智慧用电安全及能耗监控预警系统平台

一、行业背景

电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备以及供配电设备出现故障后释放热能，致使在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾。

近年来，随着大功率用电器使用的增加和线路逐年的老化，我国电气火灾频发，并造成重大人员伤亡和财产损失，因电气故障引发的火灾占全国火灾总量的30%以上，其中重特大电气火灾占重特大火灾总数的70%。为有效遏制电气火灾高发势头，确保人民群众生命财产安全，国家各部委和政府纷纷发文开展电气火灾治理工作。

近几年来，随着无线通信技术的不断发展，一种利用物联网、云计算、大数据等先进技术实时探测电气线路和用电设备安全隐患的用电安全监管服务系统应运而生。

二、政策支持

为有效遏制电气火灾高发势头，确保人民群众生命财产安全。

2016年12月国家消防局在《2017年工作重点》中就明确要求“提高火灾物防技防水平。指导直辖市、省会城市、计划单列市和有条件的城市运用物联网技术……加快电气火灾监控系统等科研成果的推广应用”。

2017年5月3日国务院安委办召开电气火灾综合治理工作视频会议，要求扎实开展电气火灾综合治理工作，以更大的决心、更硬的措施、更严的手段，有效遏制电气领域重特大火灾多发势头……决定在全国范围内组织开展为期3年（2017年5月至2020年4月）的电气火灾综合治理工作。

三、智慧用电安全管理系统主要针对以下几点：

• ◇ 设备管理：可接入不同类型的设备，并查看基本信息，位置信息，数据流信息

• ◇ 报警监测：实现消防一张网，可查看报警设备信息及周边相关联动设施信息

• ◇ 告警复核：告警信息复核反馈，通过文字、语音、图片、视频的方式进行复核反馈

• ◇ 巡查管理：根据规范制定巡查计划

• ◇ 隐患管理：对上报的隐患进行集中管理，通过监督上报、巡查上报、社会上报不同的方式；通过火知眼在线APP可以提交隐患的整改进度及结果。

• ◇ 统计分析：联网单位的各项消防数据分析

• ◇ 体检报告：体检报告分为：周报、月报、年报，从单位基本信息、报警情况、设备情况、隐患情况不同的维度进行汇总。

现状及需求

现状：

• 1、工矿企业生产环境复杂多变，用电量大，用电线路复杂，供电设备超负荷运行，触电及电火花引起火灾或其他事故多见，一旦发生险情极易造成人员伤亡及巨大的财产损失，后果不堪设想。

• 2、民用建筑人口密度大，存在用电设备多、设备残旧、电线私拉乱接、安全距离不足等多个问题，一旦发生用电事故救援难度大，生命财产损失严重。

• 3、三小场所违规用电现象多，电线乱接乱拉，超负荷用电、电线不穿阻燃套管等现象比比皆是，装修可燃性材料多，防火间距不足发生险情极易蔓延，且救援受阻，人员伤亡及财产损失大。

需求：

• ▶ 实时监测，让隐患无所遁形

  实时采集火灾隐患数据，包括温度、剩余电流、电流等，秒级上传数据并实时弹出异常通知。

• ▶ 及时告警，通知到人

  实时处理分析数据，及时告警，并通过掌上用电APP秒级推送，并可根据现场状况不同，灵活修改电流、漏电阈值，预警判断更准确。

• ▶ 报表分析，结合专家建议

  可查看所有设备数据的运行趋势，包括日曲线和月曲线，可以辅助发现设备运行的安全隐患，结合专家判断，给出改造和运行建议。

解决方案

基于物联传感、移动互联、云计算技术及大数据等现代信息技术，智慧用电系统由智能感知终端、无线传输设备、用电安全监管服务平台组成，智能感知终端将线路电气状态数据（线缆温度、电流、剩余电流、故障电弧）进行实时监测，并通过无线通讯方式将数据传送至用电安全监管服务平台。

