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摘要:本文從電氣安全監控系統應用現狀,分析電氣安全事故隱患難以的原因入手,導出電氣安全與能效管理理念,通過(guò)探析電氣安全與能效管理系統的架構、功能和應用,得出結論:電氣安全與能效管理系統能及時(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。
關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)測溫;電氣設備;在線(xiàn)監測
0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。
1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。
1.1大量電氣安全隱患在電氣安全孤島化管理模式下難以
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。
1.2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)。
1.3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。
2?電氣安全與能效管理
2.1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。
2.2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L(fǎng)Z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。
2.3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、大范圍監控、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。(2)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)大范圍監控:管理部門(mén)可通過(guò)電腦、手機等終端設備,進(jìn)行全過(guò)程多方位監控。(5)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。
2.4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。
3安科瑞企業(yè)能源管控系統概述
建立高效的能耗監測管理系統,對建筑各類(lèi)耗能設備能耗數據進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,對采集數據進(jìn)行統計和分析。能夠合理的確定各區域建筑能耗經(jīng)濟指標及績(jì)效考核指標,發(fā)現能源使用規律和能源浪費情況,提高人員主動(dòng)節能的意識。
(1) 搭建數據中心智慧能源管理系統的基本框架,對各個(gè)用能環(huán)節進(jìn)行實(shí)時(shí)監測;
(2) 排碳數據化:通過(guò)系統可實(shí)現建筑單位內人均能耗分析(包括水、電、能量),實(shí)現低碳辦公數據化;
(3) 區域能效比:實(shí)現建筑單位內區域能耗對比,方便能耗考核;
(4) 同期能效比:實(shí)現同年、同期、同一區域能耗對比,方便節能數據分析;
(5) 能耗評估管理:按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進(jìn)行分析單位面積能耗和人均能耗指標;
(6) 能耗競爭排名:各個(gè)功能區能耗對比,實(shí)現能耗排名,增強工作人員的節能意識;
(7) 對能耗的使用數據進(jìn)行綜合的分析、統計、打印和查詢(xún)等功能,并根據能耗監測管理系統的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營(yíng)管理部門(mén)提供可靠的依據;
(8) 能耗數據采集,隨時(shí)查詢(xún),并根據采集數據進(jìn)行統計分析,監測異常能源用量,對能源智能儀表故障進(jìn)行報警,提高系統信息化、自動(dòng)化水平。
4安科瑞產(chǎn)品選型
名稱(chēng) | 型號 | 圖片 | 功能 |
防孤島保護裝置 | AM5SE-IS | 三段式過(guò)流保護(可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖) 低電壓跳閘 零序過(guò)壓保護(跳閘/告警) 逆功率保護 頻率保護(低頻減載/高頻保護) 后加速過(guò)流保護(可經(jīng)低電壓閉鎖) 控制回路斷線(xiàn)告警 FC 回路配合的過(guò)流閉鎖功能 非電量保護(跳閘/告警) 檢同期 CT 斷線(xiàn)告警 檢修狀態(tài)閉鎖 | |
智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列 | 8個(gè)RS485串口2kV隔離,2個(gè)以太 網(wǎng)接口,支持ModbusRTU、 IEC-60870-5-101/103/104、 CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備 的接入,支持ModbusRTU、 ModbuaTCP、IEC-60870-5-104等上 傳協(xié)議、支持多中心不同數據服務(wù) 要求,支持斷點(diǎn)續傳,裝置電 源:220VAC/DC。 | |
多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表 | APM520 | 具有三相(I、U、kW、kyar、kWh、kvarh、Hz、cas中)、電能統計、電能質(zhì) 量分析(包括諧波、間諧波、閃變)、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄)、事件記錄功 能及網(wǎng)絡(luò )通訊等功能,主要用于電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監控。該系列儀表配有功能豐富的DI/DO模塊、A0模 塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊、漏電測溫模塊,可以靈活實(shí)現電氣回路全電量測量及開(kāi)關(guān)狀態(tài)監控 | |
