配電室智能運維平臺技術方案(中國人民大學附屬中學配電室智能運維服務項目技術方案與要求)
隨著的近年來先進通信技術快速發(fā)展，北京團體和地方標準的不斷完善，且 2021 年北京市地方標準 DB11/527-2021《配電室安全管理規(guī)范》的發(fā)布，對配電室智能運維提出了明確指導意見，為減人增效提供了政策支持。2021 政府審議的工作報告中提出 3060 目標，即二氧化碳排放力爭 2030 年前達到峰值，力爭 2060 年前實現(xiàn)碳中和，智能運維系統(tǒng)可以為單位能源管控和開展節(jié)能減碳工作提供數(shù)據(jù)支撐。全面應用配電室智能運維，可以提前預防并消除安全隱患，保障配電室安全運行，為減少配電室值班人員成本提供了技術支撐。
根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我校配電室在智能、安全、經(jīng)濟、管理方面還有很大的提升空間。通過建設智能化運維系統(tǒng)，可以在最大程度上保證配電室的運行安全，再借助于智能運維系統(tǒng)強大預警、告警功能，可提前預防設備運行的隱患，減少事故應急響應時間，利用大數(shù)據(jù)進行分析，提高管理工作的信息化、智能化程度，降低管理成本。
經(jīng)學校研究，計劃將配電室傳統(tǒng)值班方式調(diào)整為智能運維站方式，管理現(xiàn)場的 6 座配電室，將數(shù)據(jù)上傳至企業(yè)自主搭建的綜合能源服務平臺，由平臺人員遠程值守，后備監(jiān)視現(xiàn)場運行情況。當發(fā)現(xiàn)異常情況或突發(fā)停電，外部應急搶修人員可聯(lián)動應急支援，快速隔離故障并恢復供電，保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定及搶修時效性。
通過配電室智能運維，期望為我校帶來較大的經(jīng)濟效益、安全效益和管理效益。
1、配電室概況
人大附中位于北京市海淀區(qū)中關村大街 37 號，現(xiàn)場分設 5 座配電室，一座箱變。共安裝 11 臺干式變壓器，2 臺 500kVA，1 臺 630kVA，2 臺 1000kVA，3 臺 1250kVA，2 臺 1600kVA，1 臺630kVA。
現(xiàn)場共計配電設施 6 處，沒有電力監(jiān)控系統(tǒng)。配電室內(nèi)的設備比較老舊，基本不具備遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的功能，其具體情況如下：
總配電室的高壓柜為中置柜，安裝有綜保，具備遠程通訊功能，低壓進線柜為多功能儀表，變壓器溫控器不具備遠程通訊功能，低壓柜出線為機械式單相電流表，不具備遠程通訊功能。
其他配電室的高壓柜為環(huán)網(wǎng)柜，低壓進線柜為機械式三相電流表，變壓器溫控器不具備遠程通訊功能，低壓柜出線為機械式單相電流表或三相電流表，不具備遠程通訊功能。各配電室沒有安裝溫濕度、水浸等環(huán)境監(jiān)測及視頻實時監(jiān)控設備。
2、配電系統(tǒng)及設備概況
1.人大附中總配電室含低壓柜、高壓柜、變壓器、直流屏四部分。高壓采用 GZS1-12Z及 KYN28A 中置柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 M35 型低壓柜。
總配電室主要設備情況見下表：
2.學生公寓地下配電室含低壓柜、高壓柜、變壓器、三部分。高壓采用 XGN-12 環(huán)網(wǎng)柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 MNS 型低壓柜。
學生公寓地下配電室主要設備情況見下表：
3.西北配電室含低壓柜、高壓柜、變壓器、三部分。高壓采用 ABB FC 型環(huán)網(wǎng)柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 M35 型低壓柜。
西北配電室主要設備情況見下表：
4.逸夫樓配電室含低壓柜、高壓柜、變壓器、三部分。高壓采用 ABB 中置柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 GCK 型低壓柜。
逸夫樓配電室主要設備情況見下表：
