電力增容改造工程長(zhǎng)安大學(xué)案例

摘要：高校一般占地面積較大，整個(gè)校區(qū)范圍內(nèi)的配電無法通過一間總配電室完成，常規(guī)的配電方式為一個(gè)校區(qū)內(nèi)有一到兩個(gè)10KV總配電室，再根據(jù)校區(qū)內(nèi)建筑分布及配電負(fù)荷情況酌情在各個(gè)地方設(shè)置多個(gè)分配電室和箱變;因此對(duì)后勤部門保障整個(gè)校區(qū)的配電帶來了困擾，很難集中對(duì)各處的配電情況進(jìn)線監(jiān)管，常規(guī)的配電監(jiān)控后臺(tái)僅能在值班室內(nèi)安排值班人員進(jìn)行監(jiān)控，管理人員無法實(shí)時(shí)了解隱患，同時(shí)管理上無有效的措施保證隱患處理閉環(huán)。

項(xiàng)目概況

長(zhǎng)安大學(xué)座落于古都西安，是中華人民共和國(guó)教育部直屬的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，由教育部和交通運(yùn)輸部、國(guó)土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、陜西省人民政府“四部一省”共建，是國(guó)家“211工程”、“985工程優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)”、“111計(jì)劃”、國(guó)家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項(xiàng)目”和“工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”重點(diǎn)建設(shè)高校。學(xué)校在西安市南二環(huán)內(nèi)外有多個(gè)校區(qū)，分別為雁塔校區(qū)、小寨校區(qū)、北院校本部以及崇業(yè)路家屬區(qū)等多個(gè)院區(qū)。

本次需要對(duì)長(zhǎng)安大學(xué)校本部現(xiàn)場(chǎng)5間配電室和5臺(tái)箱變的配電進(jìn)行統(tǒng)一管控。其中有4間配電室之前已做了就地的電力監(jiān)控系統(tǒng)，剩余的1間配電室和5臺(tái)箱變?yōu)楦脑旌托略觥?/p>

1 高校后勤現(xiàn)狀

學(xué)校后勤的配電值班人員的工作內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，主要是定時(shí)巡查一下配電室的運(yùn)行狀態(tài)，定時(shí)對(duì)配電運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行記錄，有隱患或故障了上報(bào)給領(lǐng)導(dǎo)。只需要初高中畢業(yè)，有電力相關(guān)證書和經(jīng)驗(yàn)的人員即可完成。

但是目前陷入了兩難境界;一方面緊缺人才，原來的配電值班人員面臨著老齡化的來臨，很多現(xiàn)有的值班人員臨近退休;另一方面高校的準(zhǔn)入門檻又特別高，至少要研究生學(xué)歷才能進(jìn)入，而工資水準(zhǔn)又不高，沒人愿意來，無法補(bǔ)充新鮮血液。

2 管理痛點(diǎn)

面臨著后勤值班人員的不斷減少，而高校配電室又特別多的情況，原來的這種在各個(gè)配電室旁邊設(shè)置值班室的管理手段已不再合適。人手不足外加人員年齡的增大，無法晚上再安排人員輪換去保證學(xué)校內(nèi)24小時(shí)的電力供應(yīng);而且很多用電隱患在人肉眼的情況下很難分辨，比如說電纜溝內(nèi)是否進(jìn)水，因?yàn)橹蛋嗳藛T巡查不可能每次都把電纜地溝打開去查看漏水情況，再比如說線路接頭處接觸不良導(dǎo)致的溫度過高，值班人員也無法通過拿一個(gè)測(cè)溫槍每個(gè)柜門打開去測(cè)各個(gè)線纜接頭處的溫度，或者某個(gè)回路用電負(fù)荷在一些時(shí)間段比較大，有過流跳閘的危險(xiǎn)，這個(gè)時(shí)間在值班人員這種巡查的方式下是無法及時(shí)掌握的;同時(shí)以前是故障上報(bào)的方式來處理故障或隱患，但是處理起來時(shí)效性比較差，領(lǐng)導(dǎo)或者維修工程師到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查之后才能初步判斷故障是什么原因，如果涉及到設(shè)備更換，也需要到現(xiàn)場(chǎng)去核實(shí)損壞的設(shè)備規(guī)格型號(hào)是什么樣的，然后再去庫房里找備品備件去更換，恢復(fù)供電的間隔比較長(zhǎng)，往往會(huì)影響到高校師生的學(xué)習(xí)或者生活;再就是如果是小的隱患，處理的時(shí)效要求沒那么高的情況，以前往往是上報(bào)給領(lǐng)導(dǎo)，然后領(lǐng)導(dǎo)再安排給具體的值班或維護(hù)維修人員抽空去處理，但是之后是否去處理以及什么時(shí)候去處理往往不夠明確，需要維護(hù)維修人員主動(dòng)給領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)或者是領(lǐng)導(dǎo)之后主動(dòng)過問才知道，如果剛好有其他事情耽誤了或者是維修維護(hù)人員不夠負(fù)責(zé)，很長(zhǎng)時(shí)間沒去處理，小隱患就會(huì)發(fā)展成為大隱患，大隱患一拖就會(huì)拖成故障或者事故，因此缺少一套管理閉環(huán)的手段來監(jiān)管。