APM8 | 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。 | ||
AEM96 | 三相多功能電能表,均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理,提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現“遙信"和“遙控"功能,并具備報警輸出,可廣泛應用于多種控制系統,SCADA系統和能源管理系統中。 | ||
智能操控裝置 | ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm,深度67mm;開(kāi)孔220*165mm; AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收12個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200- | 短路限流保護、過(guò)載保護、內部超溫限流保護、過(guò)欠壓保護、漏電監測、線(xiàn)纜溫度監測,1路RS 485通訊,1路GPRS或HB無(wú)線(xiàn)通訊,額定電流為0-40A可設。 | |
短路限流保護、過(guò)載保護、內部超溫限流保護、過(guò)欠壓保護、漏電監測、線(xiàn)纜溫度監測,1路RS485通訊,1路N或4G無(wú)線(xiàn)通訊,額定電流為0-63A可設。 | |||
故障電弧探測器 | AAFD-DU | 支持 32路故障電弧,外接故障電弧傳感器 支持 1路剩余電流,外接漏電互感器 支持 4路溫度,外接溫度傳感器 支持 2DI,2DO 聲光報警,LCD點(diǎn)陣液晶顯示 導軌式安裝,4模 上行:485通訊,連接至電氣火災主機 下行:1路二總線(xiàn),連接至故障電弧探傳感器 可選配4G上傳功能 | |
AAFD-40Z-4G | 支持 1故障電弧檢測; 支持 單相電壓/電流/電能等電參量檢測; 支持 1路繼電器輸出; 聲光報警,LCD點(diǎn)陣液晶顯示 導軌式安裝,485(2模),4G(2模+1模) 485通訊,可連接電氣火災主機 支持1路剩余電流檢測,需外接剩余電流互感器 支持2路溫度檢測,需外接溫度傳感器 可選配4G上傳功能 | ||
故障電弧探測器 | AAFD-DU | 支持 32路故障電弧,外接故障電弧傳感器 支持 1路剩余電流,外接漏電互感器 支持 4路溫度,外接溫度傳感器 支持 2DI,2DO 聲光報警,LCD點(diǎn)陣液晶顯示 導軌式安裝,4模 上行:485通訊,連接至電氣火災主機 下行:1路二總線(xiàn),連接至故障電弧探傳感器 可選配4G上傳功能 | |
無(wú)線(xiàn)測溫 | ARTM-Pn | 面框96*96*17mm,深度65mm;開(kāi)孔92*92mm;AC85-265V或DC100-300V供電; 一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議; 可接收60個(gè)ATE100/200/300/400;配套ATC200/300/450。 | |
智能溫度巡檢儀 | ARTM-8 | 開(kāi)孔88*88mm嵌入式安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;可接入8路PT100傳感器,適用于低壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測溫; | |
ARTM-24 | 35MM導軌安裝;AC85-265V或DC100-300V供電;一路上行RS485接口,Modbus協(xié)議;24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出,用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測溫; | ||
無(wú)線(xiàn)收發(fā)器 | ATC450-C | 可接收60個(gè) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。 | |
ATC600 | ATC600有兩種規格;ATC600-C可接收240個(gè) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。ATC600-Z做中繼透傳。 | ||
電池型無(wú)線(xiàn)測溫傳感器 | ATE100M | 電池供電,壽命≥5年;-50℃~+125℃;精度±1℃;470MHz,空曠距離150米; 32.4*32.4*16mm(長(cháng)*寬*高)。 |
5結束語(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。
參考文獻
胡入勝,鄭全新,鄭健.樓宇建筑電氣安全與能效管理探析[J].福建茶葉,2020:118-118.GB50045-1995,高層民用建筑設計防火規范[S].
佟瑞鵬,馬懷儉.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )理論的電氣安全綜合評價(jià)模型[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報,2005,10(2).
企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.
張國順,史立輝.兩個(gè)起火點(diǎn)電氣火災原因調查分析[J].消防科學(xué)與技術(shù),2912,31(12).
作者簡(jiǎn)介
劉細鳳,女,本科,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事能效管理的研發(fā)與應用。