实验室电能管理&智慧安全用电系统解决方案
一、政策背景
- 2021年10月24日,中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》。
- 2022年10月26日,教育部关于印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》的通知。
- 2022年8月,科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》。
- 2021年12月28日国务院关于印发《“十四五”节能减排综合工作方案的通知》。
- 2017年国务院安全生产委员会下发了《关于开展电气火灾综合治理工作的通知》。
- 2017年6月26日国务院教育部办公厅发布了《关于开展教育系统电气火灾综合治理自查检查的通知》。
二、项目背景
三、实验室用电管理现状
- 用电需求日益增长:实验室精密仪器设备多、易燃易爆物品多、用电设备多,用电环境复杂,用能需求也相应攀升。
- 节能队伍建设薄弱:实验室节能降耗工作基本由后勤保障,缺乏专业技术和专业培训。
- 用电安全监管不够:部分实验室存在供电和用电设备老化严重,易出现漏电、短路、过载等安全隐患。
- 节能意识有待提高:实验室能源利用率存在浪费现象,“人走灯熄,随手关水”等节能习惯尚未养成。
- 管理模式亟待优化:实验室普遍采用手动开关管理为主,人工成本投入大,需定期定时巡检,形成管理漏洞。
四、建设方案
4.1 实验室用电管理痛点
- 能源消耗浪费严重:用电体量大,设备管理不合理导致用能浪费严重,缺乏能源管理平台和能效考核指标。
- 人工排查、事后处置:运维管理主要采用人力巡查为主的方式,容易存在检查疏忽、遗漏,对潜在的安全隐患不能第一时间发现。
- 用电管理手段缺乏:能耗管理手段缺乏,智能化管理程度不够,能源管理缺乏后端数据分析,对潜在的风险预判不足。
- 违规用电、保护能力弱:存在因线路老化、用电设备老化、用电设备功率过大导致的各种电气故障,用电隐患大,容易引起电气火灾。
4.2 建设目标
4.3 详细设计
系统架构
- 数据采集层:包括物联网智能断路器、数据网关、电源模块、智慧安全用电管理系统等,部署在实验室区域。
- 传输层:为数据采集层提供网络传输通道,主要是以太网为主链路,结合实际环境可搭配无线手段来实现数据的上传。
- 平台层:采用BS架构Web浏览访问模式,主要包括服务器、平台软件等。
系统实施
五、应用价值
5.1 设备智能控制
- 定时控制:根据工作安排预先设置空调、灯光、仪器设备、风机等设备开启、关闭时间,通过定时控制手段,在下班时间实验室无需使用时断电,避免出现无人情况下的开机等情况,有效节电。
- 实时计量:实时监测实验室空调、灯光、仪器设备、风机等设备运行情况及用电量实时监测,根据智能化对比统计和分析,可以实时了解能耗情况,生成报表,为科学调控节能环保、减少能耗成本等提供数据支撑。
- 实时监测:实时监测线路电流、电压、温度、功率、功率因素、三相不平衡、缺相,不间断监测线路,自动生成数据报表,了解用电线路及用电设备的健康状况,最大程度保障用户电路安全。
- 故障预警及报警:实时监测线路温度,当线路温度过高时会实时预警和断电保护报警,当因电气故障引起的电火花、强电弧隐患时会实时预警和断电保护报警。还具备短路保护报警、漏电保护报警、过载保护报警、过欠压保护报警、缺相保护报警、三相不平衡保护报警、外部联动报警等异常报警功能。
5.2 强电远程监控
5.3 设备智慧运维
5.4 能耗统计分析
- 能耗数据采集:定时管控,设置定时场景策略,远程终端控制。
- 节能服务:洞悉能耗结构,定制数据化节能改造方案。
- 安全管理:故障预警,快速定位,实时报警断电,提高用电安全性。
- 数据分析:年、月、日多时间跨度用能统计,导出报表、用能排名对比、能耗同比和环比报表。
六、经济价值
- 提升实验室能耗管理水平:通过建立实验室综合能耗管理平台,解决当前学校如:空调、风机等大功率用电设备能源浪费问题,利用物联网、传感技术对用电设备远程管控,实现权限范围内的自动化控制,科学调控,提高实验室能耗管理水平。
- 助力实验室节能数字化转型:通过数据可视化的方式,用数据图表直观呈现,对用能数据进行分析诊断,实现系统设置,能耗历史数据查询,监督实验室整体用能情况,随时调取用能数据的日报、周报、年报,并依据数据做出能耗优化相关决策,为用能预测提供数据支撑,进一步挖掘节能空间,构建互联互通、节能低碳安全高效、可持续的绿色智慧实验室新形态。
- 落实建设安全实验室目标:针对实验室重点区域,对用电设备智能运维能有效降低用电设备的故障率、减少人工管理成本,减少安全事故的发生,为建设安全实验室提供数据趋势分析和科学研判以辅助决策,保证实验室设施安全稳定的运行,落实建设安全实验室的目标。
七、效益分析
- 消除电气火灾:有效监测这些电气火灾因素(电流、电压、剩余电流、温度)。
- 节约人工成本:实现无人值班,在规避违规的同时至少节省50%以上的人员成本。
- 降低能耗:实时记录用电量、分时段记录用电量,了解各时段的用电情况。
- 提升响应效率:由以前人工通报到查找原因的20分钟,缩减到10秒。
- 缩短应急抢修时间:由以前的3个小时以上,缩减到1小时以内(时刻待命)。
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