長安大學電力增容改造工程運管平臺的應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定

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

關鍵詞：高校；變電所 ;運維云平臺;APP; 

0 項目概況 

       長安大學座落于古都西安，是中華人民共和國教育部直屬的全國大學，由教育部和交通運輸部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)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)勢學科創(chuàng)新平臺”、“111計劃”、國家建設高水平大學公派研究生項目”和“工程師教育培養(yǎng)計劃”建設高校。學校在西安市南二環(huán)內外有多個校區(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)等多個院區(qū)。

       本次需要對長安大學校本部現(xiàn)場5間配電室和5臺箱變的配電進行統(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臺箱變?yōu)楦脑旌托略觥?/p>

1 高校后勤現(xiàn)狀

       學校后勤的配電值班人員的工作內容比較簡單，主要是定時巡查一下配電室的運行狀態(tài)，定時對配電運行參數(shù)進行記錄，有隱患或故障了上報給領導。只需要初高中畢業(yè)，有電力相關證書和經驗的人員即可完成。

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；另一方面高校的準入門檻又特別高，至少要研究生學歷才能進入，而工資水準又不高，沒人愿意來，無法補充新鮮血液。

2 管理痛點

       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，無法晚上再安排人員輪換去保證學校內24小時的電力供應；而且很多用電隱患在人眼的情況下很難分辨，比如說電纜溝內是否進水，因為值班人員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致的溫度過高，值班人員也無法通過拿一個測溫槍每個柜門打開去測各個線纜接頭處的溫度，或者某個回路用電負荷在一些時間段比較大，有過流跳閘的危險，這個時間在值班人員這種巡查的方式下是無法及時掌握的；同時以前是故障上報的方式來處理故障或隱患，但是處理起來時效性比較差，領導或者維修工程師到達現(xiàn)場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(xiàn)場去核實損壞的設備規(guī)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，往往會影響到高校師生的學習或者生活；再就是如果是小的隱患，處理的時效要求沒那么高的情況，以前往往是上報給領導，然后領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候去處理往往不夠明確，需要維護維修人員主動給領導匯報或者是領導之后主動過問才知道，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，很長時間沒去處理，小隱患就會發(fā)展成為大隱患，大隱患一拖就會拖成故障或者事故，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安大學校本部的數(shù)據機房內的服務器上部署了一套AcrelCloud-1000變電所運維云平臺，同時在各個配電室和箱變內設置通訊管理機來采集現(xiàn)場的綜保、儀表等設備的數(shù)據。

       旨在通過該系統(tǒng)實現(xiàn)長安大學各個校區(qū)配電系統(tǒng)的集中管理和檢測，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)電氣參數(shù)、開關狀態(tài)等參量的24小時不間斷監(jiān)視，實時掌握各個配電回路的運行參數(shù)以及值記錄，通訊管理機實時采集各參量，為節(jié)省流量，正常情況下建議設置5分鐘間隔打包上傳一次數(shù)據給云平臺（時間可調，短間隔1分鐘），通訊管理機還具備斷點續(xù)傳的功能，網絡不暢時數(shù)據先存儲在通訊管理機內，網絡恢復后可以將之前未上傳的數(shù)據重新上傳，可以存儲15天的數(shù)據，保證采集的數(shù)據不中斷；并可以通過APP、短信和系統(tǒng)進行實時預警，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作，然后通過開關量反饋到平臺，遙測越限是在有邊緣計算的通訊管理機內預制好某個回路的具體某個參量上下限值，然后實時監(jiān)控，一旦此參量的實時值超過設定的上下限，會在通訊管理機內初步處理，同時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；同時可以給配電室的各個設備建立設備檔案，一旦監(jiān)測到故障點維護維修人員可以查詢對應的設備檔案提前在倉庫里準備好對應的設備，直接帶著對應設備去現(xiàn)場，免于兩頭奔波浪費時間，盡量減少停電時間；再就是通過平臺管理人員可以派發(fā)任務給具體的人員以及規(guī)定完成時間，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(zhí)行打卡，系統(tǒng)會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的距離并作記錄，防止人員偷懶，同時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(tǒng)架構

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

       運維云平臺包含站控管理層（運維軟件）及網絡通訊層（變電所數(shù)據網關），現(xiàn)場安裝多功能電力儀表及攝像頭和非電參量監(jiān)測傳感器。

       通訊管理機安裝于現(xiàn)場數(shù)據采集箱，采用嵌入式系統(tǒng)，實時不間斷采集數(shù)據并現(xiàn)場存儲，進行協(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

       長安大學項目暫時只接入了現(xiàn)場的綜保及儀表，非電參量（比如煙感、水浸、門磁、溫濕度變送器、攝像頭等）只是預留了接口，暫時還未做接入；現(xiàn)場的變壓器溫控儀為不帶通訊接口的型號，暫時也未接入，因此也無變壓器溫度數(shù)據；同時對線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。

       我司也有無線測溫解決方案，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(xiàn)場安裝；對應的接收器采集各測溫傳感器上測得的溫度值，再將數(shù)據經運維通訊管理機上傳至運維云平臺，實時掌握各電纜接頭的溫度情況，一旦有隱患實時報警。

6 系統(tǒng)功能

概況

       由于長安大學電力增容改造工程的接入設置種類較少，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電力運維平臺的數(shù)據作為展示。

       顯示變電所的基本信息（電壓等級、變壓器臺數(shù)、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(逐時用能趨勢、環(huán)比用能情況) 。

       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(shù)，即變壓器的負荷、功率、電流、電壓、溫度以及功率曲線。

       電力數(shù)據顯示變電所各回路的電力數(shù)據和曲線，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)，并可導出圖表。

       電力運行報表顯示各回路分時段的電力參數(shù)和電能的實時值，如下圖所示：

       諧波監(jiān)測顯示各回路的電壓諧波含量、電流諧波含量以及值小值發(fā)生的時刻：

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

       事件記錄方便運維人員查看瀏覽斷路器合分、門開門關、電流電壓越限告警、短信日志、平臺運行日志：

       運行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)視、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)和網關通訊狀態(tài)：

       視頻監(jiān)控展示了變電所內的實時視頻畫面：

7 前景展望

       通過電力運維云平臺，為高校這種配電室數(shù)量多并且很分散的場景提供運維管理解決方案，解決了高校后勤人手短缺的問題；同時平臺支持手機APP，方便管理人員隨時掌握配電運行情況，出現(xiàn)用電隱患可以通過手機APP直接下發(fā)派工任務給相應的維護人員，為配電的運維閉環(huán)管理提供了有效的技術支持，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，也可以將設備說明書或各類電子版文檔上傳到云平臺存檔及管理。

APP也支持教育網這類非常規(guī)廣域網的網絡，在校園教育網內即可很好的適配，可以放心在各高校來推廣。