地鐵作為關系到人民群眾生命和財產安全的主要出行方式,其安全性備受關注,本篇文從預防火災的安全性角度出發(fā),探索基于物聯網技術的智慧安全用電系統(tǒng)在地鐵低壓配電系統(tǒng)中的應用,達到消除潛在的電氣火災危險,實現“防患于未然”的目的。
關鍵詞:地鐵低壓配電系統(tǒng);智慧用電;電氣火災
從2019年國家應急管理部消防救援局公開數據顯示:2018年全國共接報火災23.7萬起,亡1407人,傷798人,直接財產損失36.75億元。火災事故中,仍以電氣火災比重最大,據統(tǒng)計因違反電氣線路安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災占總數的34.6%,4起重大火災中,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、動力等方面,運營時由不同的職能部門分管,且地鐵的工作環(huán)境較嚴峻,導致電氣火災發(fā)生的頻度大。
1969年北京地鐵由于電動車短路引發(fā)的大火,導致3人死亡、300多人受傷,是我國最嚴重的一次地鐵火災;
1995年10月28日阿塞拜疆巴庫地鐵因電動機車電路故障發(fā)生火災,導致558名乘客喪生,269人嚴重受傷;
雖然隨著技術的不斷進步,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的主要因素。
現如今,電氣火災事故中由于故障電弧引起的火災占比80%~90%。故障電弧發(fā)生時,會瞬間產生高達3000-4000度的高溫,其足以引燃一切可燃物并造成重大火災事故發(fā)生,并且該類故障電弧不受常規(guī)斷路器等電路保護裝置的控制。故障電弧發(fā)生時,線路中的電壓會產生波動,電流也會發(fā)生突變,更易造成用電設備產生故障。
故障電弧的產生常常具有隱蔽性,事故苗頭不易被發(fā)現大部分故障電弧具有長期緩慢發(fā)生的特點,由此,提前對電氣火災隱患的監(jiān)控防范具有重大意義。
但目前火災的常規(guī)防控措施,如火災探測系統(tǒng)、消防聯動制系統(tǒng)以及電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要的是起火/冒煙后對火情人防的管理,然而在相關措施中,防范隱患的措施極少出現,只有前期設計、現場布置等防止措施,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電氣火災頻發(fā)而創(chuàng)新的一套電氣火災預警和預防管理的智慧用電安全解決方案。它利用物聯網技術,實時發(fā)現電氣線路和用電設備存在的安全隱患并發(fā)出報警信號,起到了很好的防范火災的作用。
它一般由終端檢測裝置、無線報警裝置、云管理平臺等組成,下面進行詳細的介紹。
??方案原理圖
地鐵車站內電氣設備、電子設備不僅種類數量多而且配置復雜,供配電線路、控制線路和信息數據布線等密如蛛網,一旦出現電氣火災,易造成嚴重的后果。
從預防火災的安全性角度出發(fā),可以在地鐵低壓配電系中應用智慧用電系統(tǒng)。即通過新能眾維電力智能配用電管理云平臺,利用物聯網、云計算、大數據等技術功能應用,可實現在電腦、手機等平臺對軌道交通的低壓配電系統(tǒng)運行狀態(tài)實時監(jiān)測管控,包括電流、電壓、溫度、功率、漏電,并對線路及設備故障進行預警、報警,并發(fā)送故障點位置信息,變被動為主動維保,且通過新能眾維電力線下運維作業(yè)管理系統(tǒng),巡檢全程數字化、可視化。
實現巡檢計劃編制、巡檢任務下達、巡檢過程記錄、巡檢異常上報等巡檢管理全流程數字化、可視化,讓管理工作簡單化。
還可通過系統(tǒng)自動生成分析報告、統(tǒng)計報表,真實反映出配電室運行存在的缺陷,并給出指導性建議,支持用戶所有記錄和報表的查詢、下載和打印,有效實現智能化、數字化、移動化的配電室運維,保障軌道交通低壓配電系統(tǒng)的用電安全、可靠。
01 電網數據可視化
在智能電網中,通過分析包括調度、輸配電、發(fā)電和用戶信息等大數據(這些數據大都是實時并且高度信息化集成的),通過軟件實現實時可視化運算分析,可以全面完整地展示電網運行狀態(tài)中每一個細節(jié),為管理層提供輔助決策支持和依據,從而實現節(jié)能減排、安全環(huán)保。
02 電網負載趨勢預測
通過大數據分析電網負載的歷史數據和實時數據,展示全網實時負載狀態(tài),可以預測電網負載變化趨勢。并通過綜合性的管理,提高設備的使用率,降低電能損耗,使得電網運行更加經濟和高效。
03 設備故障趨勢預測
通過大數據分析電網中故障設備的故障類型、歷史狀態(tài)和運行參數之間的相關性,預測電網故障發(fā)生的規(guī)律,評估電網運行風險,可以實現及時發(fā)現故障并告警,做到事前維護,避免設備受損,從而降低生產維護成本,減少損失從而減低事故率,提高安全生產系數。
04 確保用電安全
對末端電氣線路進行365*24實時監(jiān)控,發(fā)現漏電、短路等安全隱患時,自動報警并可遠程斷電,實現緊急事態(tài)一鍵斷電;并讓運維人員迅速接收關鍵警告,按照時間查看關鍵警告歷史,獲取設備運行前后精準數據源,了解斷電發(fā)生原因,為解決此問題創(chuàng)建行動計劃,幫助運維人員提高維修效率,讓技術人員提前做好設備維護和檢查工作,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)可實現遠程監(jiān)測、控制,當存在電氣線路漏電、溫度過高等安全隱患時,會提前發(fā)出預警,幫助運維人員提前檢修。
06 精準的能效分析,促進節(jié)能降耗
通過對監(jiān)測能耗數據的綜合分析,實現對用電設備能耗效率及單位產能預測和評估,從而指導技術和節(jié)能措施的制定和實施,提高效益。具體體現為以圖表顯示電容柜、直流屏、變壓器等重點設備的各項采集值,然后根據設備運行參數,依據人工智能算法,分析設備生命周期,及時找出偏離標準的設備,提供預警檢測,實現優(yōu)化設備管理,延長設備使用壽命,消除設備隱患,減少非停與故障時長,提高設備工作績效,也讓用戶及時了解設備安全;同時還可顯示各個回路的分時用電、日用電、月用電以及年用電數據,根據數據可分析是否由于設備故障、老化、用電操作環(huán)節(jié)原因造成某個電路能耗大,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。