5.人大附中東支配電室含低壓柜、高壓柜、變壓器、三部分。高壓采用 ABB 環(huán)網(wǎng)柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 M35 型低壓柜。
東支配電室主要設備情況見下表：
6.人大附中東箱變含低壓柜、高壓柜、變壓器、三部分。高壓采用 HXGN15-12 型環(huán)網(wǎng)柜，變壓器采用干式變壓器，低壓采用 GGD 型低壓柜。
東箱變主要設備情況見下表：
3、采購需求
通過對我校電力系統(tǒng)的了解，采用云端監(jiān)控方案，在監(jiān)控中心安裝智能運維系統(tǒng)一套，對高低壓系統(tǒng)、變壓器、直流屏、配電室環(huán)境、視頻等實時監(jiān)控，并通過移動 4G 網(wǎng)絡上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺服務器，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)與云端的同步展示?，F(xiàn)場所有配電室和箱變由智能運維站統(tǒng)一集中管理，將數(shù)據(jù)上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺，由平臺遠程值守，后備監(jiān)視現(xiàn)場運行情況。當發(fā)現(xiàn)異常情況或突發(fā)停電，平臺可發(fā)出預警或報警信息，并于應急搶修人員共享，實現(xiàn)聯(lián)動應急支援，快速隔離故障恢復供電，保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定及搶修時效性。
3.1 智能運維系統(tǒng)建設及運維（線上服務需求）
3.1.1 數(shù)據(jù)采集需求
(1) 高壓回路監(jiān)測
配電室高壓為中置柜和環(huán)網(wǎng)柜，中置柜需要加裝智能電表采集模塊，數(shù)據(jù)上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺。
(2) 變壓器綜合工況
現(xiàn)場變壓器溫控器配置沒有 RS485 接口，不具備數(shù)據(jù)遠傳的條件，變壓器三相繞組運行溫度、報警狀態(tài)信息通過溫控器采集，數(shù)據(jù)上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺。
(3) 直流屏工況監(jiān)測
現(xiàn)場直流屏配置有 RS485 接口，具備數(shù)據(jù)遠傳的條件，對配電室直流屏交流電源狀態(tài)、直流母線電壓、直流母線絕緣狀態(tài)等參數(shù)采集，數(shù)據(jù)上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺。
(4) 低壓回路監(jiān)測
配電室低壓進線、出線、母聯(lián)、電容等回路各項參數(shù)需要加裝智能電表采集模塊，數(shù)據(jù)上傳至運維管理公司綜合能源服務平臺。
進線、母聯(lián)柜開關的事故報警接點、開關位置接點等通過本柜安裝智能電表的 DI 端進行采集。
(5) 環(huán)境監(jiān)測
低壓電容柜內(nèi)及室內(nèi)適當位置設置溫濕度傳感器，對電容器運行環(huán)境及高低壓配電設備的整體運行環(huán)境進行監(jiān)測。
配電室內(nèi)安裝水浸傳感器，傳感器探頭貼地分散布置于夾層/電纜溝中各低處，對配電室浸水事件進行監(jiān)測和報警。
(6) 視頻監(jiān)測
在配電室內(nèi)適當位置加裝高清視頻網(wǎng)絡攝像頭，對高壓柜前、低壓柜前后、變壓器高低壓側(cè)等重要設備運行及操作區(qū)域進行視頻信息的采集。
(7) 專用通訊電源系統(tǒng)
為保證智能運維系統(tǒng)通訊設備供電的可靠性，配電室內(nèi)設計并安裝通訊專用不間斷電源系統(tǒng)一套，與數(shù)據(jù)采集器、網(wǎng)絡交換機、4G 路由器、硬盤錄像機等信息采集傳輸設備統(tǒng)一集中安裝于通訊柜內(nèi)。
(8) 云端通訊方式
