長(cháng)安大學(xué)電力增容改造工程監管平臺的應用

摘要：高校一般占地面積較大，整個(gè)校區范圍內的配電無(wú)法通過(guò)一間總配電室完成，常規的配電方式為一個(gè)校區內有一到兩個(gè)10KV總配電室，再根據校區內建筑分布及配電負荷情況酌情在各個(gè)地方設置多個(gè)分配電室和箱變；因此對后勤部門(mén)保障整個(gè)校區的配電帶來(lái)了困擾，很難集中對各處的配電情況進(jìn)線(xiàn)監管，常規的配電監控后臺僅能在值班室內安排值班人員進(jìn)行監控，管理人員無(wú)法實(shí)時(shí)了解隱患，同時(shí)管理上無(wú)有效的措施保證隱患處理閉環(huán)。

關(guān)鍵詞：高校；變電所 ;運維云平臺;APP;

0 項目概況

      長(cháng)安大學(xué)座落于古都西安，是中華人民共和國教育部直屬的全國重點(diǎn)大學(xué)，由教育部和交通運輸部、國土資源部、住房和城鄉建設部、陜西省人民*“四部一省"共建，是國家“211工程"、“985工程優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng )新平臺"、“111計劃"、國家建設高水平大學(xué)公派研究生項目"和“工程師教育培養計劃"重點(diǎn)建設高校。學(xué)校在西安市南二環(huán)內外有多個(gè)校區，分別為雁塔校區、小寨校區、北院校本部以及崇業(yè)路家屬區等多個(gè)院區。

      本次需要對長(cháng)安大學(xué)校本部現場(chǎng)5間配電室和5臺箱變的配電進(jìn)行統一管控。其中有4間配電室之前已做了就地的電力監控系統，剩余的1間配電室和5臺箱變?yōu)楦脑旌托略觥?/p>

1 高校后勤現狀

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

但是目前陷入了兩難境jie；一方面緊缺人才，原來(lái)的配電值班人員面臨著(zhù)老齡化的來(lái)臨，很多現有的值班人員臨近退休；另一方面高校的準入門(mén)檻又特別高，至少要研究生學(xué)歷才能進(jìn)入，而工資水準又不高，沒(méi)人愿意來(lái)，無(wú)法補充新鮮血液。

2 管理痛點(diǎn)

      面臨著(zhù)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(lái)的這種在各個(gè)配電室旁邊設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(wú)法晚上再安排人員輪換去保證學(xué)校內24小時(shí)的電力供應；而且很多用電隱患在ren肉眼的情況下很難分辨，比如說(shuō)電纜溝內是否進(jìn)水，因為值班人員巡查不可能每次都把電纜地溝打開(kāi)去查看漏水情況，再比如說(shuō)線(xiàn)路接頭處接觸不良導致的溫度過(guò)高，值班人員也無(wú)法通過(guò)拿一個(gè)測溫槍每個(gè)柜門(mén)打開(kāi)去測各個(gè)線(xiàn)纜接頭處的溫度，或者某個(gè)回路用電負荷在一些時(shí)間段比較大，有過(guò)流跳閘的危險，這個(gè)時(shí)間在值班人員這種巡查的方式下是無(wú)法及時(shí)掌握的；同時(shí)以前是故障上報的方式來(lái)處理故障或隱患，但是處理起來(lái)時(shí)效性比較差，領(lǐng)導或者維修工程師到達現場(chǎng)檢查之后才能初步判斷故障是什么原因，如果涉及到設備更換，也需要到現場(chǎng)去核實(shí)損壞的設備規格型號是什么樣的，然后再去庫房里找備品備件去更換，恢復供電的間隔比較長(cháng)，往往會(huì )影響到高校師生的學(xué)習或者生活；再就是如果是小的隱患，處理的時(shí)效要求沒(méi)那么高的情況，以前往往是上報給領(lǐng)導，然后領(lǐng)導再安排給具體的值班或維護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，需要維護維修人員主動(dòng)給領(lǐng)導匯報或者是領(lǐng)導之后主動(dòng)過(guò)問(wèn)才知道，如果剛好有其他事情耽誤了或者是維修維護人員不夠負責，很長(cháng)時(shí)間沒(méi)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(lái)監管。

3 解決方案

      安科瑞電氣股份有限公司通過(guò)給長(cháng)安大學(xué)校本部的數據機房?jì)鹊姆?wù)器上部署了一套AcrelCloud-1000變電所運維云平臺，同時(shí)在各個(gè)配電室和箱變內設置通訊管理機來(lái)采集現場(chǎng)的綜保、儀表等設備的數據。

