地鐵作為關(guān)系到人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全的主要出行方式,其安全性備受關(guān)注,本篇文從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā),探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧安全用電系統(tǒng)在地鐵低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用,達(dá)到消除潛在的電氣火災(zāi)危險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
關(guān)鍵詞:地鐵低壓配電系統(tǒng);智慧用電;電氣火災(zāi)
從2019年國家應(yīng)急管理部消防救援局公開數(shù)據(jù)顯示:2018年全國共接報(bào)火災(zāi)23.7萬起,亡1407人,傷798人,直接財(cái)產(chǎn)損失36.75億元。火災(zāi)事故中,仍以電氣火災(zāi)比重最大,據(jù)統(tǒng)計(jì)因違反電氣線路安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%,4起重大火災(zāi)中,3起為電氣引起。
地鐵系統(tǒng)的電氣線路繁雜,涉及通信、照明、動(dòng)力等方面,運(yùn)營時(shí)由不同的職能部門分管,且地鐵的工作環(huán)境較嚴(yán)峻,導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的頻度大。
1969年北京地鐵由于電動(dòng)車短路引發(fā)的大火,導(dǎo)致3人死亡、300多人受傷,是我國最嚴(yán)重的一次地鐵火災(zāi);
1995年10月28日阿塞拜疆巴庫地鐵因電動(dòng)機(jī)車電路故障發(fā)生火災(zāi),導(dǎo)致558名乘客喪生,269人嚴(yán)重受傷;
雖然隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,地鐵電氣系統(tǒng)的安全性日益提高,但電氣原因仍是目前地鐵火災(zāi)的主要因素。
現(xiàn)如今,電氣火災(zāi)事故中由于故障電弧引起的火災(zāi)占比80%~90%。故障電弧發(fā)生時(shí),會(huì)瞬間產(chǎn)生高達(dá)3000-4000度的高溫,其足以引燃一切可燃物并造成重大火災(zāi)事故發(fā)生,并且該類故障電弧不受常規(guī)斷路器等電路保護(hù)裝置的控制。故障電弧發(fā)生時(shí),線路中的電壓會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),電流也會(huì)發(fā)生突變,更易造成用電設(shè)備產(chǎn)生故障。
故障電弧的產(chǎn)生常常具有隱蔽性,事故苗頭不易被發(fā)現(xiàn)大部分故障電弧具有長期緩慢發(fā)生的特點(diǎn),由此,提前對(duì)電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)控防范具有重大意義。
但目前火災(zāi)的常規(guī)防控措施,如火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)制系統(tǒng)以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要的是起火/冒煙后對(duì)火情人防的管理,然而在相關(guān)措施中,防范隱患的措施極少出現(xiàn),只有前期設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)布置等防止措施,防范技防措施欠缺。
新能眾維電力-智慧用電安全解決方案是針對(duì)電氣火災(zāi)頻發(fā)而創(chuàng)新的一套電氣火災(zāi)預(yù)警和預(yù)防管理的智慧用電安全解決方案。它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患并發(fā)出報(bào)警信號(hào),起到了很好的防范火災(zāi)的作用。
它一般由終端檢測(cè)裝置、無線報(bào)警裝置、云管理平臺(tái)等組成,下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
??方案原理圖
地鐵車站內(nèi)電氣設(shè)備、電子設(shè)備不僅種類數(shù)量多而且配置復(fù)雜,供配電線路、控制線路和信息數(shù)據(jù)布線等密如蛛網(wǎng),一旦出現(xiàn)電氣火災(zāi),易造成嚴(yán)重的后果。
從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā),可以在地鐵低壓配電系中應(yīng)用智慧用電系統(tǒng)。即通過新能眾維電力智能配用電管理云平臺(tái),利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)功能應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)在電腦、手機(jī)等平臺(tái)對(duì)軌道交通的低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控,包括電流、電壓、溫度、功率、漏電,并對(duì)線路及設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警,并發(fā)送故障點(diǎn)位置信息,變被動(dòng)為主動(dòng)維保,且通過新能眾維電力線下運(yùn)維作業(yè)管理系統(tǒng),巡檢全程數(shù)字化、可視化。
