安全用电管理云平台探索与应用

安全用电管理云平台探索与应用

赵忠旗

天津港第一港埠有限公司    天津    300456

摘要：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有效防止电气火灾的发生。推广使用安全用电管理系统，是从源头上预防电气火灾的有效措施，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。

关键词：管理云平台  安全用电   推广

1.电气火灾监控系统原理及应用

1. 1电气火灾监控系统构成

电气火灾监控系统主要分为三大部分，分别为监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测设备以及测温式电气火灾探测器。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又可以分为监控探测器以及剩余电流互感器，测温式电气火灾探测器则是由监控探测器与测温传感器构成。电气火灾监控系统通常装设在电气控制室当中，而监控探测器、传感器、互感器等则装设在配电箱的馈出回路当中。

1.2电气火灾监控系统的原理

如电气设备的温度、湿度、电流等数据指标出现异常情况时电气火灾监控系统最的探测设备则会通过电磁场感应原理、温度变化的效应来收集不同指标变化的信息，并且将其输送至电气火灾监控系统中的监控探测设备中，经过过滤、放大、A/D转换、分析、判断、对比等步骤后，一旦发生关键数据指标超出预设定值则会立即发出报警讯号，并且同时传递至电气火灾监控系统的监控设备当中，然后经由监控设备进行二次识别、判断，当确认可能会出现火灾时时，监控主机将会发送火灾预警信号，这时报警指示灯点亮并发出报警讯号，监控系统液晶显示设备中出现火灾报警等相关详细信息

1.3电气火灾监控系统功能

（1）保护功能。保护功能主要用于保护漏电电流、短路保护、过电流短延时等特征。能够设定漏电电流、过电流长演示、过电流瞬时整定值等数据，以便对设备进行实时的保护。

（2）监控功能。实时监控并显示电气设备故障发生处或指定处的漏电流与过电流情况，监控相关参数与被监测设备，能够实时查询记录并且对历史记录进行打印。

（3）通讯自检。现场总线通讯或无线通讯技术下实现快速自检，持续对全部监控探测设备布线与数据集中控制设备进行故障排查。

（4）对配电柜中关键位置的温度进行实时监控，实时显示温度值，如温度超过标准值则会上传，同时还能够设定是否自动断开回路断路器。

1.2应用场合

智慧用电监控预警平台的主要应用场合：

（1）大型商场、超市；学校、养老院、福利院；

（2）车站、医院、宾馆等领域；劳动力密集型企业；

（3）易燃易爆仓库；木材加工、纺织、涉尘、喷涂、制药等企业；

二、系统架构

2.1系统结构

安全用电管理云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：

通过无线（2G/4G/NBIOT）方式上传到安全用电管理云平台，当现场发生线缆漏电电流、温度超出标准值或者设定值时，通过工作站或者手机APP推送报警信号。

2.2功能应用

2.2.1剩余电流监测

在线监测配电线路的剩余电流，当超过剩余电流报警设定值时，且持续时间超过延时设定值后，执行报警的操作。可以根据线路正常漏电流的大小设定报警设定值 I△n，在该值的设置上应遵循不小于被保护电气线路正常泄漏电流最大值的两倍，且不大于 1000mA。对装设二级或多级剩余电流保护的场所，上一级的剩余电流报警设定值必须大于下一级的剩余电流报警设定值；并且上一级的延时要大于下一级的延时。

保护方式：剩余电流保护方式可以设置为关闭、报警、脱扣三种模式。在报警模式或脱扣模式下，当检测到剩余电流值超过报警值时，报警 LED 灯常亮，达到动作延时后触发动作。若在延时过程中，若剩余电流值小于报警值，延时清零，不会动作。

2.2.2温度保护

通过温度传感器监测配电箱、线缆或线缆连接处的温度，超过温度动作设定值时，延时一定时间，执行报警或者断开断路器的操作。温度传感器的安装必须固定稳定，防止跌落造成线路短路。

保护方式：温度保护模式可以设置为关闭、报警、脱扣三种模式。关闭模式下只检测温度值，无保护动作。保护模式设置为报警或脱扣，当检测到温度值超过动作设定值时延时，达到动作延时后触发动作。在延时过程中，若温度值下降到报警设定值以下时，延时清零，不会动作。

2.2.3过流保护

通过电流采样电路测量三相电流的真有效值，当测量值超过过流动作设定值，延时一定时间，执行报警或者断开断路器的操作。

保护方式：过流保护可以设置为关闭、报警、脱扣三种模式。关闭模式下只检测电流值，无保护动作。模式设置为报警或脱扣时，检测到电流值超过动作设定值后进行延时，达到动作延时后触发保护动作。电流变比改变后，保护值也要做相应的调整，保护值为一次侧的电流值。

2.2.4过压保护

装置实时监测进线电压，当进线电压超过过压动作设定值后，延时一定时间，执行报警或者断开断路器的操作。

保护方式：过压的保护模式可以设置为关闭、报警、脱扣三种模式，关闭模式不对电压进行过压保护。模式设置为报警或脱扣时，检测到电压值超过动作设定值后进行延时，达到动作延时后触发保护动作。

2.2.5集中监控

集中监控计算机通过 RS485，接受现场采集信号，发出报警信号及控制指令，及时断开故障线路。采用Modbus-RTU 协议通讯，同一链路可监控 32 台装置。

2.2.6通讯协议

该装置使用 Modbus-RTU 通讯协议，Modbus 协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。Modbus 协议在一根通讯线上使用主从应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。

3.平台配置

3.1系统功能

3.2首页                                       3.3实时监控

3.4线上监控及月度报表：

通过对变配电柜控数据的分析，每月为配电柜出具一份运行报告，根据运行数据，由专业人员分析运行情况，并提供合理化运行管理建议，优化用电结构，保障用电的安全可靠。

1.4参考标准

GB14048.1    《低压开关设备和控制设备总则》

GB14287-2014 《电气火灾监控系统》

GB13955-2005 《剩余电流动作保护装置安装和运行》

GB50016-2014 《建筑设计防火规范》

GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》

GB50054-2011 《低压配电设计规范》

1