      旨在通過(guò)該系統實(shí)現長(cháng)安大學(xué)各個(gè)校區配電系統的集中管理和檢測，實(shí)現對配電系統電氣參數、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等參量的24小時(shí)不間斷監視，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)配電回路的運行參數以及極值記錄，通訊管理機實(shí)時(shí)采集各參量，為節省流量，正常情況下建議設置5分鐘間隔打包上傳一次數據給云平臺（時(shí)間可調，短間隔1分鐘），通訊管理機還具備斷點(diǎn)續傳的功能，網(wǎng)絡(luò )不暢時(shí)數據先存儲在通訊管理機內，網(wǎng)絡(luò )恢復后可以將之前未上傳的數據重新上傳，可以存儲15天的數據，保證采集的數據不中斷；并可以通過(guò)APP、短信和系統進(jìn)行實(shí)時(shí)預警，一般分為遙信變位報警和遙測越限報警，遙信變位一般指的是斷路器分合閘動(dòng)作，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)量反饋到平臺，遙測越限是在有邊緣計算的通訊管理機內預制好某個(gè)回路的具體某個(gè)參量上下限值，然后實(shí)時(shí)監控，一旦此參量的實(shí)時(shí)值超過(guò)設定的上下限，會(huì )在通訊管理機內初步處理，同時(shí)生成一條報警信號給運維平臺，遙信變位和遙測越限正常情況下5秒內傳輸給云平臺，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)設備建立設備檔案，一旦監測到故障點(diǎn)維護維修人員可以查詢(xún)對應的設備檔案提前在倉庫里準備好對應的設備，直接帶著(zhù)對應設備去現場(chǎng)，免于兩頭奔波浪費時(shí)間，盡量減少停電時(shí)間；再就是通過(guò)平臺管理人員可以派發(fā)任務(wù)給具體的人員以及規定完成時(shí)間，對應的人員首先是到達對應的配電室或者箱變之后在手機APP上執行打卡，系統會(huì )比對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bi，同時(shí)處理人員在處理前后分別拍照片上傳到平臺留檔，方便管理人員核對處理情況，達到隱患的閉環(huán)處理。

4 系統架構

      AcrelCloud-1000變電所運維云平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，整體架構如下：

      運維云平臺包含站控管理層（運維軟件）及網(wǎng)絡(luò )通訊層（變電所數據網(wǎng)關(guān)），現場(chǎng)安裝多功能電力儀表及攝像頭和非電參量監測傳感器。

      通訊管理機安裝于現場(chǎng)數據采集箱，采用嵌入式系統，實(shí)時(shí)不間斷采集數據并現場(chǎng)存儲，進(jìn)行協(xié)議轉換后按照約定協(xié)議壓縮上傳云平臺。

5 接入設備介紹

      長(cháng)安大學(xué)項目暫時(shí)只接入了現場(chǎng)的綜保及儀表，非電參量（比如煙感、水浸、門(mén)磁、溫濕度變送器、攝像頭等）只是預留了接口，暫時(shí)還未做接入；現場(chǎng)的變壓器溫控儀為不帶通訊接口的型號，暫時(shí)也未接入，因此也無(wú)變壓器溫度數據；同時(shí)對線(xiàn)纜接頭處也未增加測溫傳感器，因此目前也不具備電纜接頭測溫報警功能。

      我司也有無(wú)線(xiàn)測溫解決方案，測溫傳感器有自帶電池和感應取電兩種，按照方式也有多種，例如螺栓固定、表帶式按照、CT取電等，方便現場(chǎng)安裝；對應的接收器采集各測溫傳感器上測得的溫度值，再將數據經(jīng)運維通訊管理機上傳至運維云平臺，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)報警。

6 系統功能

概況

      由于長(cháng)安大學(xué)電力增容改造工程的接入設置種類(lèi)較少，也沒(méi)有接入非電參量，因此系統展示不夠完整，下面用同樣是我司做的陜西師范大學(xué)電力運維平臺的數據作為展示。

      顯示變電所的基本信息（電壓等級、變壓器臺數、裝機容量、運行容量）、運行狀態(tài)（功率、環(huán)境溫濕度等 、事件信息(遙信事件、遙測事件）、當日用能情況(逐時(shí)用能趨勢、環(huán)比用能情況) 。

變壓器監測

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

電力數據

      電力數據顯示變電所各回路的電力數據和曲線(xiàn)，包括電流、相電壓、線(xiàn)電壓、頻率、功率因數、有功功率、無(wú)功功率、視在功率等參數，并可導出圖表。

電力運行報表

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

諧波監測

      諧波監測顯示各回路的電壓諧波含量、電流諧波含量以及大值小值發(fā)生的時(shí)刻：

用電分析

      用電分析包括用能報表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計量及線(xiàn)路損耗：

事件記錄

      事件記錄方便運維人員查看瀏覽斷路器合分、門(mén)開(kāi)門(mén)關(guān)、電流電壓越限告警、短信日志、平臺運行日志：

運行環(huán)境

      運行環(huán)境包括環(huán)境監測、視頻監視、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)和網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài)：

視頻監控

      視頻監控展示了變電所內的實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面：

7 前景展望

      通過(guò)電力運維云平臺，為高校這種配電室數量多并且很分散的場(chǎng)景提供運維管理解決方案，解決了高校后勤人手短缺的問(wèn)題；同時(shí)平臺支持手機APP，方便管理人員隨時(shí)掌握配電運行情況，出現用電隱患可以通過(guò)手機APP直接下發(fā)派工任務(wù)給相應的維護人員，為配電的運維閉環(huán)管理提供了有效的技shu支持，達到了從人防到技防的轉換。平臺還可以針對具體配電室或箱變生成報告，可以讓管理人員更好的了解具體配電室或箱變的運行狀態(tài)；同時(shí)平臺還支持文檔管理，可以自由編輯需要生成的報告格式和對應內容，也可以將設備說(shuō)明書(shū)或各類(lèi)電子版文檔上傳到云平臺存檔及管理。

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