3 解決方案

安科瑞電氣股份有限公司通過給長(zhǎng)安大學(xué)校本部的數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器上部署了一套AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)，同時(shí)在各個(gè)配電室和箱變內(nèi)設(shè)置通訊管理機(jī)來采集現(xiàn)場(chǎng)的綜保、儀表等設(shè)備的數(shù)據(jù)。

旨在通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)安大學(xué)各個(gè)校區(qū)配電系統(tǒng)的集中管理和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)等參量的24小時(shí)不間斷監(jiān)視，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)配電回路的運(yùn)行參數(shù)以及極值記錄，通訊管理機(jī)實(shí)時(shí)采集各參量，為節(jié)省流量，正常情況下建議設(shè)置5分鐘間隔打包上傳一次數(shù)據(jù)給云平臺(tái)(時(shí)間可調(diào)，間隔1分鐘)，通訊管理機(jī)還具備斷點(diǎn)續(xù)傳的功能，網(wǎng)絡(luò)不暢時(shí)數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)在通訊管理機(jī)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后可以將之前未上傳的數(shù)據(jù)重新上傳，可以存儲(chǔ)15天的數(shù)據(jù)，保證采集的數(shù)據(jù)不中斷;并可以通過APP、短信和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，一般分為遙信變位報(bào)警和遙測(cè)越限報(bào)警，遙信變位一般指的是斷路器分合閘動(dòng)作，然后通過開關(guān)量反饋到平臺(tái)，遙測(cè)越限是在有邊緣計(jì)算的通訊管理機(jī)內(nèi)預(yù)制好某個(gè)回路的具體某個(gè)參量上下限值，然后實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦此參量的實(shí)時(shí)值超過設(shè)定的上下限，會(huì)在通訊管理機(jī)內(nèi)初步處理，同時(shí)生成一條報(bào)警信號(hào)給運(yùn)維平臺(tái)，遙信變位和遙測(cè)越限正常情況下5秒內(nèi)傳輸給云平臺(tái)，不受5分鐘間隔上傳一次的限制;同時(shí)可以給配電室的各個(gè)設(shè)備建立設(shè)備檔案，一旦監(jiān)測(cè)到故障點(diǎn)維護(hù)維修人員可以查詢對(duì)應(yīng)的設(shè)備檔案提前在倉庫里準(zhǔn)備好對(duì)應(yīng)的設(shè)備，直接帶著對(duì)應(yīng)設(shè)備去現(xiàn)場(chǎng)，免于兩頭奔波浪費(fèi)時(shí)間，盡量減少停電時(shí)間;再就是通過平臺(tái)管理人員可以派發(fā)任務(wù)給具體的人員以及規(guī)定完成時(shí)間，對(duì)應(yīng)的人員首先是到達(dá)對(duì)應(yīng)的配電室或者箱變之后在手機(jī)APP上執(zhí)行打卡，系統(tǒng)會(huì)比對(duì)之前記錄的配電室或者箱變的定位和此次打卡的地點(diǎn)的距離并作記錄，防止人員偷懶作弊，同時(shí)處理人員在處理前后分別拍照片上傳到平臺(tái)留檔，方便管理人員核對(duì)處理情況，達(dá)到隱患的閉環(huán)處理。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體架構(gòu)如下：

運(yùn)維云平臺(tái)包含站控管理層(運(yùn)維軟件)及網(wǎng)絡(luò)通訊層(變電所數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān))，現(xiàn)場(chǎng)安裝多功能電力儀表及攝像頭和非電參量監(jiān)測(cè)傳感器。

通訊管理機(jī)安裝于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱，采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)不間斷采集數(shù)據(jù)并現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后按照約定協(xié)議壓縮上傳云平臺(tái)。

