【节能学院】安科瑞电力运维云平台在长安大学电力增容改造项目的设计与应用

摘要：高校一般占地面积较大，整个校区范围内的配电无法通过一间总配电室完成，常规的配电方式为一个校区内有一到两个10KV总配电室，再根据校区内建筑分布及配电负荷情况酌情在各个地方设置多个分配电室和箱变；因此对后勤部门保障整个校区的配电带来了困扰，很难集中对各处的配电情况进线监管，常规的配电监控后台仅能在值班室内安排值班人员进行监控，管理人员无法实时了解隐患，同时管理上无有效的措施保证隐患处理闭环。

关键词：高校；变电所；运维云平台；APP。

项目概况

长安大学座落于古都西安，是中华人民共和国教育部直属的全国重点大学，由教育部和交通运输部、国土资源部、住房和城乡建设部、陕西省人民政府“四部一省”共建，是国家“211工程”、“985工程优势学科创新平台”、“111计划”、国家建设高水平大学公派研究生项目”和“卓越工程师教育培养计划”重点建设高校。学校在西安市南二环内外有多个校区，分别为雁塔校区、小寨校区、北院校本部以及崇业路家属区等多个院区。

本次需要对长安大学校本部现场5间配电室和5台箱变的配电进行统一管控。其中有4间配电室之前已做了就地的电力监控系统，剩余的1间配电室和5台箱变为改造和新增。

高校后勤现状

学校后勤的配电值班人员的工作内容比较简单，主要是定时巡查一下配电室的运行状态，定时对配电运行参数进行记录，有隐患或故障了上报给领导。只需要初高中毕业，有电力相关证书和经验的人员即可完成。

但是目前陷入了两难境界；一方面紧缺人才，原来的配电值班人员面临着老龄化的来临，很多现有的值班人员临近退休；另一方面高校的准入门槛又特别高，至少要研究生学历才能进入，而工资水准又不高，没人愿意来，无法补充新鲜血液。

管理痛点

面临着后勤值班人员的不断减少，而高校配电室又特别多的情况，原来的这种在各个配电室旁边设置值班室的管理手段已不再合适。人手不足外加人员年龄的增大，无法晚上再安排人员轮换去保证学校内24小时的电力供应；而且很多用电隐患在人肉眼的情况下很难分辨，比如说电缆沟内是否进水，因为值班人员巡查不可能每次都把电缆地沟打开去查看漏水情况，再比如说线路接头处接触不良导致的温度过高，值班人员也无法通过拿一个测温枪每个柜门打开去测各个线缆接头处的温度，或者某个回路用电负荷在一些时间段比较大，有过流跳闸的危险，这个时间在值班人员这种巡查的方式下是无法及时掌握的；同时以前是故障上报的方式来处理故障或隐患，但是处理起来时效性比较差，领导或者维修工程师到达现场检查之后才能初步判断故障是什么原因，如果涉及到设备更换，也需要到现场去核实损坏的设备规格型号是什么样的，然后再去库房里找备品备件去更换，恢复供电的间隔比较长，往往会影响到高校师生的学习或者生活；再就是如果是小的隐患，处理的时效要求没那么高的情况，以前往往是上报给领导，然后领导再安排给具体的值班或维护维修人员抽空去处理，但是之后是否去处理以及什么时候去处理往往不够明确，需要维护维修人员主动给领导汇报或者是领导之后主动过问才知道，如果刚好有其他事情耽误了或者是维修维护人员不够负责，很长时间没去处理，小隐患就会发展成为大隐患，大隐患一拖就会拖成故障或者事故，因此缺少一套管理闭环的手段来监管。

解决方案

安科瑞电气股份有限公司通过给长安大学校本部的数据机房内的服务器上部署了一套AcrelCloud-1000变电所运维云平台，同时在各个配电室和箱变内设置通讯管理机来采集现场的综保、仪表等设备的数据。