實(shí)現(xiàn)巡檢計(jì)劃編制、巡檢任務(wù)下達(dá)、巡檢過程記錄、巡檢異常上報(bào)等巡檢管理全流程數(shù)字化、可視化,讓管理工作簡(jiǎn)單化。
還可通過系統(tǒng)自動(dòng)生成分析報(bào)告、統(tǒng)計(jì)報(bào)表,真實(shí)反映出配電室運(yùn)行存在的缺陷,并給出指導(dǎo)性建議,支持用戶所有記錄和報(bào)表的查詢、下載和打印,有效實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化、移動(dòng)化的配電室運(yùn)維,保障軌道交通低壓配電系統(tǒng)的用電安全、可靠。
01 電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化
在智能電網(wǎng)中,通過分析包括調(diào)度、輸配電、發(fā)電和用戶信息等大數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)大都是實(shí)時(shí)并且高度信息化集成的),通過軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可視化運(yùn)算分析,可以全面完整地展示電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)中每一個(gè)細(xì)節(jié),為管理層提供輔助決策支持和依據(jù),從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、安全環(huán)保。
02 電網(wǎng)負(fù)載趨勢(shì)預(yù)測(cè)
通過大數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),展示全網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)載狀態(tài),可以預(yù)測(cè)電網(wǎng)負(fù)載變化趨勢(shì)。并通過綜合性的管理,提高設(shè)備的使用率,降低電能損耗,使得電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。
03 設(shè)備故障趨勢(shì)預(yù)測(cè)
通過大數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)中故障設(shè)備的故障類型、歷史狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)之間的相關(guān)性,預(yù)測(cè)電網(wǎng)故障發(fā)生的規(guī)律,評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并告警,做到事前維護(hù),避免設(shè)備受損,從而降低生產(chǎn)維護(hù)成本,減少損失從而減低事故率,提高安全生產(chǎn)系數(shù)。
04 確保用電安全
對(duì)末端電氣線路進(jìn)行365*24實(shí)時(shí)監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)漏電、短路等安全隱患時(shí),自動(dòng)報(bào)警并可遠(yuǎn)程斷電,實(shí)現(xiàn)緊急事態(tài)一鍵斷電;并讓運(yùn)維人員迅速接收關(guān)鍵警告,按照時(shí)間查看關(guān)鍵警告歷史,獲取設(shè)備運(yùn)行前后精準(zhǔn)數(shù)據(jù)源,了解斷電發(fā)生原因,為解決此問題創(chuàng)建行動(dòng)計(jì)劃,幫助運(yùn)維人員提高維修效率,讓技術(shù)人員提前做好設(shè)備維護(hù)和檢查工作,讓用電更安全,操作管理更方便。
05 讓管理工作更便捷高效
通過系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制,當(dāng)存在電氣線路漏電、溫度過高等安全隱患時(shí),會(huì)提前發(fā)出預(yù)警,幫助運(yùn)維人員提前檢修。
06 精準(zhǔn)的能效分析,促進(jìn)節(jié)能降耗
通過對(duì)監(jiān)測(cè)能耗數(shù)據(jù)的綜合分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備能耗效率及單位產(chǎn)能預(yù)測(cè)和評(píng)估,從而指導(dǎo)技術(shù)和節(jié)能措施的制定和實(shí)施,提高效益。具體體現(xiàn)為以圖表顯示電容柜、直流屏、變壓器等重點(diǎn)設(shè)備的各項(xiàng)采集值,然后根據(jù)設(shè)備運(yùn)行參數(shù),依據(jù)人工智能算法,分析設(shè)備生命周期,及時(shí)找出偏離標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,提供預(yù)警檢測(cè),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)備管理,延長設(shè)備使用壽命,消除設(shè)備隱患,減少非停與故障時(shí)長,提高設(shè)備工作績(jī)效,也讓用戶及時(shí)了解設(shè)備安全;同時(shí)還可顯示各個(gè)回路的分時(shí)用電、日用電、月用電以及年用電數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)可分析是否由于設(shè)備故障、老化、用電操作環(huán)節(jié)原因造成某個(gè)電路能耗大,從而優(yōu)化用電管控措施,降低不必要的能效消耗,降低用電成本。