自2009年，國(guó)家電網(wǎng)開(kāi)始開(kāi)展智能電網(wǎng)項(xiàng)目。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為第三次信息科技革命的重要產(chǎn)物，它在眾多領(lǐng)域中都有涉獵，并發(fā)揮著重大效用。而在電網(wǎng)運(yùn)行期間，若能依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)低壓用電的安全監(jiān)測(cè)，可在原有基礎(chǔ)上提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量，以此確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。據(jù)此，應(yīng)充分結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造規(guī)劃，以便在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)用電信息監(jiān)測(cè)，降低系統(tǒng)故障率，提供電能。

（1）電能質(zhì)量

        低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際上是借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外電源系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理，并結(jié)合在線監(jiān)測(cè)裝置針對(duì)電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)如電壓值、電流值、負(fù)載率予以密切監(jiān)測(cè)，由此降低電網(wǎng)系統(tǒng)故障的發(fā)生率。同時(shí)，在移動(dòng)程序支持下，還可為相關(guān)人員提供“關(guān)聯(lián)式"管理服務(wù)，即無(wú)論是否身在供電現(xiàn)場(chǎng)，都可經(jīng)由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施操作行為，以此消除不安全因素。目前，系統(tǒng)的建設(shè)已逐步朝著個(gè)性化方向發(fā)展，這也是提升電能質(zhì)量與供電服務(wù)的關(guān)鍵步驟。比如針對(duì)航天領(lǐng)域的用電，其質(zhì)量略高于其它民用住宅，一旦提供的電能質(zhì)量與預(yù)期要求不一致，將不利于相關(guān)領(lǐng)域順利完成工作任務(wù)，甚至降低電力資源的利用率。此外，電能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)還可受電網(wǎng)污染事件的影響而形成電能質(zhì)量問(wèn)題。故而，可借助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨時(shí)關(guān)注電能質(zhì)量變化情況。

（2）剩余電流

        在利用低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)剩余電流時(shí)，可參照監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)接地故障與過(guò)流保護(hù)動(dòng)作起到一定的協(xié)調(diào)作用，進(jìn)而為斷路器無(wú)法正常運(yùn)行提供解決依據(jù)，確保相關(guān)人員經(jīng)由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)低壓電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施有效監(jiān)測(cè)。剩余電流實(shí)則是中線與相線的矢量和未全面消除成為零的線路，在出現(xiàn)剩余電流后，容易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)用電安全性帶來(lái)威脅。因此，可在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輔助下快速知曉剩余電流數(shù)值，以此有方向性的予以檢測(cè)。

（3）線路隱患

         在電網(wǎng)線路中若出現(xiàn)隱患現(xiàn)象，將造成線路急劇升溫，進(jìn)而降低線路電芯的實(shí)用性能，甚至?xí)?duì)線路外部絕緣保護(hù)層的絕緣性起到削弱作用，進(jìn)而不利于實(shí)現(xiàn)安全用電保護(hù)，長(zhǎng)此以往，將在高溫狀態(tài)下發(fā)生漏電現(xiàn)象，由此對(duì)低壓電氣設(shè)備的正常使用帶來(lái)隱患。而低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可隨時(shí)針對(duì)線路電流數(shù)值予以監(jiān)測(cè)，一旦超出額定電流或突然增加數(shù)千安培，將立即引起相關(guān)人員的注意，有效降低隱患故障的發(fā)生率。

（4）過(guò)載電流

         在對(duì)過(guò)載電流予以監(jiān)測(cè)時(shí)，也是為了增加低壓用電的安全性。由于電流經(jīng)過(guò)電網(wǎng)線路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)放熱反應(yīng)，進(jìn)而引起導(dǎo)線升溫，在其超出安全載流時(shí)，將誘發(fā)電流過(guò)載現(xiàn)象，不利于導(dǎo)線的安全防護(hù)，甚至?xí)陂L(zhǎng)期出現(xiàn)過(guò)載電流的情況下引起火災(zāi)。對(duì)此，若能基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)過(guò)載電流現(xiàn)象給予密切關(guān)注，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間里控制載流，防止導(dǎo)線燒毀增加用電危險(xiǎn)性?；诖?，低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)很有必要。

