1、文物建筑用電背景   基于文保的智慧用電管理系統(tǒng)

近在當?shù)貢r間2019年4月15日下午6點50分左右，法國巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)，整座建筑損毀嚴重著火位置位于圣母院頂部塔樓。巴黎門初步認為，這起大火很可能由意外造成。法國司法部門已就火災(zāi)原因展開調(diào)查，圣母院頂樓的電線短路可能是引發(fā)火災(zāi)的原因。

2、文物建筑現(xiàn)狀及存在問題  基于文保的智慧用電管理系統(tǒng)

文化保護建筑價值無法估量，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就會造成無法彌補的損失。我國文物保護建筑以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，這就導致其耐火等級相對較低，另外受建筑藝術(shù)形式的局限，建筑之間的間距比較小，形成了古建筑群，一旦起火，如果開始不能把控，比鄰的建筑就會被很快殃及。

文物保護建筑著火原因主要集中在三方面：一、電氣線路或設(shè)備隱患；二、人員活動造成；三、自然因素，比如雷擊等；不過現(xiàn)在的文物保護建筑在避雷上做得已經(jīng)比較完善，所以雷擊造成火災(zāi)的現(xiàn)在已經(jīng)不多了。

文物保護建筑現(xiàn)場配電柜系統(tǒng)大多老舊，而且沒有智能化監(jiān)測系統(tǒng)，無法滿足各饋線回路剩余漏電、線纜溫度、電壓、電流、電能等電力參數(shù)查看。

存在問題：

根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗分析，預(yù)文物保護建筑用電問題如下：

? 配電柜未安裝用電監(jiān)測電力儀表導致維護人員對各饋線回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流等）信息不了解，無法確定整個建筑內(nèi)電力系統(tǒng)是否正常運行。

? 現(xiàn)有的維護值班人員都為人工抄表，有以下幾點弊端：1、人工抄表工作量大且容易產(chǎn)生錯、漏等問題；2、工作人員人身得不到保障，在工作過程中發(fā)現(xiàn)漏電、打火花等問題時如人員逃離不及時或者處理不當會直接危及到生命。3、可能無法及時發(fā)現(xiàn)隱藏的電氣隱患。

? 文物保護建筑內(nèi)隱患高缺少所內(nèi)運行信息，如不及時發(fā)現(xiàn)和處理，會導致故障范圍擴大，影響整個建筑內(nèi)用電情況。如：線纜溫度檢測、剩余漏電檢測、電壓監(jiān)測、電流檢測等。

? 設(shè)備老化導致供電不正常，嚴重影響人員工作。例如：線纜老化，刀閘輔助接點不能準確到位，接線端子接觸不良等。這些問題有的是設(shè)備本身質(zhì)量和工藝方面的原因，有的則是施工、維護配電柜內(nèi)設(shè)備不到位引起的，特別是在很多設(shè)備還不能通過在線監(jiān)測裝置獲取運行數(shù)據(jù)的情況下，易造成供電故障。

? 現(xiàn)場沒有統(tǒng)一監(jiān)測平臺，管理層無法及時準確的了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，無法及時掌握建筑內(nèi)配電狀況，不能及時的對站建筑內(nèi)配電問題進行分析與指導，經(jīng)常導致底層長期盲目浪費而無法自查，上層無法管理指導。

因此，對文物保護建筑內(nèi)供電情況和用電的實時監(jiān)視就顯得十分，同時建立和完善企業(yè)一體化的計量、監(jiān)控、分析和管理的系統(tǒng)，能及時、、迅速、準確的獲取建筑內(nèi)各詳細數(shù)據(jù)，監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，定期分析各類數(shù)據(jù)報表、對整個系統(tǒng)的性、能源利用率能及時掌握，制定科學、合理的電力系統(tǒng)運維流程。

3、安科瑞用電解決方案建議

本項目建議方案為3部分：1、設(shè)備層；2、網(wǎng)絡(luò)層；3、平臺層；具體說明如下：

3.1、設(shè)備層

配電柜內(nèi)加裝安科瑞ARCM300T-Z-4G系列用電監(jiān)測電力儀表（帶通訊），儀表實時采集饋線回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流、電能等）。

ARCM300T系列功能如下：

測量：實時監(jiān)測一路剩余電流、四路溫度、電流、電壓、功率、電能等電參量，遙信輸入、遙信輸出、諧波分析、GPRS無線通訊

遙信：4路開關(guān)量輸入

遙控：1路繼電器輸出

通訊：RS485/MODBUS-RTU

顯示：液晶

3.2、網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層也為采集部分，在每個配電柜內(nèi)安裝采集剩余漏電、溫度、電壓、電流等電力參數(shù)的監(jiān)測模塊，通過4G網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至用電平臺。

