智慧用電安全及能耗監控預警系統平臺

一、行業背景

電氣火災一般是指由于電氣線路、用電設備以及供配電設備出現故障后釋放熱能，致使在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災。

近年來，隨著大功率用電器使用的增加和線路逐年的老化，我國電氣火災頻發，并造成重大人員傷亡和財產損失，因電氣故障引發的火災占全國火災總量的30%以上，其中重特大電氣火災占重特大火災總數的70%。為有效遏制電氣火災高發勢頭，確保人民群眾生命財產安全，國家各部委和政府紛紛發文開展電氣火災治理工作。

近幾年來，隨著無線通信技術的不斷發展，一種利用物聯網、云計算、大數據等先進技術實時探測電氣線路和用電設備安全隱患的用電安全監管服務系統應運而生。

二、政策支持

為有效遏制電氣火災高發勢頭，確保人民群眾生命財產安全。

2016年12月國家消防局在《2017年工作重點》中就明確要求“提高火災物防技防水平。指導直轄市、省會城市、計劃單列市和有條件的城市運用物聯網技術……加快電氣火災監控系統等科研成果的推廣應用”。

2017年5月3日國務院安委辦召開電氣火災綜合治理工作視頻會議，要求扎實開展電氣火災綜合治理工作，以更大的決心、更硬的措施、更嚴的手段，有效遏制電氣領域重特大火災多發勢頭……決定在全國范圍內組織開展為期3年（2017年5月至2020年4月）的電氣火災綜合治理工作。

三、智慧用電安全管理系統主要針對以下幾點：

• ◇ 設備管理：可接入不同類型的設備，并查看基本信息，位置信息，數據流信息

• ◇ 報警監測：實現消防一張網，可查看報警設備信息及周邊相關聯動設施信息

• ◇ 告警復核：告警信息復核反饋，通過文字、語音、圖片、視頻的方式進行復核反饋

• ◇ 巡查管理：根據規范制定巡查計劃

• ◇ 隱患管理：對上報的隱患進行集中管理，通過監督上報、巡查上報、社會上報不同的方式；通過火知眼在線APP可以提交隱患的整改進度及結果。

• ◇ 統計分析：聯網單位的各項消防數據分析

• ◇ 體檢報告：體檢報告分為：周報、月報、年報，從單位基本信息、報警情況、設備情況、隱患情況不同的維度進行匯總。

現狀及需求

現狀：

• 1、工礦企業生產環境復雜多變，用電量大，用電線路復雜，供電設備超負荷運行，觸電及電火花引起火災或其他事故多見，一旦發生險情極易造成人員傷亡及巨大的財產損失，后果不堪設想。

• 2、民用建筑人口密度大，存在用電設備多、設備殘舊、電線私拉亂接、安全距離不足等多個問題，一旦發生用電事故救援難度大，生命財產損失嚴重。

• 3、三小場所違規用電現象多，電線亂接亂拉，超負荷用電、電線不穿阻燃套管等現象比比皆是，裝修可燃性材料多，防火間距不足發生險情極易蔓延，且救援受阻，人員傷亡及財產損失大。

需求：

• ? 實時監測，讓隱患無所遁形

  實時采集火災隱患數據，包括溫度、剩余電流、電流等，秒級上傳數據并實時彈出異常通知。

• ? 及時告警，通知到人

  實時處理分析數據，及時告警，并通過掌上用電APP秒級推送，并可根據現場狀況不同，靈活修改電流、漏電閾值，預警判斷更準確。

• ? 報表分析，結合專家建議

  可查看所有設備數據的運行趨勢，包括日曲線和月曲線，可以輔助發現設備運行的安全隱患，結合專家判斷，給出改造和運行建議。

解決方案

基于物聯傳感、移動互聯、云計算技術及大數據等現代信息技術，智慧用電系統由智能感知終端、無線傳輸設備、用電安全監管服務平臺組成，智能感知終端將線路電氣狀態數據（線纜溫度、電流、剩余電流、故障電?。┻M行實時監測，并通過無線通訊方式將數據傳送至用電安全監管服務平臺。