（1）科學(xué)制定系統(tǒng)建設(shè)方案

        在低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)期間應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)，需要科學(xué)制定可行性建設(shè)方案，以此參照相關(guān)規(guī)定逐步完成改造任務(wù)。比如在針對(duì)剩余電流予以監(jiān)測(cè)時(shí)，可在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采用“分級(jí)保護(hù)"的方法，削弱漏電現(xiàn)象的不良影響。其中剩余電流引發(fā)的嚴(yán)重后果即頻繁跳閘。為了有效控制跳閘率，保障用戶用電質(zhì)量，孝義供電企業(yè)曾在2019年專門針對(duì)剩余電流采取了相關(guān)措施，包括定期測(cè)溫檢修、加強(qiáng)運(yùn)維管理等，由此將整體跳閘率降低了10%。結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可將剩余電流監(jiān)測(cè)納入到系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容中，由此為其制定可行性建設(shè)規(guī)劃，避免用戶受漏電現(xiàn)象的干擾而無(wú)法獲得良好的用電體驗(yàn)。在該方案中需要切實(shí)找到引起跳閘（漏電）的根本原因，并增設(shè)保護(hù)器，專門針對(duì)剩余電流予以重點(diǎn)保護(hù)。國(guó)網(wǎng)吉安供電企業(yè)也曾就剩余電流給出整改建議，利用落實(shí)職責(zé)、一體化管理等方法，促使該企業(yè)在2019年的跳閘率由年初5.0007次/100km降低了3.2298次/100km，并在整個(gè)江西省都取得了良好的跳閘保護(hù)成果。

（2）打造物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系

        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相連，以此借助先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有效管控與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，還需要根據(jù)低壓用電行為的具體流程打造物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系，以此確保在實(shí)踐中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化監(jiān)測(cè)。在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系中應(yīng)涵蓋下述四個(gè)部分：其一，主站集中監(jiān)測(cè)模塊；其二，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊；其三，隱患監(jiān)測(cè)；其四，通信反饋。

       在上述四個(gè)重要組成部分中，主站集中監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)獲取電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與安全用電行為信息的方式，經(jīng)過(guò)科學(xué)分析對(duì)其潛在故障與危險(xiǎn)性進(jìn)行驗(yàn)證識(shí)別，這樣可確保低壓電氣設(shè)備在有效評(píng)估下改善其性能，避免突發(fā)安全事故影響用戶用電安全性。而在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，它可對(duì)用電異常行為，比如插座不匹配、私拆設(shè)備、錯(cuò)誤接線等，系統(tǒng)可對(duì)此模塊中接收到的有效信息遞交給電網(wǎng)主站，并給出相關(guān)指令予以管控。

（3）有效引入安全保護(hù)技術(shù)

        在設(shè)計(jì)低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，除了需要保證用電行為的安全性與低壓電氣設(shè)備安全，還需要借助安全保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)的安全保障，以免影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。具體包括以下內(nèi)容：

一，認(rèn)證安全防護(hù)，現(xiàn)今為了保證系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)處在安全防護(hù)狀態(tài)下，常需要借助“設(shè)置密鑰"的形式增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，這樣可降低數(shù)據(jù)竊取風(fēng)險(xiǎn)，并且也可對(duì)重要數(shù)據(jù)予以特殊防護(hù)。在認(rèn)證方面所采用的防護(hù)技術(shù)主要是在低壓電氣設(shè)備與系統(tǒng)間傳遞信息時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，只有通過(guò)認(rèn)證后方可順利獲取有效信息，確保信息在傳遞期間不會(huì)受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響而發(fā)生丟失現(xiàn)象。

二，信息交換防護(hù)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)低壓安全

       用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，還需要在信息關(guān)聯(lián)端口處分別設(shè)置防護(hù)裝置，包括對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，將其轉(zhuǎn)換為“隨機(jī)數(shù)字"，待破解后方可知曉通信內(nèi)容，避免在信息傳遞期間受到外界干擾引發(fā)危險(xiǎn)后果。從目前實(shí)踐應(yīng)用中可發(fā)現(xiàn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在電力事業(yè)中有了廣泛的應(yīng)用。比如江蘇省某供電企業(yè)專門研發(fā)了“用戶側(cè)需求防護(hù)平臺(tái)"，它借助手機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且還可對(duì)用戶端需求予以全面了解，以此在強(qiáng)化數(shù)據(jù)防護(hù)效果的同時(shí)，也能提升供電服務(wù)質(zhì)量，促使用戶的需求得到及時(shí)響應(yīng)。

（4）實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化信息記錄

      在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)期間，還可借助GPRS通信手段實(shí)現(xiàn)故障信息的精準(zhǔn)化記錄，這樣才能增強(qiáng)電能質(zhì)量、剩余電流、過(guò)載隱患等參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性，確保電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行期間能為低壓電氣設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)的供電電能，適當(dāng)降低設(shè)備故障率，并且也能避免用戶頻繁發(fā)生停電現(xiàn)象影響用電體驗(yàn)感。設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中可增加“隱患記錄"欄，并通過(guò)采集三相電流信號(hào)的方式，將其與三相波形進(jìn)行比較，由此了解是否存在隱患故障。

     安科瑞電氣推出的安全用電管理云平臺(tái)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

    用戶可以利用PC網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)APP、微信小程序、微信公眾號(hào)等多種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本專業(yè)服務(wù)，能有效提升企業(yè)的消防安全管理和電氣設(shè)備安全水平，有效防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。

