一、項(xiàng)目概況

　　項(xiàng)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(dòng)化管理方式手段不斷涌現(xiàn)，為了及時(shí)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(cái)產(chǎn)損失。

　　因此，引入基于物聯(lián)網(wǎng)+云平臺(tái)的"智能遠(yuǎn)程運(yùn)維管理平臺(tái)"，通過全面的數(shù)據(jù)收集及存儲(chǔ)，采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析技術(shù)手段對(duì)動(dòng)力進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)對(duì)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(dòng)分析出預(yù)警等級(jí)或是一級(jí)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(shí)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(duì)點(diǎn)快速處理問題，保障用電安全運(yùn)行。

　　項(xiàng)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(shí)實(shí)現(xiàn)集配變參數(shù)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、計(jì)量、通信、動(dòng)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率、消除諧波畸變、治理各相電壓不對(duì)稱和消除電壓波動(dòng)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(cè)

　　臺(tái)區(qū)數(shù)字量監(jiān)測(cè)

　　2、電能質(zhì)量監(jiān)控

　　頻率監(jiān)測(cè)

　　電壓監(jiān)測(cè)

　　諧波監(jiān)測(cè)

　　三相不平衡監(jiān)測(cè)

　　智能采集終端運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)

　　無功補(bǔ)償投切遠(yuǎn)程測(cè)控

　　3、異常報(bào)警

　　按產(chǎn)生的時(shí)間查詢

　　各種組合查詢

　　報(bào)警類型包括：

　　電壓越限報(bào)警

　　電流越限報(bào)警

　　功率因數(shù)越限報(bào)警

　　失壓防盜報(bào)警

　　缺相報(bào)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(cè)分析。配電監(jiān)測(cè)分析內(nèi)容包括：

　　電壓合格率統(tǒng)計(jì)分析

　　日負(fù)荷曲線統(tǒng)計(jì)分析

　　配變監(jiān)測(cè)信息日統(tǒng)計(jì)

　　配變監(jiān)測(cè)信息月統(tǒng)計(jì)

　　配變功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)

　　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(shí)量分析

　　3)電量分析。電量分析功能主要包括：

　　各回路計(jì)量點(diǎn)電量

　　重點(diǎn)設(shè)備計(jì)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(shí)負(fù)荷監(jiān)測(cè)

　　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(jì)分析

　　實(shí)時(shí)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(jì)事件

　　低壓表計(jì)事件

　　終端事件

　　主站端事項(xiàng)

　　二、總體設(shè)計(jì)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(tái)，通過物聯(lián)網(wǎng)+云平臺(tái)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(duì)比、運(yùn)維管理、資產(chǎn)管理等云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、環(huán)境管理、消防聯(lián)動(dòng)、報(bào)警服務(wù)、曲線分析、報(bào)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(shí)狀態(tài)，支持同時(shí)多人查看數(shù)據(jù)，同時(shí)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(duì)現(xiàn)場存在的問題，提出了具體的解決方法。

　　物聯(lián)及平臺(tái)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(gè)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(tái)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(dòng)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(dòng)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(cè)(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(gè)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(tái)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(dòng)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(tái)傳輸數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，同時(shí)，支持本地的UDP/TCP/SNMP等多種規(guī)約，可以由多個(gè)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(chǔ)卡，網(wǎng)絡(luò)斷網(wǎng)，并不影響平臺(tái)對(duì)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(dòng) 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(tái)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(duì)固件、通信配置、XML信息上傳定義、XML邏輯聯(lián)動(dòng)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(cè)：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(cè)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(duì)欠壓、過壓、過負(fù)荷、漏電、斷路器脫扣等故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)，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(tái)，具有實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)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(jí)設(shè)計(jì)，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(jì)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(gè)通道的電壓、電流采集，通過DSP浮點(diǎn)計(jì)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(cè)，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(jí)設(shè)計(jì)，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(gè)主站請(qǐng)求指令的記憶，將不同請(qǐng)求指令進(jìn)行存儲(chǔ)，最大效率在采集總線上進(jìn)行輪詢，實(shí)時(shí)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(qǐng)求的指令與輪詢的指令匹配時(shí)，模塊將對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。支持4個(gè)主站可以同時(shí)請(qǐng)求，模塊自主識(shí)別，轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)的報(bào)文內(nèi)容。

　　串口擴(kuò)展模塊通信架構(gòu)圖

　　四、平臺(tái)展示(WEB展示端)

　　1、GIS地圖

　　報(bào)警列表：展示不同等級(jí)的報(bào)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(bào)警發(fā)生時(shí)間。

　　實(shí)時(shí)告警：如果產(chǎn)生告警，系統(tǒng)將自動(dòng)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(shí)數(shù)據(jù)

　　各站點(diǎn)對(duì)應(yīng)10KV、400V、直流、環(huán)境等不同等級(jí)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(shí)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(duì)應(yīng)支路能耗占比。

　　3.2趨勢(shì)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(shì)方向。

　　3.3報(bào)警統(tǒng)計(jì)

　　餅狀圖展示報(bào)警級(jí)別信息分類總占比，負(fù)載報(bào)警次數(shù)排行，并可按告警級(jí)別快速檢索報(bào)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(bào)表

　　支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)(日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào))等報(bào)表導(dǎo)出，報(bào)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(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)

　　站點(diǎn)一次圖顯示 曲線圖(能耗等)

　　站點(diǎn)實(shí)時(shí)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(shí)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(gè)時(shí)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?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)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(xiàng)工作在開展前，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)與工作成員作好危險(xiǎn)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(duì)危險(xiǎn)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?；蚴鹿是闆r，工作人員應(yīng)立即停止工作等待總負(fù)責(zé)人的調(diào)動(dòng)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(shí)，并熟練地掌握所承擔(dān)的施工項(xiàng)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(xiǎn)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(huì)，工作負(fù)責(zé)人對(duì)當(dāng)天的工作做出總結(jié)。

　　9)、次日復(fù)工時(shí)，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(dòng)臨時(shí)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(duì)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(dòng)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(shí)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(jì)圖紙進(jìn)行安裝。

　　3)、安裝前應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，首先檢查包裝箱有無破損和異常現(xiàn)象，開箱后應(yīng)對(duì)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(shí)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(duì)設(shè)備造成任何損傷。

　　7)、接線時(shí)，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(shí)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(cè)量過程中觸電。

　　10)、安裝模塊等，對(duì)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(hào)、數(shù)量及出廠編號(hào)等要記錄清楚。

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

　　3、主要設(shè)備清單

　　4、工具準(zhǔn)備