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(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年4月15日下午6點(diǎn)50分左右，法國(guó)巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)，整座建筑損毀嚴(yán)重著火位置位于圣母院頂部塔樓。巴黎消防部門初步認(rèn)為，這起大火很可能由意外造成。法國(guó)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(hù)建筑價(jià)值無(wú)法估量，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。我國(guó)文物保護(hù)建筑以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，這就導(dǎo)致其耐火等級(jí)相對(duì)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(huì)被很快殃及。

文物保護(hù)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(dòng)造成；三、自然因素，比如雷擊等；不過現(xiàn)在的文物保護(hù)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(hù)建筑現(xiàn)場(chǎng)配電柜系統(tǒng)大多老舊，而且沒有智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)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(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分析，預(yù)文物保護(hù)建筑用電問題如下：

? 配電柜未安裝用電監(jiān)測(cè)電力儀表導(dǎo)致維護(hù)人員對(duì)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(wú)法確定整個(gè)建筑內(nèi)電力系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。

? 現(xiàn)有的維護(hù)值班人員都為人工抄表，有以下幾點(diǎn)弊端：1、人工抄表工作量大且容易產(chǎn)生錯(cuò)、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(shí)如人員逃離不及時(shí)或者處理不當(dāng)會(huì)直接危及到生命。3、可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏的電氣隱患。

? 文物保護(hù)建筑內(nèi)隱患高缺少所內(nèi)運(yùn)行信息，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大，影響整個(gè)建筑內(nèi)用電情況。如：線纜溫度檢測(cè)、剩余漏電檢測(cè)、電壓監(jiān)測(cè)、電流檢測(cè)等。

? 設(shè)備老化導(dǎo)致供電不正常，嚴(yán)重影響人員工作。例如：線纜老化，刀閘輔助接點(diǎn)不能準(zhǔn)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(hù)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(cè)裝置獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)的情況下，易造成供電故障。

? 現(xiàn)場(chǎng)沒有統(tǒng)一監(jiān)測(cè)平臺(tái)，管理層無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)掌握建筑內(nèi)配電狀況，不能及時(shí)的對(duì)站建筑內(nèi)配電問題進(jìn)行分析與指導(dǎo)，經(jīng)常導(dǎo)致底層長(zhǎng)期盲目浪費(fèi)而無(wú)法自查，上層無(wú)法管理指導(dǎo)。

因此，對(duì)文物保護(hù)建筑內(nèi)供電情況和用電的實(shí)時(shí)監(jiān)視就顯得十分，同時(shí)建立和完善企業(yè)一體化的計(jì)量、監(jiān)控、分析和管理的系統(tǒng)，能及時(shí)、、迅速、準(zhǔn)確的獲取建筑內(nèi)各詳細(xì)數(shù)據(jù)，監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，定期分析各類數(shù)據(jù)報(bào)表、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性、能源利用率能及時(shí)掌握，制定科學(xué)、合理的電力系統(tǒng)運(yùn)維流程。

3、安科瑞用電解決方案建議

本項(xiàng)目建議方案為3部分：1、設(shè)備層；2、網(wǎng)絡(luò)層；3、平臺(tái)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(cè)電力儀表（帶通訊），儀表實(shí)時(shí)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(cè)量：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(wú)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(gè)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(cè)模塊，通過4G網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至用電平臺(tái)。

3.3、平臺(tái)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(tái)統(tǒng)一采集文物保護(hù)建筑配電柜內(nèi)數(shù)據(jù)，用電平臺(tái)將建筑配電柜內(nèi)電表運(yùn)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(tái)，進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管。當(dāng)站內(nèi)配電柜有異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)，*時(shí)間接收到云平臺(tái)報(bào)警信息（通過平臺(tái)報(bào)警、短信、APP、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等），并安排相關(guān)人員去現(xiàn)場(chǎng)查看問題并分析原因。

4、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

GB14287.2 《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》

GB14287.3 《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)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(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

GB50016-2014 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB50116-2013 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T 2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》

GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導(dǎo)則

GB/T 156-2007 標(biāo)準(zhǔn)電壓

GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

GB/T 15316-2009 節(jié)能檢測(cè)技術(shù)通則

GB/T 17166 企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則

GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)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(jì)量?jī)x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(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

5、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)效果

5.1、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

AcrelCloud-6000用電平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

現(xiàn)場(chǎng)可通過GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)、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(tái)通訊，云平臺(tái)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(chǎng)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(wú)線方式上傳到用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生線纜漏電電流，溫度超出標(biāo)準(zhǔn)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(tái)或者手jiAPP推送報(bào)警信號(hào)，并發(fā)送短信通知責(zé)任人，派運(yùn)維員處理現(xiàn)場(chǎng)隱患。

5.2、平臺(tái)功能

★實(shí)時(shí)監(jiān)控

24小時(shí)監(jiān)視各探測(cè)點(diǎn)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(yuǎn)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(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種模型分析和報(bào)告，為客戶隱患，提供能耗分析功能；

★報(bào)警提醒

當(dāng)平臺(tái)收到報(bào)警或故障信息時(shí)，平臺(tái)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(tái)通過對(duì)用戶類型實(shí)施分級(jí)管理以實(shí)現(xiàn)更高的信息，擁有相應(yīng)授權(quán)的用戶可以對(duì)授權(quán)范圍內(nèi)的項(xiàng)目、設(shè)備、探測(cè)器等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況進(jìn)行查看、配置修改，從而提高系統(tǒng)整體性；

★遠(yuǎn)程控制

具備權(quán)限的管理人員可以遠(yuǎn)程設(shè)定探測(cè)器的各種參數(shù)值，或者對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行分閘、復(fù)位、消音、自檢和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)等操作，方便管理，同時(shí)提高工作效率。

5.2.1.平臺(tái)首頁(yè)

平臺(tái)首頁(yè)顯示快速工作臺(tái)、本月隱患和故障統(tǒng)計(jì)以及項(xiàng)目信息地圖導(dǎo)航， 快速工作臺(tái)顯示當(dāng)前需要處理的任務(wù)及報(bào)警消息，提高處理速度；地圖導(dǎo)航支持在電子地圖上顯示監(jiān)控項(xiàng)目的分布情況，并在項(xiàng)目圖標(biāo)上顯示客戶和聯(lián)xi人信息，點(diǎn)擊圖標(biāo)可進(jìn)入項(xiàng)目詳細(xì)信息。

5.2.2.實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控可以查看項(xiàng)目名稱下的設(shè)備信息和探測(cè)器信息，探測(cè)器詳細(xì)信息包括項(xiàng)目名稱、所屬設(shè)備、剩余電流、溫度、三相電壓電流、DI、DO等實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。同時(shí)具備權(quán)限的管理人員還可以對(duì)監(jiān)控單元進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)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(duì)平臺(tái)監(jiān)測(cè)到的所有隱患和遙控記錄進(jìn)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(tái)能幫助文物保護(hù)建筑建立和完善一體化的計(jì)量、監(jiān)測(cè)、分析和管理系統(tǒng)，及時(shí)、準(zhǔn)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(yùn)行態(tài)勢(shì)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、保證供電、穩(wěn)定。  

詳盡的隱患統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析數(shù)據(jù)報(bào)表、圖表，及時(shí)掌握建筑內(nèi)用電分布情況，對(duì)比同機(jī)關(guān)部門能效水平，幫助相關(guān)單位制定科學(xué)、合理的措施。

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