5 接入設(shè)備介紹

長(zhǎng)安大學(xué)項(xiàng)目暫時(shí)只接入了現(xiàn)場(chǎng)的綜保及儀表，非電參量(比如煙感、水浸、門磁、溫濕度變送器、攝像頭等)只是預(yù)留了接口，暫時(shí)還未做接入;現(xiàn)場(chǎng)的變壓器溫控儀為不帶通訊接口的型號(hào)，暫時(shí)也未接入，因此也無變壓器溫度數(shù)據(jù);同時(shí)對(duì)線纜接頭處也未增加測(cè)溫傳感器，因此目前也不具備電纜接頭測(cè)溫報(bào)警功能。

我司也有無線測(cè)溫解決方案，測(cè)溫傳感器有自帶電池和感應(yīng)取電兩種，按照方式也有多種，例如螺栓固定、表帶式按照、CT取電等，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝;對(duì)應(yīng)的接收器采集各測(cè)溫傳感器上測(cè)得的溫度值，再將數(shù)據(jù)經(jīng)運(yùn)維通訊管理機(jī)上傳至運(yùn)維云平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握各電纜接頭的溫度情況，一旦有隱患實(shí)時(shí)報(bào)警。

6 系統(tǒng)功能

概況

由于長(zhǎng)安大學(xué)電力增容改造工程的接入設(shè)置種類較少，也沒有接入非電參量，因此系統(tǒng)展示不夠完整，下面用同樣是我司做的陜西師范大學(xué)電力運(yùn)維平臺(tái)的數(shù)據(jù)作為展示。

顯示變電所的基本信息(電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、裝機(jī)容量、運(yùn)行容量)、運(yùn)行狀態(tài)(功率、環(huán)境溫濕度等 、事件信息(遙信事件、遙測(cè)事件)、當(dāng)日用能情況(逐時(shí)用能趨勢(shì)、環(huán)比用能情況) 。

變壓器監(jiān)測(cè)

顯示變壓器的運(yùn)行狀況，變壓器列表顯示變壓器的電壓等級(jí);變壓器狀態(tài)顯示變壓器的運(yùn)行參數(shù)，即變壓器的負(fù)荷、功率、電流、電壓、溫度以及功率曲線。

電力數(shù)據(jù)

電力數(shù)據(jù)顯示變電所各回路的電力數(shù)據(jù)和曲線，包括電流、相電壓、線電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率等參數(shù)，并可導(dǎo)出圖表。

電力運(yùn)行報(bào)表

電力運(yùn)行報(bào)表顯示各回路分時(shí)段的電力參數(shù)和電能的實(shí)時(shí)值，如下圖所示：

諧波監(jiān)測(cè)

諧波監(jiān)測(cè)顯示各回路的電壓諧波含量、電流諧波含量以及最大值最小值發(fā)生的時(shí)刻：

用電分析

用電分析包括用能報(bào)表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計(jì)量及線路損耗：

事件記錄

事件記錄方便運(yùn)維人員查看瀏覽斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、短信日志、平臺(tái)運(yùn)行日志：

運(yùn)行環(huán)境

運(yùn)行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)和網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài)：

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了變電所內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻畫面：

7 前景展望

通過電力運(yùn)維云平臺(tái)，為高校這種配電室數(shù)量多并且很分散的場(chǎng)景提供運(yùn)維管理解決方案，解決了高校后勤人手短缺的問題;同時(shí)平臺(tái)支持手機(jī)APP，方便管理人員隨時(shí)掌握配電運(yùn)行情況，出現(xiàn)用電隱患可以通過手機(jī)APP直接下發(fā)派工任務(wù)給相應(yīng)的維護(hù)人員，為配電的運(yùn)維閉環(huán)管理提供了有效的技術(shù)支持，達(dá)到了從人防到技防的轉(zhuǎn)換。平臺(tái)還可以針對(duì)具體配電室或箱變生成報(bào)告，可以讓管理人員更好的了解具體配電室或箱變的運(yùn)行狀態(tài);同時(shí)平臺(tái)還支持文檔管理，可以自由編輯需要生成的報(bào)告格式和對(duì)應(yīng)內(nèi)容，也可以將設(shè)備說明書或各類電子版文檔上傳到云平臺(tái)存檔及管理。

APP也支持教育網(wǎng)這類非常規(guī)廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，在校園教育網(wǎng)內(nèi)即可很好的適配，可以放心在各高校來推廣。