一、項目概況

　　項目背景

　　近年來，隨著用電能源、安防智能化等精細(xì)化管理不斷深入，智能化、直觀化、精準(zhǔn)化、主動化管理方式手段不斷涌現(xiàn)，為了及時發(fā)現(xiàn)事故隱患、能源跑冒漏滴隱象，避免導(dǎo)致電力開關(guān)異常跳閘影響生產(chǎn)，電力線路、設(shè)備過負(fù)荷燒毀造成財產(chǎn)損失。

　　因此，引入基于物聯(lián)網(wǎng)+云平臺的"智能遠(yuǎn)程運(yùn)維管理平臺"，通過全面的數(shù)據(jù)收集及存儲，采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析技術(shù)手段對動力進(jìn)行24小時監(jiān)控以及數(shù)據(jù)對比分析，一旦出現(xiàn)可能引起事故的隱患，根據(jù)產(chǎn)生事故的預(yù)判結(jié)果，自動分析出預(yù)警等級或是一級告警，通過短信、郵件、手機(jī)APP等服務(wù)通知專業(yè)運(yùn)維人員，在最短的時間內(nèi)運(yùn)維人員就可以根據(jù)提示信息，配備好工具，調(diào)集相關(guān)專業(yè)人員，點(diǎn)對點(diǎn)快速處理問題，保障用電安全運(yùn)行。

　　項目需求

　　在配電房及生產(chǎn)廠房安裝用電信息采集裝置，采用配變采集終端、低壓無線采集器的方式進(jìn)行用電信息采集。同時實(shí)現(xiàn)集配變參數(shù)監(jiān)測、保護(hù)、計量、通信、動態(tài)無功補(bǔ)償控制、諧波抑制和三相不平衡治理于一體的數(shù)字化、智能化管理。提供數(shù)據(jù)支持以動態(tài)補(bǔ)償無功功率、消除諧波畸變、治理各相電壓不對稱和消除電壓波動和閃變，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，完善網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)傳輸方案，做到遠(yuǎn)方監(jiān)控和統(tǒng)一指揮，滿足配電智能化建設(shè)需求。

　　主要功能實(shí)現(xiàn)

　　1、信息監(jiān)測

　　臺區(qū)數(shù)字量監(jiān)測

　　2、電能質(zhì)量監(jiān)控

　　頻率監(jiān)測

　　電壓監(jiān)測

　　諧波監(jiān)測

　　三相不平衡監(jiān)測

　　智能采集終端運(yùn)行狀況監(jiān)測

　　無功補(bǔ)償投切遠(yuǎn)程測控

　　3、異常報警

　　按產(chǎn)生的時間查詢

　　各種組合查詢

　　報警類型包括：

　　電壓越限報警

　　電流越限報警

　　功率因數(shù)越限報警

　　失壓防盜報警

　　缺相報警提示

　　4、智能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理

　　根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供面向變壓器的控制方式，管理并設(shè)置控制策略，提供數(shù)據(jù)分析，提供變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行建議。

　　1)配變監(jiān)測分析。配電監(jiān)測分析內(nèi)容包括：

　　電壓合格率統(tǒng)計分析

　　日負(fù)荷曲線統(tǒng)計分析

　　配變監(jiān)測信息日統(tǒng)計

　　配變監(jiān)測信息月統(tǒng)計

　　配變功率因數(shù)統(tǒng)計

　　2)抄表數(shù)據(jù)。抄表數(shù)據(jù)主要有以下功能：

　　低壓電能量示值

　　線路電能量示值

　　重要設(shè)備電能量示值

　　需量分析

　　瞬時量分析

　　3)電量分析。電量分析功能主要包括：

　　各回路計量點(diǎn)電量

　　重點(diǎn)設(shè)備計量點(diǎn)電量

　　4)負(fù)荷管理。主要有以下功能：

　　重點(diǎn)設(shè)備監(jiān)控

　　負(fù)荷分析

　　實(shí)時負(fù)荷監(jiān)測

　　日負(fù)荷分析

　　月負(fù)荷分析

　　5)電能質(zhì)量分析。主要有以下功能：

　　電壓合格率

　　諧波數(shù)據(jù)