旨在通过该系统实现长安大学各个校区配电系统的集中管理和检测，实现对配电系统电气参数、开关状态等参量的24小时不间断监视，实时掌握各个配电回路的运行参数以及极值记录，通讯管理机实时采集各参量，为节省流量，正常情况下建议设置5分钟间隔打包上传一次数据给云平台（时间可调，最短间隔1分钟），通讯管理机还具备断点续传的功能，网络不畅时数据先存储在通讯管理机内，网络恢复后可以将之前未上传的数据重新上传，可以存储15天的数据，保证采集的数据不中断；并可以通过APP、短信和系统进行实时预警，一般分为遥信变位报警和遥测越限报警，遥信变位一般指的是断路器分合闸动作，然后通过开关量反馈到平台，遥测越限是在有边缘计算的通讯管理机内预制好某个回路的具体某个参量上下限值，然后实时监控，一旦此参量的实时值超过设定的上下限，会在通讯管理机内初步处理，同时生成一条报警信号给运维平台，遥信变位和遥测越限正常情况下5秒内传输给云平台，不受5分钟间隔上传一次的限制；同时可以给配电室的各个设备建立设备档案，一旦监测到故障点维护维修人员可以查询对应的设备档案提前在仓库里准备好对应的设备，直接带着对应设备去现场，免于两头奔波浪费时间，尽量减少停电时间；再就是通过平台管理人员可以派发任务给具体的人员以及规定完成时间，对应的人员首先是到达对应的配电室或者箱变之后在手机APP上执行打卡，系统会比对之前记录的配电室或者箱变的定位和此次打卡的地点的距离并作记录，防止人员偷懒作弊，同时处理人员在处理前后分别拍照片上传到平台留档，方便管理人员核对处理情况，达到隐患的闭环处理。

系统架构

AcrelCloud-1000变电所运维云平台采用分层分布式结构进行设计，整体架构如下：

运维云平台包含站控管理层（运维软件）及网络通讯层（变电所数据网关），现场安装多功能电力仪表及摄像头和非电参量监测传感器。

通讯管理机安装于现场数据采集箱，采用嵌入式系统，实时不间断采集数据并现场存储，进行协议转换后按照约定协议压缩上传云平台。

接入设备介绍

长安大学项目暂时只接入了现场的综保及仪表，非电参量（比如烟感、水浸、门磁、温湿度变送器、摄像头等）只是预留了接口，暂时还未做接入；现场的变压器温控仪为不带通讯接口的型号，暂时也未接入，因此也无变压器温度数据；同时对线缆接头处也未增加测温传感器，因此目前也不具备电缆接头测温报警功能。

我司也有无线测温解决方案，测温传感器有自带电池和感应取电两种，按照方式也有多种，例如螺栓固定、表带式按照、CT取电等，方便现场安装；对应的接收器采集各测温传感器上测得的温度值，再将数据经运维通讯管理机上传至运维云平台，实时掌握各电缆接头的温度情况，一旦有隐患实时报警。

系统功能

概况

由于长安大学电力增容改造工程的接入设置种类较少，也没有接入非电参量，因此系统展示不够完整，下面用同样是我司做的陕西师范大学电力运维平台的数据作为展示。

显示变电所的基本信息（电压等级、变压器台数、装机容量、运行容量）、运行状态（功率、环境温湿度等、事件信息(遥信事件、遥测事件）、当日用能情况(逐时用能趋势、环比用能情况)。

变压器监测

显示变压器的运行状况，变压器列表显示变压器的电压等级；变压器状态显示变压器的运行参数，即变压器的负荷、功率、电流、电压、温度以及功率曲线。

电力数据

电力数据显示变电所各回路的电力数据和曲线，包括电流、相电压、线电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率等参数，并可导出图表。

电力运行报表

电力运行报表显示各回路分时段的电力参数和电能的实时值，如下图所示：

谐波监测

谐波监测显示各回路的电压谐波含量、电流谐波含量以及最大值最小值发生的时刻：

用电分析

用电分析包括用能报表、同比分析、环比分析、电能集抄、计量及线路损耗：

事件记录

事件记录方便运维人员查看浏览断路器合分、门开门关、电流电压越限告警、短信日志、平台运行日志：

运行环境

运行环境包括环境监测、视频监视、环境温湿度、仪表通讯状态和网关通讯状态：

视频监控

视频监控展示了变电所内的实时视频画面。

前景展望

通过电力运维云平台，为高校这种配电室数量多并且很分散的场景提供运维管理解决方案，解决了高校后勤人手短缺的问题；同时平台支持手机APP，方便管理人员随时掌握配电运行情况，出现用电隐患可以通过手机APP直接下发派工任务给相应的维护人员，为配电的运维闭环管理提供了有效的技术支持，达到了从人防到技防的转换。平台还可以针对具体配电室或箱变生成报告，可以让管理人员更好的了解具体配电室或箱变的运行状态；同时平台还支持文档管理，可以自由编辑需要生成的报告格式和对应内容，也可以将设备说明书或各类电子版文档上传到云平台存档及管理。

APP也支持教育网这类非常规广域网的网络，在校园教育网内即可很好的适配，可以放心在各高校来推广。