用电安全隐患监管云平台是采用物联网技术，借助大数据分析与挖掘，解决智慧城市用电安全问题。

用电安全隐患监管云平台的设计采用三层架构，感知层是通过配置电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器、智慧用电安全传感终端（涵盖了电气火灾监控探测器功能）等采集设备；实时监测用电全部数据并通过物联网通讯层布置的智能网关上传到监管云平台；经过大数据比对分析（以日、周、月、年同时期用电情况），对引发电气火灾的主要因素( 线缆温度、电压、电流、漏电流、电弧危害）进行不间断的数据跟踪与统计预测，实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患（如线缆温度异常、过载、过压、欠压及漏电、电弧光等），及时向安全管理人员发送预警信息，进行隐患排查，达到消除潜在的电气火灾危险，实现“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用电安全，促进智慧城市建设与和谐发展。

系统架构

智能设备负责采集数据、执行指令。网关负责上下传送数据。

物联网云平台连接所有网关，并接收网关上传的数据、转发和存储数据。

应用端将实时数据、历史数据可视化，并提供用户与设备、网关交互的界面。

方案优势

• 1) 数据可视化展示

  用电安全监管服务平台将用电感知终端采集的供电侧、用电测用电参数进行存储、处理、分析，并以组态、大屏等形式动态展示。用户可随时、随地通过手机APP或者Web客户端实时了解企业用电安全情况。

• 2) 智能分析

  用电安全监管服务平台对电压、电流、供电质量（三相不平衡度、供电质量合格率、电源故障等）、漏电流、线缆温度、负荷电流、电能、故障电弧等参数进行统计分析，并与电气故障特性进行比对，及时掌握线路动态运行存在的用电安全隐患，预防火灾发生，提高企业用电安全管理水平。

• 3) 智能化告警

  监测数据可根据现场情况设定限制，一旦发生异常越限，现场报警器发出声、光报警，综合管理平台向手机APP、Web客户端同步发出报警提示，并以短信及语音等方式告知相关负责人。

• 4) 智能化监控

  用户用电可靠性至关重要，为了避免系统误报造成设备误动作，系统采用“人防+技防”的监控手段，值班人员在通过多因素分析确认线路存在隐患，需要及时断电时，可远程控制相关线路断电，将断电影响控制在较少范围内。

• 5) 能耗统计

  对每条监测线路进行电量统计，并形成图或表的形式展示，方便用户随时查看。

平台功能展示

1、首页显示用电安全系统的整体运行情况概览

主要包括基本情况，用电概况，设备状态，安全用电统计，以及告警列表展示。

2、系统支持实时显示设备上报的电气数据，及故障事件

支持用户查看设备运行参数，包括剩余电流、过载、过欠压、过温、漏电、功率等参数。

3、历史数据

• ◇ 系统支持将时间序列数据以曲线图、面积图等形式显示，方便用户了解设备的运行情况。

• ◇ 支持显示电流曲线、电压曲线、功率曲线、温度曲线、用电量曲线和剩余电流曲线。

• ◇ 支持不同时间长度统计（今天、本周、当月、本年度和用户自定义等）。

• ◇ 支持聚合运算（最大值、最小值、平均值、差值和标准差等）。

• ◇ 支持对所选做曲线平移、缩放等操作。

4、能耗统计

• ◇ 系统支持按天、按周、按月、按季度和按年度统计用电量。

• ◇ 支持按柱状图可视化电量数据、支持不同用电单位对比。

• ◇ 支持用电数据导出到excel。

5、设备操控

• ◇ 支持用户通过手机APP端界面操作设备，进行设备参数的修改，包括过压值、过欠压、过载电流、过载超时告警时长等参数。

• ◇ 支持在手机APP端远程控制断路器的开关，避免误操作及不必要的意外发生。

• ◇ 支持用户通过手机APP端界面进行设备安装场所的修改。

6、操作日志

• ◇ 系统支持操作日志查询。

• ◇ 日志类型包括，用户开关设备、远程漏电试跳、修改运行参数等等。

• ◇ 所有日志支持导出到Excel。

行业应用

智慧用电系统可以有效解决各类人员密集场所中线路老化、无专业电工排查，无法实时监管等问题，提前发现线路隐患，真正保障用电安全。该系统可部署在厂矿企业、化工企业、商城、医院、学校、酒店、住宅区等场所交流低压配电系统。

适用场所

• 1) 电力运行维护企业

• 2) 连锁商业、门店

• 3) 物业管理企业

• 4) 集团企业

• 5) 院校主管单位

• 6) 智慧社区