　　供電可靠性

　　三相不平衡度分析

　　功率因數(shù)越限統(tǒng)計分析

　　實(shí)時負(fù)載率

　　負(fù)載率分析

　　6)異常用電分析告警。主要有以下功能：

　　異常用電分析

　　表計事件

　　低壓表計事件

　　終端事件

　　主站端事項

　　二、總體設(shè)計思路

　　采用470M無線及485通信相結(jié)合的傳輸技術(shù)將低壓進(jìn)線、電容器溫度、400V低壓各用電回路的數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，饋線末端網(wǎng)關(guān)通過無線方式或有線傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控云平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)+云平臺融合數(shù)據(jù)采集、通信、監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與挖掘、歷史事故數(shù)據(jù)庫對比、運(yùn)維管理、資產(chǎn)管理等云計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控、環(huán)境管理、消防聯(lián)動、報警服務(wù)、曲線分析、報表服務(wù)外，新增加郵件服務(wù)、短信服務(wù)、WEB服務(wù)，資料管理服務(wù)，視頻監(jiān)控服務(wù)等功能。任意地方都可以掌控系統(tǒng)實(shí)時狀態(tài)，支持同時多人查看數(shù)據(jù)，同時告警信息通過WEB、短信提醒相應(yīng)的維護(hù)人員，做到緊急情況多通道數(shù)據(jù)下發(fā)，除此之外，針對現(xiàn)場存在的問題，提出了具體的解決方法。

　　物聯(lián)及平臺架構(gòu)：

　　系統(tǒng)架構(gòu)主要由感知層、傳輸層及應(yīng)用層組成。

　　感知層主要完成信息的采集、處理和收集。即為配電房監(jiān)控的各個數(shù)據(jù)采集單元，包括10KV開關(guān)柜、變壓器溫度、低壓配電柜電流電壓等電量數(shù)據(jù)等;

　　傳送層完成信息的傳送和處理，包括接入單元和接入網(wǎng)絡(luò)，接入單元為通信網(wǎng)關(guān)，接入網(wǎng)絡(luò)為有線寬帶、電力專用局域網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)等;

　　應(yīng)用層為應(yīng)用支撐平臺和應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，主要支持信息協(xié)同，共享和互通，如：云服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，WEB服務(wù)器，短信服務(wù)器，移動終端軟件(手機(jī)、IPAD)，郵件服務(wù)器等。

　　三、具體方案實(shí)施

　　1.1 基本配置方案

　　基本配置方案主要實(shí)現(xiàn)動力部分10KV高壓進(jìn)線、400V低壓進(jìn)線及各用電回路全電量監(jiān)測(電壓、電流、線纜及電容器溫度、電度、功率因數(shù)、諧波)等

　　監(jiān)控的各個數(shù)據(jù)采集單元包括高/低壓進(jìn)線無線采集模塊、無線三相采集模塊、多回路全電量采集模塊等;

　　主要安裝部分如下：

　　1、低壓配電房部分，由于原配電房低壓柜配有帶通訊功能的數(shù)字電表，并且已經(jīng)引出后面端子 ，所以可以用485線把所有電表連起來，通過智能網(wǎng)關(guān)送到云服務(wù)器

　　如圖為中電的智能儀表，可以支持?jǐn)?shù)據(jù)采集功能;

　　2、廠房的主要設(shè)備電力監(jiān)控，采用我司的電量采集模塊，可以通過穿刺型電流互感器直接采集數(shù)據(jù)，通過智能網(wǎng)關(guān)送到云服務(wù)器

　　1.2基本配置方案系統(tǒng)框圖

　　1.3核心設(shè)備介紹

　　1.3.1、云通信網(wǎng)關(guān)

　　功能

　　云通信網(wǎng)關(guān)是平臺與現(xiàn)場采集層的紐帶，信息上傳下達(dá)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件。它將具備以下重要功能特性：

　　數(shù)據(jù)采集 支持多種規(guī)約接入，可配置化串口采集規(guī)約，現(xiàn)場快速接入各種智能RTU設(shè)備，主動收集采集層數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 根據(jù)配置上傳信息點(diǎn)表，網(wǎng)關(guān)根據(jù)數(shù)據(jù)順序重新組織字節(jié)排序，向平臺傳輸數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，同時，支持本地的UDP/TCP/SNMP等多種規(guī)約，可以由多個客戶端讀取。