配電室有移動、聯(lián)通等網(wǎng)絡運營商的無線 4G 信號覆蓋，監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用無線 4G 路由器通過無線網(wǎng)絡傳輸至云端系統(tǒng)。
(9) 監(jiān)控終端配置
在用戶監(jiān)控中心配置數(shù)據(jù)及應用服務器，在服務器上部署智能運維系統(tǒng)軟件，具備集中監(jiān)控六座配電室的軟硬件配置能力，所監(jiān)測配電室的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡上傳至云端系統(tǒng)。
3.1.2 系統(tǒng)功能需求
智能運維系統(tǒng)的用戶界面包含系統(tǒng)在線監(jiān)測、運行環(huán)境監(jiān)測、報警預警管理、表計設備管理、負荷分析、數(shù)據(jù)分析、移動 APP 管理等多個專業(yè)功能模塊。
(1) 設備在線監(jiān)測
通過智能運維系統(tǒng)對配電室設備實時在線監(jiān)測，24 小時對配電室運行數(shù)據(jù)進行采集、分析、處理、存儲。出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)越限、開關掉閘等自動發(fā)布報警信息。
(2) 運行環(huán)境監(jiān)測
運維值班人員遠程對配電室環(huán)境安全進行視頻監(jiān)視，第一時間獲取故障報警現(xiàn)場狀態(tài)。
(3) 表計設備管理
通過智能運維系統(tǒng)對客戶設備檔案進行線上管理，可以隨時查詢歷史運行情況或調(diào)閱設備檔案資料。
(4) 負荷分析
運維值班人員或客戶可以通過智能運維系統(tǒng)對配電室運行數(shù)據(jù)進行查詢分析比對，為客戶生產(chǎn)管理和節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。
(5) 報表管理
客戶可以通過登錄智能運維系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)查詢和報表并完成打印，提高了工作效率。
(6) 移動 APP 管理
客戶可以通過“電能管家”手機移動 APP 接受預報警信息，并可以實時查詢配電室運行情況。
3.1.3 售后服務需求
智能配電監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，售后服務期內(nèi)，應有專業(yè)的人員對平臺進行維護，系統(tǒng)維護升級遠程即可實現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題維護響應及時，縮短故障時間。定期安排對項目進行回訪，協(xié)助客戶運維人員對系統(tǒng)軟硬件設備進行定期檢查、維護，對相關軟硬件故障及時修復，確保系統(tǒng)的正常運行和使用。提供多種方式系統(tǒng)代維服務，包括定期的上門系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)刻錄，病毒庫升級、局域網(wǎng)殺毒等服務。
3.2 配電室代維護及應急搶修（線下服務需求）
3.2.1 服務范圍
變（配）電室代維護的范圍：負責中國人民大學附屬中學五座配電室及一座箱變內(nèi) 10kv受電柜至低壓柜各出線開關負荷側(cè)接線端子內(nèi)（不含電纜接線端子及螺栓）高低壓配電設備的維護工作；各配電室低壓配電柜內(nèi)出線開關負荷側(cè)接線端子（含電纜接線端子及螺栓）及以下電力電纜和用電設備由用戶負責維護管理。
3.2.2 主要服務內(nèi)容
1.每月對配電室內(nèi)高、低壓電氣設備進行一次巡視檢查，合同結(jié)束提供巡視檢查報告，免費出具智能平臺數(shù)據(jù)分析報告。
2.按照北京電力公司及有關電氣規(guī)程規(guī)定對絕緣安全用具免費定期進行預防性試驗；
3.7*24 小時為客戶提供維護范圍內(nèi)設備的各類異常情況、緊急事故搶修和處缺服務。
4.7*24 小時為客戶提供技術支持和用電服務技術咨詢；
5.免費協(xié)助用戶健全各項管理制度，規(guī)范配電室運行管理。
3.2.3 線下周期巡視
