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電氣火災(zāi)/消防電源/智能照明/ 能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用
閱讀：402 發(fā)布時間：2023-2-7
摘要：本文以安科瑞消防電源、電氣火災(zāi),、智能照明,、能耗管理系統(tǒng)在某電氣有限公司的應(yīng)用為案例，介紹消防電源系統(tǒng),、電氣火災(zāi)系統(tǒng),、智能照明系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)集成,，數(shù)據(jù)的采集,、傳輸以及存儲，驗證了該系統(tǒng)的功能及實用性,。,。
關(guān)鍵詞：某電氣有限公司；消防電源,；電氣火災(zāi),；智能照明；能耗管理,。
1 概述
近十年的火災(zāi)事故中,，電氣火災(zāi)位居前列,，且年均發(fā)生次數(shù)占火災(zāi)年均總發(fā)生次數(shù)的27%，占重特大火災(zāi)總發(fā)生次數(shù)的80%,，且損失占火災(zāi)總損失的53%,，而發(fā)達國家每年電氣火災(zāi)發(fā)生次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實上,，電氣火災(zāi)已成為消防安全的主要致災(zāi)因素,，其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要；同時,，能源節(jié)能管理措施,，智能照明場景控制越來越多的運用在各個場合。
安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測各個重要回路的漏電流等參量來實現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防,。本系統(tǒng)后臺在顯示各個探測點位數(shù)據(jù)的同時，還提供越限聲光報警,、人性化的界面等功能,。本系統(tǒng)實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時無人實時監(jiān)控，減少了人力成本,，提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率,。
Acrel-iLightControl智能照明監(jiān)控系統(tǒng)，采用與KNX兼容的Acrel-Bus總線組網(wǎng)方式,，通過IP網(wǎng)關(guān)接入智能照明控制系統(tǒng),，實現(xiàn)定時控制、高峰全開,、亮度調(diào)節(jié)等各種場景控制,，使照明系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的各種模式工作，改善空間光色,、立體感,、色飽和度，營造舒服宜人燈光效果,，節(jié)能減耗,、有利于人們的身心健康，提高工作效率,、提高管理水平,。
本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)、消防電源監(jiān)測系統(tǒng),、Acrel-iLightControl智能照明監(jiān)控系統(tǒng)以及能耗管理系統(tǒng)在某電氣有限公司的應(yīng)用,，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)、AFPM100消防電源監(jiān)測系統(tǒng),、智能照明控制系統(tǒng),、能耗管理系統(tǒng)的實際應(yīng)用和其實際意義,。
2 設(shè)計依據(jù)
GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險性大,、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng),。
國家標準《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進線端設(shè)置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》,、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》,、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》的要求(暫行規(guī)定)
GB 28184-2011 《消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)》
GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》
GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計標準》
JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
GBZ 20965-2007 《控制網(wǎng)絡(luò)hbes技術(shù)規(guī)范 住宅和樓宇控制系統(tǒng)》
3 項目概況
本項目位于江蘇揚州，監(jiān)控范圍是某電氣有限公司樓層配電箱儀表?，F(xiàn)場通過對儀表數(shù)據(jù)采集,、分析、處理,，從而分析數(shù)據(jù),，進而提高能源利用效率、促進和保障電氣火災(zāi)與消防電源和智能照明水平的提升,，并在安全用電節(jié)約能源方面發(fā)揮重要作用,。
4 電氣火災(zāi)系統(tǒng)組成
1)站控管理層
站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口,，也是系統(tǒng)的上層部分,。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續(xù)穩(wěn)定運行,，參照的相應(yīng)的國家標準和規(guī)范,。主機主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏,、UPS電源,、打印機等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進行計算,、分析,、處理，并以圖形,、數(shù)顯,、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員,。使管理人員能夠?qū)崟r掌握系統(tǒng)動態(tài),，且實現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能,。
鑒于本項目中儀表點位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模,，現(xiàn)為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數(shù)見下文介紹,。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接,，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設(shè),。本項目的儀表分布在變電所的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測。
本項目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計為五根總線,，獨立的總線便于后期系統(tǒng)的維護,，發(fā)生漏電流報警時也可以根據(jù)后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障,。
現(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接,，每根總線的儀表數(shù)量在50只左右。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測器,，通過嵌入式電氣火災(zāi)探測器實時監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統(tǒng)的工作狀態(tài),。
ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT,、TN 系統(tǒng)設(shè)計的,，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度,、過電流,、過電壓等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生,，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供準確的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用微控制器技術(shù),，集成度高,，體積小巧，安裝方便,，集智能化,，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身,，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控,、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標準要求,。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖如下：
5 消防電源系統(tǒng)組成
1）站控管理層
站控管理層針對消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分,。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備,，如觸摸屏、UPS電源等組成,。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算,、分析、處理,，并以圖形,、數(shù)顯,、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運情況,。
監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集,、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口,，進行系統(tǒng)管理,、維護和分析工作。
UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電,，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時,，保證站控管理層設(shè)備的正常運行。
監(jiān)控主機設(shè)置在消控室中,，采用壁掛安裝,。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口,，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊,。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為AFPM100系列消防設(shè)備電源監(jiān)控探測器,。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖如下：
6 智能照明控制系統(tǒng)組成
安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)某電氣有限公司的樓層公共區(qū)域的照明回路的遠程控制,。該系統(tǒng)總計ASL100-F4/8 *2; ASL100-S4/16 *31。現(xiàn)場所有智能照明控制模塊采用混合串并聯(lián)的方式接在一起,，采用KNX總線通訊,，從而完成整個廠區(qū)的智能照明控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)值班室總機的通訊,，同時設(shè)立區(qū)域開關(guān)面板,，完成后臺和分控的數(shù)據(jù)連接。
安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，即站控層,，通訊層與間隔層；
如圖（1）所示：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
間隔設(shè)備層主要為：開關(guān)驅(qū)動器,，這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),，這些裝置均通過現(xiàn)場KNX總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集,。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān),，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中控制，同時遠傳至站控層,，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互,。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器,、UPS電源,、打印機等設(shè)備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,，以人機交互的形式顯示給用戶,。
以上開關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線,，接線簡單方便,，傳輸距離可達1.2km。
7 消防電源系統(tǒng)功能
1）監(jiān)控報警功能
被監(jiān)控設(shè)備電源回路開關(guān)狀態(tài)
被監(jiān)控設(shè)備電源的工作狀態(tài)（電壓,、電流及報警狀態(tài)信息）
報警響應(yīng)時間：≤100s
報警聲信號：可手動消除,，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
報警光信號：紅色LED指示燈常亮
2）控制輸出功能
對個別或全部被監(jiān)控設(shè)備的報警繼電器進行遠程遙控操作
監(jiān)控器控制輸出：常開無源觸點,，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
3）故障報警功能
監(jiān)控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路,、短路
監(jiān)控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）
監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路
當監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時,，能發(fā)出與監(jiān)控報警信號有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號
故障報警響應(yīng)時間：≤100s
故障報警聲信號：手動消除,，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮
故障期間,，非故障回路的正常工作不受影響
4）自檢功能
連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路,、短路
設(shè)備自檢：手動檢查或系統(tǒng)自檢
自檢耗時：≤60s
5）報警記錄功能
記錄10000條相關(guān)故障報警信息
報警類型：故障類型、發(fā)生時間,、故障描述
報警事件查詢
報警記錄打印
6）打印功能
監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印,，可打印報警事件及時間、故障事件及時間,。
7）消音
在發(fā)生報警或故障等警報情況下，監(jiān)控設(shè)備的揚聲器會發(fā)出相應(yīng)的報警聲加以提示,，按“消音"鍵揚聲器終止發(fā)出警報,，報警燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關(guān)故障進行處理,。一切回歸正常,，報警燈滅。如有新的故障發(fā)生時,，消音指示燈滅,，揚聲器將再次發(fā)出警報聲。
8 電氣火災(zāi)系統(tǒng)系統(tǒng)組成
1）監(jiān)控報警功能：監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電,、溫度信息,，報警時發(fā)出聲光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮,，顯示屏指示報警部位及報警類型,，記錄報警時間,，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“復(fù)位"按鈕遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)位,。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲"按鈕手動消除,。