　　斷網(wǎng)續(xù)傳 支持?jǐn)?shù)據(jù)斷網(wǎng)續(xù)傳，配置SD存儲卡，網(wǎng)絡(luò)斷網(wǎng)，并不影響平臺對歷史數(shù)據(jù)的收集，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，陸續(xù)傳送歷史數(shù)據(jù)，補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫。

　　邏輯聯(lián)動 支持XML格式的可編程邏輯條件輸出設(shè)置，通過與 或 等關(guān)系，進(jìn)行復(fù)雜的本地化控制輸出，與平臺網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，確保本地控制萬無一失。

　　遠(yuǎn)程維護(hù) 支持授權(quán)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，可以對固件、通信配置、XML信息上傳定義、XML邏輯聯(lián)動策略等內(nèi)容遠(yuǎn)程設(shè)置，可減低現(xiàn)場人員出差概率。

　　1.3.2、無線采集模塊

　　.功能

　　采用LoRa 470Mhz無線傳輸/RS485技術(shù)+穿刺CT技術(shù)將低壓交流的電壓、電流、溫度等全電量參數(shù)上傳至采集終端。

　　電力參數(shù)監(jiān)測：三相電壓(V)、三相電流(A)、溫度、頻率(Hz)、功率因數(shù)(φ)、有功功率(P)、無功功率(Q)、視在功率(S)、有功電能(KWh)、無功電能(KVarh)、視在電能(KVah)、31次諧波。

　　遙信功能：監(jiān)測斷路器開關(guān)位置狀態(tài)、脫扣位置狀態(tài)。

　　遙控功能：通過通信可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制斷路合閘、分閘。

　　保護(hù)告警功能：對欠壓、過壓、過負(fù)荷、漏電、斷路器脫扣等故障實(shí)時監(jiān)測和告警，并可設(shè)置跳閘以切除故障。

　　故障錄波功能：捕捉瞬間故障時，電流波形，可以記錄2秒內(nèi)的波形數(shù)據(jù)。

　　1.3.3、12路溫度采集模塊

　　12路溫度采集模塊基于成熟的嵌入式軟硬件平臺，具有實(shí)時性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，采用高精度的進(jìn)口溫度傳感器，提供12路溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，支持RS485接口，適合用于復(fù)雜惡劣的工業(yè)環(huán)境。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)

　　★支持9～36V DC寬電壓輸入

　　★支持12路溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時采集

　　★采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，反應(yīng)靈敏

　　★傳感器與采集主機(jī)連線采用RJ11接口，方便施工接線和維護(hù)

　　★采集主機(jī)具備強(qiáng)大的接口驅(qū)動能力，傳感器線支持最大10米

　　★ Modbus-RTU標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，地址與波特率采用撥碼開關(guān)

　　★工業(yè)級設(shè)計，低功耗;模塊整體體積小，集成度高

　　★安裝簡單方便，支持螺絲孔固定或磁鐵吸附方式

　　1.3.4、電壓、電流等電量采集類

　　可以計算多路全電量(功率、功率因素、電度、頻率)等數(shù)據(jù)，成本低，安裝尺寸小。

　　功能特點(diǎn)

　　★具備27個通道的電壓、電流采集，通過DSP浮點(diǎn)計算出各通道的全電量數(shù)據(jù)，如電壓，電流，有功功率，功率因數(shù)，電度，相位，以及諧波等。

　　★ 2路DI輸入狀態(tài)檢測，1路DO狀態(tài)的控制

　　★ 2路 RS485隔離接口

　　★ 24V電源供電，低功耗，使用更安全

　　★工業(yè)級設(shè)計，低功耗，體積小，安裝方便

　　★ Modbus RTU協(xié)議，方便第三方系統(tǒng)接入

　　1.3.5、智能串口擴(kuò)展模塊

　　通過各個主站請求指令的記憶，將不同請求指令進(jìn)行存儲，最大效率在采集總線上進(jìn)行輪詢，實(shí)時更新接收內(nèi)存數(shù)據(jù)，模塊不改變?nèi)魏螖?shù)據(jù)內(nèi)容，待主站請求的指令與輪詢的指令匹配時，模塊將對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。支持4個主站可以同時請求，模塊自主識別，轉(zhuǎn)發(fā)對應(yīng)的報文內(nèi)容。