運營人員根據(jù)簽訂的合同情況，設置巡視周期，巡視周期可以為周、月、季度。 根據(jù)設備及環(huán)境的特性，設定巡視周期，編制巡視計劃，生成相應的巡視任務單，派發(fā)到巡視人員，巡視人員通過移動終端開展接單并進行相應的處理。巡視完畢后，現(xiàn)場填寫巡視記錄，并發(fā)送至相關負責人確認；實時記錄巡視軌跡并自動生成巡檢報告。
3.2.4 免費應急搶修
當配電室設備出現(xiàn)問題或事故時，從接到用戶報修通知后，搶修人員 1 小時內(nèi)到達現(xiàn)場進行處理。
●設備故障維修:
1.一般故障不需要全部停電，不需要更換電氣設備的，應在 4 小時左右處理完畢。
2.需要停電處理，如果有設備備件，因故障復雜程度不同，應在 2-8 個小時內(nèi)可以更換完畢，恢復供電，費用單獨商定。
3.如果遇到重大設備事故，例如變壓器內(nèi)部發(fā)生故障導致跳閘，高低壓進出線開關內(nèi)部機構(gòu)故障，高低壓柜母線短路故障等，協(xié)助客戶及時與廠家取得聯(lián)系，督促廠家盡快解決，停電期間協(xié)助提供臨時過渡方案，確保用電安全。
●工程質(zhì)量標準：
1.達到國家現(xiàn)行的驗收規(guī)范技術標準及北京市有關規(guī)定。
2.維修完成后一般在十日內(nèi)提供維修報告。
3.2.5 帶電檢測
帶電檢測是指在設備帶電運行條件下，運用具有高科技含量儀器對設備狀態(tài)量進行的現(xiàn)場檢測，以設備存在缺陷時產(chǎn)生的“聲、光、電、磁、熱”等異常現(xiàn)象為突破口，重點監(jiān)測“振動、超聲波、電磁波、發(fā)熱”等參數(shù)，通過綜合分析、判斷形成對電力設備的診斷，發(fā)現(xiàn)運行的電氣設備所存在的潛在隱患，對電力設備的缺陷進行先期診斷，將危險點前移，在導致設備發(fā)生嚴重事故之前提前發(fā)現(xiàn)問題，從而消除缺陷，提高電網(wǎng)運行可靠性，提高供電質(zhì)量，降低設備事故幾率。
超聲波局放帶電檢測，通過對變電所開關柜局放測試（超聲波、特高頻局放測試）進行帶電檢測，在開關柜運行過程中及時、準確地掌握設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)早期的絕緣缺陷，并可有效對進行定位，避免開關柜發(fā)生重大絕緣事故和非計劃停電等事故。
紅外熱成像帶電檢測，通過對變配電室設備進行紅外測溫，通過測試數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)在一次設備運行過程中因機械松動、表面銹蝕、氧化、受潮等產(chǎn)生的發(fā)熱問題，避免造成設備非計劃停電等事故，能有效保證電氣設備安全、穩(wěn)定運行。
3.2.6 免費提供用電安全評估
根據(jù)國家相關法律法規(guī)以及技術標準，對變配電室的設備安全、人員及制度管理、作業(yè)環(huán)境等進行安全評估，并針對所發(fā)現(xiàn)的缺陷提出治理方案，從而避免政府安全檢查開具罰單，并達到維護電網(wǎng)安全運行和電力用戶安全用電的目的。
通過對法律條文的分析，提供安全評估標準，以圖文結(jié)合的形式完成評估報告。
? 評估范圍涵蓋配電室設備、全部主要線纜、安全管理情況、工作制度等重要環(huán)節(jié)；
? 摒棄以前安全評估簡單的“合格”或“不合格”的模式，將“評分”系統(tǒng)引入到安全評估中，并且專注于數(shù)據(jù)可視化，更為直觀全面的了解配電室各方面的情況。
3.2.7 發(fā)電車免費服務
應急發(fā)電車服務主要用于應對突發(fā)停電或檢修停電而對變電站的重要負載進行應急電源供應應急發(fā)電車由汽車二類底盤及電源車廂體及附屬設施組成。
為了有效及時的對學校突發(fā)性停電、故障性停電、計劃性停電等進行控制和管理，提高應對突發(fā)事件的組織指揮和應急處置能力，保證迅速、高效、有序的解決突發(fā)停電事故，確保學校運行的安全暢通。
電源車的質(zhì)量執(zhí)行國家相關標準或相關行業(yè)標準。電源車技術先進、高效節(jié)能、安全環(huán)保，且適應和滿足在北方地區(qū)夏季 40℃一冬季零下 20℃的環(huán)境及工況條件下能保證連續(xù)、安全可靠、穩(wěn)定運行，故障率低、維修性好。
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