3.3、平臺層

前面所有的設(shè)備加裝以及采集器的安裝都是為了平臺統(tǒng)一采集文物保護建筑配電柜內(nèi)數(shù)據(jù)，用電平臺將建筑配電柜內(nèi)電表運行狀態(tài)、剩余漏電、溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總至云平臺，進行統(tǒng)一監(jiān)管。當站內(nèi)配電柜有異常狀態(tài)發(fā)生時，*時間接收到云平臺報警信息（通過平臺報警、短信、APP、自動語音呼叫等），并安排相關(guān)人員去現(xiàn)場查看問題并分析原因。

4、技術(shù)標準

本方案遵循的標準有：

GB14287.2 《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

GB14287.3 《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

GB14048.1 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》

GB14287-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》

GB13955-2005 《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

GB50016-2014 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》

GB50116-2013 《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

GB/T 2887-2011 《計算機場地通用規(guī)范》

GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導則

GB/T 156-2007 標準電壓

GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

GB/T 15316-2009 節(jié)能檢測技術(shù)通則

GB/T 17166 企業(yè)能源審計技術(shù)通則

GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導則  

DL/T 645-1997 多功能電能表通信規(guī)約

DL/T 645-2007 多功能電能表通信規(guī)約

CJ/T 188-2004 戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

5、平臺實現(xiàn)效果

5.1、拓撲結(jié)構(gòu)

AcrelCloud-6000用電平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

現(xiàn)場可通過GPRS移動網(wǎng)絡(luò)(移動、聯(lián)通2G/4G/ NB-IoT網(wǎng)絡(luò))和用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺通訊，云平臺可自行架設(shè)服務(wù)器，需要具備固定IP地址的寬帶接入，或者租用阿里云服務(wù)器（本地不需要固定IP寬帶）。

現(xiàn)場安裝的設(shè)備采集用電回路剩余漏電電流、線纜溫度、電流/電壓/功率/電能，通過無線方式上傳到用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺，當現(xiàn)場發(fā)生線纜漏電電流，溫度超出標準值或者設(shè)定值以及功率超*，通過用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺或者手jiAPP推送報警信號，并發(fā)送短信通知責任人，派運維員處理現(xiàn)場隱患。

5.2、平臺功能

★實時監(jiān)控

24小時監(jiān)視各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設(shè)備狀態(tài)等信息；

★歷史記錄

所有告警信息及遠程控制均被記錄入日志，并可供用戶方便查詢；

★數(shù)據(jù)分析

針對采集的數(shù)據(jù)進行各種模型分析和報告，為客戶隱患，提供能耗分析功能；

★報警提醒

當平臺收到報警或故障信息時，平臺將以短信、電話或APP推送等方式通知管理人員，提醒關(guān)注故障狀況，并采取相應(yīng)的措施隱患；

★權(quán)限管理

平臺通過對用戶類型實施分級管理以實現(xiàn)更高的信息，擁有相應(yīng)授權(quán)的用戶可以對授權(quán)范圍內(nèi)的項目、設(shè)備、探測器等監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行情況進行查看、配置修改，從而提高系統(tǒng)整體性；

★遠程控制

具備權(quán)限的管理人員可以遠程設(shè)定探測器的各種參數(shù)值，或者對監(jiān)控設(shè)備進行分閘、復位、消音、自檢和遠程設(shè)置參數(shù)等操作，方便管理，同時提高工作效率。

5.2.1.平臺首頁

平臺首頁顯示快速工作臺、本月隱患和故障統(tǒng)計以及項目信息地圖導航， 快速工作臺顯示當前需要處理的任務(wù)及報警消息，提高處理速度；地圖導航支持在電子地圖上顯示監(jiān)控項目的分布情況，并在項目圖標上顯示客戶和聯(lián)xi人信息，點擊圖標可進入項目詳細信息。

5.2.2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)控可以查看項目名稱下的設(shè)備信息和探測器信息，探測器詳細信息包括項目名稱、所屬設(shè)備、剩余電流、溫度、三相電壓電流、DI、DO等實時狀態(tài)信息。同時具備權(quán)限的管理人員還可以對監(jiān)控單元進行遠程復位、分合閘等操作。

5.2.3.隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、隱患記錄、隱患提醒、工單處理和隱患批量處理等功能。

5.2.4.數(shù)據(jù)匯總

數(shù)據(jù)匯總菜單欄主要對平臺監(jiān)測到的所有隱患和遙控記錄進行匯總展示，隱患記錄可以選擇曲線或者表格形式。

5.2.5.手jiAPP

6、結(jié)論

用電平臺能幫助文物保護建筑建立和完善一體化的計量、監(jiān)測、分析和管理系統(tǒng)，及時、準確、快速、獲取建筑內(nèi)配電相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行態(tài)勢、及時發(fā)現(xiàn)故障隱患、保證供電、穩(wěn)定。  

詳盡的隱患統(tǒng)計、對比分析數(shù)據(jù)報表、圖表，及時掌握建筑內(nèi)用電分布情況，對比同機關(guān)部門能效水平，幫助相關(guān)單位制定科學、合理的措施。

為管理者提供直觀、的供配電能源報表和用電分析報告服務(wù)，更加方便管理者對文物保護建筑的日常的管理及未來規(guī)劃 。