　　串口擴(kuò)展模塊通信架構(gòu)圖

　　四、平臺展示(WEB展示端)

　　1、GIS地圖

　　報警列表：展示不同等級的報警信息(一般、嚴(yán)重、預(yù)警)

　　電子地圖：站點(diǎn)定位功能，可以精確定位到站點(diǎn)地理位置，提供詳細(xì)的地理信息及報警發(fā)生時間。

　　實(shí)時告警：如果產(chǎn)生告警，系統(tǒng)將自動彈出，并且在電子地圖與站點(diǎn)導(dǎo)航欄的按鈕響應(yīng)變成紅色閃爍。

　　2、電能實(shí)時數(shù)據(jù)

　　各站點(diǎn)對應(yīng)10KV、400V、直流、環(huán)境等不同等級設(shè)備進(jìn)行劃分，顯示負(fù)荷、功率因數(shù)、電流、電壓、溫度、諧波含有量等實(shí)時數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊支路名稱，將彈出詳細(xì)的支路數(shù)據(jù)信息，任何數(shù)據(jù)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自由配置。

　　400V一次系統(tǒng)圖展示：

　　3、信息分析

　　3.1 能耗分析

　　餅狀圖顯示各自定義負(fù)載(照明，空調(diào)，消防等)能耗總占比，負(fù)載總能耗排名及曲線形式呈現(xiàn)，餅狀圖顯示各負(fù)載對應(yīng)支路能耗占比。

　　3.2趨勢分析

　　曲線展示自定義配置的變壓器溫度、電壓偏差、電流偏差、三相不平衡、諧波畸變率、功率因數(shù)、頻率偏差等數(shù)據(jù)并通過大數(shù)據(jù)分析提前預(yù)判未來的趨勢方向。

　　3.3報警統(tǒng)計

　　餅狀圖展示報警級別信息分類總占比，負(fù)載報警次數(shù)排行，并可按告警級別快速檢索報警信息并支持EXC格式導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

　　3.4歷史曲線

　　按日、月周期查詢變壓器溫度、電壓偏差、電流偏差、三相不平衡、諧波畸變率、功率因數(shù)、頻率偏差等歷史數(shù)據(jù)，通過曲線形式展示。

　　3.5峰平谷

　　有效調(diào)節(jié)生產(chǎn)用電，合理避峰填谷用電。

　　3.6報表

　　支持實(shí)時數(shù)據(jù)報表和歷史數(shù)據(jù)(日報、月報、年報)等報表導(dǎo)出，報表格式自定義配置。

　　4、推送方式

　　4.1 微信推送

　　登陸后主頁 站點(diǎn)名稱 站點(diǎn)實(shí)時遙測數(shù)據(jù)

　　站點(diǎn)一次圖顯示 曲線圖(能耗等)

　　站點(diǎn)實(shí)時遙信數(shù)據(jù) 站點(diǎn)功能按鈕 告警推送

　　4.2 短信推送

　　系統(tǒng)根據(jù)配置信息關(guān)鍵字，實(shí)時告警，并將短信發(fā)送至訂閱者。

　　4.3 郵件推送

　　系統(tǒng)可以將關(guān)鍵數(shù)據(jù)按照用戶設(shè)定，在某一個時刻將數(shù)據(jù)EXCEL表格發(fā)送到指定的郵箱。如能耗電度數(shù)據(jù)等。

　　日報、月報、年報按定義發(fā)送。

　　五、具體實(shí)施步驟

　　1、技術(shù)方案準(zhǔn)備

　　改造前需要準(zhǔn)備好技改的圖紙，裝置說明書，等改造所需的所有技術(shù)資料。

　　1)、現(xiàn)場工作人員必須嚴(yán)格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》和相關(guān)安全工作規(guī)定,進(jìn)入工作現(xiàn)場必須戴好安全帽,著裝應(yīng)符合規(guī)范。2)、各項工作在開展前，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)與工作成員作好危險點(diǎn)的分析，并在施工過程中注意加強(qiáng)相互監(jiān)護(hù)。3)、工作負(fù)責(zé)人應(yīng)在工作前詳細(xì)宣讀工作步驟,仔細(xì)交待安全措施的現(xiàn)場布置情況和停、帶電區(qū)域安全監(jiān)督人應(yīng)注意加強(qiáng)對危險點(diǎn)的監(jiān)督和控制,工作班成員應(yīng)相互關(guān)心,相互監(jiān)督。4)、工作過程中若出現(xiàn)異常或事故情況，工作人員應(yīng)立即停止工作等待總負(fù)責(zé)人的調(diào)動安排。