用電安全隱患監管云平臺是采用物聯網技術，借助大數據分析與挖掘，解決智慧城市用電安全問題。

用電安全隱患監管云平臺的設計采用三層架構，感知層是通過配置電流互感器、剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全傳感終端（涵蓋了電氣火災監控探測器功能）等采集設備；實時監測用電全部數據并通過物聯網通訊層布置的智能網關上傳到監管云平臺；經過大數據比對分析（以日、周、月、年同時期用電情況），對引發電氣火災的主要因素( 線纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害）進行不間斷的數據跟蹤與統計預測，實時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患（如線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電、電弧光等），及時向安全管理人員發送預警信息，進行隱患排查，達到消除潛在的電氣火災危險，實現“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，促進智慧城市建設與和諧發展。

系統架構

智能設備負責采集數據、執行指令。網關負責上下傳送數據。

物聯網云平臺連接所有網關，并接收網關上傳的數據、轉發和存儲數據。

應用端將實時數據、歷史數據可視化，并提供用戶與設備、網關交互的界面。

方案優勢

• 1) 數據可視化展示

  用電安全監管服務平臺將用電感知終端采集的供電側、用電測用電參數進行存儲、處理、分析，并以組態、大屏等形式動態展示。用戶可隨時、隨地通過手機APP或者Web客戶端實時了解企業用電安全情況。

• 2) 智能分析

  用電安全監管服務平臺對電壓、電流、供電質量（三相不平衡度、供電質量合格率、電源故障等）、漏電流、線纜溫度、負荷電流、電能、故障電弧等參數進行統計分析，并與電氣故障特性進行比對，及時掌握線路動態運行存在的用電安全隱患，預防火災發生，提高企業用電安全管理水平。

• 3) 智能化告警

  監測數據可根據現場情況設定限制，一旦發生異常越限，現場報警器發出聲、光報警，綜合管理平臺向手機APP、Web客戶端同步發出報警提示，并以短信及語音等方式告知相關負責人。

• 4) 智能化監控

  用戶用電可靠性至關重要，為了避免系統誤報造成設備誤動作，系統采用“人防+技防”的監控手段，值班人員在通過多因素分析確認線路存在隱患，需要及時斷電時，可遠程控制相關線路斷電，將斷電影響控制在較少范圍內。

• 5) 能耗統計

  對每條監測線路進行電量統計，并形成圖或表的形式展示，方便用戶隨時查看。

平臺功能展示

1、首頁顯示用電安全系統的整體運行情況概覽

主要包括基本情況，用電概況，設備狀態，安全用電統計，以及告警列表展示。

2、系統支持實時顯示設備上報的電氣數據，及故障事件

支持用戶查看設備運行參數，包括剩余電流、過載、過欠壓、過溫、漏電、功率等參數。

3、歷史數據

• ◇ 系統支持將時間序列數據以曲線圖、面積圖等形式顯示，方便用戶了解設備的運行情況。

• ◇ 支持顯示電流曲線、電壓曲線、功率曲線、溫度曲線、用電量曲線和剩余電流曲線。

• ◇ 支持不同時間長度統計（今天、本周、當月、本年度和用戶自定義等）。

• ◇ 支持聚合運算（最大值、最小值、平均值、差值和標準差等）。

• ◇ 支持對所選做曲線平移、縮放等操作。

4、能耗統計

• ◇ 系統支持按天、按周、按月、按季度和按年度統計用電量。

• ◇ 支持按柱狀圖可視化電量數據、支持不同用電單位對比。

• ◇ 支持用電數據導出到excel。

5、設備操控

• ◇ 支持用戶通過手機APP端界面操作設備，進行設備參數的修改，包括過壓值、過欠壓、過載電流、過載超時告警時長等參數。

• ◇ 支持在手機APP端遠程控制斷路器的開關，避免誤操作及不必要的意外發生。

• ◇ 支持用戶通過手機APP端界面進行設備安裝場所的修改。

6、操作日志

• ◇ 系統支持操作日志查詢。

• ◇ 日志類型包括，用戶開關設備、遠程漏電試跳、修改運行參數等等。

• ◇ 所有日志支持導出到Excel。

行業應用

智慧用電系統可以有效解決各類人員密集場所中線路老化、無專業電工排查，無法實時監管等問題，提前發現線路隱患，真正保障用電安全。該系統可部署在廠礦企業、化工企業、商城、醫院、學校、酒店、住宅區等場所交流低壓配電系統。

適用場所

• 1) 電力運行維護企業

• 2) 連鎖商業、門店

• 3) 物業管理企業

• 4) 集團企業

• 5) 院校主管單位

• 6) 智慧社區