)線(xiàn)通信功能。 | |
ADW210 | ADW2xx系列導軌式多回路電力儀表主要用于低壓三相回路全電參量測量,同時(shí)可選擇四個(gè)回路的電流輸入??芍苯踊蜷g接測量電壓、電流、功率、功率因數、相角、不平衡度、諧波等參數。 還可通過(guò)其RJ45接口擴展輔助功能,實(shí)現DI、DO、測溫、剩余電流測量,以及2G、4G、LoRa、LoRaWan、NB-Lot無(wú)線(xiàn)通信功能。 | |
DJSF1352直流電能表 | 直流電壓、電流、功率測量,正反向電能計量;8位LCD顯示;紅外通訊;電壓輸入可到1000V,電流外接分流器接入· (75mV)或爾元件接入 (0-20mA、0-5V):電能精度1級 |
5結語(yǔ)
樓宇建筑電氣安全與能效管理系統與傳統的電氣監控系統截然不同,是一種基于泛終端的具有互聯(lián)網(wǎng)功能的排除電氣安全事故隱患的技術(shù)方案,是管理創(chuàng )新與現代信息技術(shù)融合的全新概念,能實(shí)現電氣監測、控制、運行維護的全過(guò)程、自動(dòng)化、一體化管理,能克服傳統電氣安全監控系統的缺陷,及時(shí)有效地發(fā)現和消除“孤島"管理模式下存在的電氣安全事隱患,提高工作效率、降低樓宇建筑配電系統的運行維護成本,具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
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