　　5)、選派的工作負(fù)責(zé)人應(yīng)有較強(qiáng)的工作責(zé)任心和安全意識，并熟練地掌握所承擔(dān)的施工項目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

　　6)、工作負(fù)責(zé)人要在開工前將人員分工，危險控制點(diǎn)及其控制措施予以詳細(xì)的交待。

　　7)、工作負(fù)責(zé)人在合同工作許可人檢查現(xiàn)場所在的安全措施正確完備后，方可在工作票上簽名 ，然后帶領(lǐng)工作班成員進(jìn)入現(xiàn)場。

　　8)、每天現(xiàn)場施工結(jié)束后，要認(rèn)真開好收工會，工作負(fù)責(zé)人對當(dāng)天的工作做出總結(jié)。

　　9)、次日復(fù)工時，工作負(fù)責(zé)人需事先重新認(rèn)真檢查安全措施，安全措施符合工作的要求后，方可工作。

　　10)、專職負(fù)責(zé)人不得從事其他工作。不得隨意變更現(xiàn)場安全措施，禁止穿越和擅自移動臨時遮攔。

　　11)、全部工作完畢，辦理工作終結(jié)手續(xù)前，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)對全部工作現(xiàn)場進(jìn)行周密檢查，確保無遺漏問題。

　　12)、辦完工作終結(jié)手續(xù)后，作業(yè)人員嚴(yán)禁再觸及設(shè)備并全部撤離現(xiàn)場。

　　13)、電源終端應(yīng)有剩余電流動作保護(hù)器，儀器外殼必須接地。

　　14)、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督發(fā)現(xiàn)不安全現(xiàn)象及時予以制止。15)、本次工作前，各相關(guān)專業(yè)與負(fù)責(zé)人應(yīng)認(rèn)真了解舊交流系統(tǒng)的接線及負(fù)荷情況，并認(rèn)真學(xué)習(xí)新系統(tǒng)的說明書及相關(guān)技術(shù)，作好準(zhǔn)備工作。

　　2、安全方案準(zhǔn)備

　　工作現(xiàn)場各專業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》和現(xiàn)場安全措施。

　　1)、組織施工人員了解、熟悉所要安裝設(shè)備的技術(shù)要求。

　　2)、制定現(xiàn)場施工方案，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行安裝。

　　3)、安裝前應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行檢查，首先檢查包裝箱有無破損和異?，F(xiàn)象，開箱后應(yīng)對照設(shè)備裝箱單檢查所有部件、附件和備件是否齊全。

　　4)、安裝前，查閱設(shè)備出廠資料，備品備件和工器具要準(zhǔn)備充足并列出清單，班組準(zhǔn)備好所需耗材及設(shè)備清單，并按此準(zhǔn)備。

　　5)、安裝時要按制造廠的安裝使用說明書的規(guī)定進(jìn)行，安裝前要徹底清理各零部件，嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行安裝。

　　6)、安裝施工中要精心操作，防止對設(shè)備造成任何損傷。

　　7)、接線時，一定要戴手套，扳手及螺絲刀等工具裸露部分需做好絕緣處理，避免短路、接地等。

　　8)、拆臨時接線做好記錄。

　　9)、每次使用萬用表前，應(yīng)檢查萬用表的表筆絕緣情況，避免在測量過程中觸電。

　　10)、安裝模塊等，對照接線圖連接屏間接線，務(wù)必保證接線正確美觀。

　　11)、現(xiàn)場安裝調(diào)試記錄卡要仔細(xì)認(rèn)真填寫，包括各種設(shè)備的名稱、型號、數(shù)量及出廠編號等要記錄清楚。

　　12)、改造工作過程中，如遇到異常情況，要及時向現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)小組匯報。

　　3、主要設(shè)備清單

　　4、工具準(zhǔn)備