2）故障報警功能：通訊故障報警：當監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示,，同時設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮,，并發(fā)出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時,，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,，可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
3）自檢功能：檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈,、顯示屏,、喇叭是否正常。
4）報警記錄存儲查詢功能：當發(fā)生漏電,、超溫報警或通訊,、電源故障時，將報警部位,、故障信息,、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除,、排除故障時,，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷,、快速的查詢方法,。
5）電源功能：當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時,，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作,，當主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源,，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行,。
6）對探測器控制功能：通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進行遠程復(fù)位控制,。
7）權(quán)限控制功能：為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行,，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限,。
9 智能照明控制系統(tǒng)組成
1）定時控制
通過時鐘管理器,，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時和自動管理功能，實現(xiàn)公共通道、景觀照明,、泛光照明,、車庫照明定時控制。如百葉窗定時升降,、集中供熱定時調(diào)節(jié),、節(jié)假日照明定時關(guān)閉、定時通知等,。
2）場景控制
智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個部門的需求,，設(shè)定不同種類的場景模式，進行各種照明燈光的組合,，達到美化工作環(huán)境的效果,；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當人員離開時,，關(guān)閉所有該會議室照明,。
3）實時監(jiān)控
中心控制室，配置一臺中控主機,，所有照明控制設(shè)備,，通過KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng),，操作管理人員,，可以通過中控電腦，實時監(jiān)視總線,、區(qū)域,、樓層、樓棟等照明狀態(tài),，并可根據(jù)需求進行控制調(diào)整,。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便,，切換簡單,，支持DXF、WMF,、BMP、JPG,、ICON等圖形對象的嵌入,、支持二維、三維圖元的繪制,，增加可視化的空間效果,。
4）報警處理
系統(tǒng)提供了警報處理能力，用戶可采用編程來完成不同的任務(wù)，當某種警報條件出現(xiàn)時應(yīng)做什么,，可由用戶自行確定,。
5）事件通報
系統(tǒng)提供了事件通報功能，支持郵件通報,、文本輸出以及事件驅(qū)動打印,，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報功能,。
6）系統(tǒng)聯(lián)動
系統(tǒng)可以輸入模塊,，接受其他系統(tǒng)或工作人員的強切信號；實現(xiàn)安防系統(tǒng),、廣播系統(tǒng),、會議系統(tǒng)，甚至消防系統(tǒng)的聯(lián)動控制,，控制相應(yīng)燈具點亮和設(shè)備啟停,。
10 能耗管理系統(tǒng)
1）項目概況
根據(jù)客戶需求及項目實際情況，本項目智能化設(shè)計一套Acrel-5000能耗管理系統(tǒng),。該項目現(xiàn)場設(shè)備層儀器儀表的具體分布情況如下：
AMC72L-E4/KC：32只
DTSF1352-C：168只
其中：
生產(chǎn)樓CD共5層,，34只DTSF1352-C；
生產(chǎn)樓AB共5層,，36只DTSF1352-C,；
研發(fā)樓1(食堂)，共8只DTSF1352-C,；
地下室共90只DTSF1352-C,；
32只AMC72L-E4/KC。
Acrel-5000能耗系統(tǒng)采集該部分能源信息并解決基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的智能化,、自動化,、可視化、可量化的收集與存儲,，從而降低能源使用費用,，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。
2）系統(tǒng)架構(gòu)
安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)根據(jù)項目現(xiàn)場實際情況,，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至后臺能耗網(wǎng)關(guān)然后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至的監(jiān)控主機,。具體如下圖所示：
該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層,。所有儀表通過485屏蔽雙絞線鋪設(shè)至監(jiān)控中心，經(jīng)能耗網(wǎng)關(guān)再經(jīng)光纖至系統(tǒng)主機從而完成儀表數(shù)據(jù)的采集并管理,。
3）系統(tǒng)功能
3.1.建立辦公建筑能耗計量體系,，針對用戶的用電結(jié)構(gòu)，能正確無誤的統(tǒng)計進出線回路，通過統(tǒng)計分析,，幫助用戶弄清能源消耗明細,，使能源消耗可視化，消除用能盲區(qū),；
3.2.對采集數(shù)據(jù)存儲,，并形成可視化圖表，為節(jié)能降耗和能源績效的考核提供數(shù)據(jù)支持,，診斷出高能耗點：管理人員可通過系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),，正對性的對各個回路同比及環(huán)比分析，通過一階段分析可找出高能耗點,，降低成本,，節(jié)約能源
3.3.系統(tǒng)可以及時通過短信和APP推送，及時提醒用戶能源消耗的異常,，來提高用能的安全,，達到節(jié)能的效果。
11 結(jié)束語
隨著智能建筑及電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展,，政府及民眾對電力系統(tǒng)的電氣安全以及消防安全的認識度和重視度越來越高,。企業(yè)建筑、公共建筑以及商業(yè)建筑等安裝漏電火災(zāi),、消防監(jiān)控系統(tǒng)是智能化建設(shè)的必然趨勢,。同時，智能照明監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重要工程項目,、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多用戶的必然選擇,，電氣火災(zāi)系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時提醒管理者處理電力安全隱患,，對火災(zāi)預(yù)防有著重要的意義,。消防電源監(jiān)控系統(tǒng)對所監(jiān)測的消防設(shè)備電源的運行信息、故障信息,、位置信息等參數(shù)進行跟蹤采集,、存儲、分析,，方便用戶進行管理和監(jiān)控,，本系統(tǒng)在某投入運行以來，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)和整改了多處電氣安全隱患,，提升用能水平,，大大提高了工作人員的工作效率，并為也管理者的消防管理提供了科學的依據(jù),。