   整體方案采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)場(chǎng)感知層（采集終端）、網(wǎng)絡(luò)層（智能網(wǎng)關(guān)/串口服務(wù)器）和平臺(tái)層（安全用電云平臺(tái)）三個(gè)部分組成。

    ●感知層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器，包括智慧微斷、智慧用電在線監(jiān)控裝置，故障電弧等。

    ●網(wǎng)絡(luò)層：包含智能網(wǎng)關(guān)、串口服務(wù)器等，采集感知層的數(shù)據(jù)，進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)。

    ●平臺(tái)層：在PC端及移動(dòng)端為用戶提供應(yīng)用服務(wù)。

 

（1）配電圖

在實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)擊配電圖可以查看項(xiàng)目信息里上傳的配電圖，如圖所示。

 

（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控

系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)探測(cè)器、故障電弧探測(cè)器、限流式保護(hù)器、智能微斷等，并可遠(yuǎn)程控制相應(yīng)探測(cè)器。用戶可通過(guò)平臺(tái)查看回路的電壓，電流，溫度，剩余電流，有功功率和功率因數(shù)等電參量。

 

（3）隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理和隱患記錄等管理項(xiàng)，為用戶管理隱患和查詢提供方便，點(diǎn)擊菜單欄的相應(yīng)的項(xiàng)，直接進(jìn)入對(duì)應(yīng)界面。

當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到回路出現(xiàn)隱患，過(guò)流，超溫，過(guò)流，過(guò)壓，欠壓，漏電等異常情況，會(huì)立刻上報(bào)平臺(tái)并產(chǎn)生報(bào)警或隱患，平臺(tái)可以針對(duì)工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計(jì)支持對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時(shí)間查詢，將項(xiàng)目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)。

 

（4）能耗分析

能耗概況可以查看今日、本月、今年的用電情況，且可以展示相應(yīng)的同環(huán)比信息，也可以查看今日和昨日的用電峰值；報(bào)表可以逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年、自定義等方式查看各個(gè)探測(cè)器的用能報(bào)表，包括以下報(bào)表：同比分析，環(huán)比分析，能耗報(bào)表，能耗預(yù)測(cè)，復(fù)費(fèi)率報(bào)表功能。

（5）需量分析

需量分析包括最大需量報(bào)表和需量監(jiān)測(cè)等功能。最大需量報(bào)表：支持對(duì)每月、每日最大需量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成報(bào)表，如圖所示。

 

（6）運(yùn)維管理

運(yùn)維管理包括巡檢計(jì)劃、巡檢記錄、設(shè)備通訊狀態(tài)等功能。

 

 

（7）電能質(zhì)量

系統(tǒng)提供諧波監(jiān)測(cè)和三相不平衡分析功能。

諧波監(jiān)測(cè)：滿足進(jìn)線、大功率整流設(shè)備、變頻設(shè)備、光伏發(fā)電輸出等電壓、電流進(jìn)行在線諧波頻譜分析，支持對(duì)諧波進(jìn)行逐日、逐月、逐年報(bào)表匯總，或自定義時(shí)間段查詢功能，分析諧波畸變率及各次諧波含有率，如圖所示。

三相不平衡度包括三相電壓不平衡度和三相電流不平衡度，支持查看當(dāng)天的三相電流和三相電壓的曲線圖，并對(duì)應(yīng)三相電流和三相電壓的不平衡度，如圖所示。

 

 

 

⑻報(bào)告分析

用戶報(bào)告：分析報(bào)告根據(jù)用戶確定的周期、項(xiàng)目、時(shí)段等篩選生成報(bào)告摘要、統(tǒng)計(jì)清單、設(shè)備體檢摘要、報(bào)警原因分析，支持打印功能。

報(bào)告模板：用戶可以自定義勾選報(bào)告的內(nèi)容。

（9）手機(jī)APP

安全用電管理云平臺(tái)支持Android、ios系統(tǒng)APP，方便用進(jìn)行項(xiàng)目查詢、報(bào)警、故障查詢，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)查詢，復(fù)位及控制操作，探測(cè)器詳細(xì)信息查詢等功能。

5.產(chǎn)品選型方案

      綜上所述，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的協(xié)助下建設(shè)低壓安全用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)當(dāng)前用電不穩(wěn)以及頻發(fā)故障的現(xiàn)狀起到一定的改善作用。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在系統(tǒng)改造與升級(jí)中實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效引進(jìn)，以便提升供電質(zhì)量，為大眾營(yíng)造一個(gè)良好的用電環(huán)境，并從建設(shè)方案、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系、安全防護(hù)技術(shù)、精準(zhǔn)化信息記錄等方面著手，促使電網(wǎng)系統(tǒng)在有效監(jiān)測(cè)中具有較高的安全可靠性。