李偉根

摘 要：高校在經(jīng)過幾輪合并潮之后，無論是211高校還是非重點院校，大都變成了一個個包含多個校區(qū)或分院的高?！昂娇漳概灐?。各個學(xué)?；诒ＷC供電供水安全考慮，都有需要將配電管理和供水管理改造成基于EPON光纖網(wǎng)絡(luò)的信息化系統(tǒng)。在高校校園內(nèi)充分利用高校校園EPON光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)高速、智能化、信息化、人性化的配電系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)水電管網(wǎng)異?？焖俜磻?yīng)與處理，又可以在占地面積廣闊的校園內(nèi)降低人工巡查的勞動強度，為高校降低辦學(xué)成本，提升管理水平奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：EPON光纖網(wǎng)絡(luò) 配電網(wǎng) 加壓泵站 供水管網(wǎng) 信息化

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0006-02

1 高校配電系統(tǒng)供水系統(tǒng)面臨的新形勢

高校經(jīng)過合并、擴招、設(shè)立新校區(qū)等幾輪“膨脹”之后，配電網(wǎng)絡(luò)范圍、配電室數(shù)量、配電箱數(shù)量等都急劇變大，再加上不是統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，各種年代的設(shè)備都有、技術(shù)參數(shù)和性能差異大，存在非常大的管理難度；其次校園面積也成倍增長，巡查難度加大；另外一些容易遭受水災(zāi)的城市，其區(qū)域內(nèi)高校的配電運行安全更需要有新的技術(shù)手段來保障。高校供水，大多采用主備供水模式，即市政供水主供，學(xué)校內(nèi)部設(shè)立蓄水池進(jìn)行二次加壓供水作為備供，針對高層建筑，都是在樓棟內(nèi)設(shè)計變頻加壓泵，以解決高層建筑市政供水壓力不足的問題，其他配電系統(tǒng)面臨的問題在供水上問題更突出，一些建校年代久遠(yuǎn)的高校，連供水管網(wǎng)圖都缺失，供水管網(wǎng)的走向、材質(zhì)、口徑等信息都不清楚，常常出現(xiàn)一處維修到處關(guān)閥就是達(dá)不到停水的目的。

水電作為學(xué)校正常教學(xué)生活的必需品，如何正常保障供給都不是一個可以輕視的問題。

2 高校配電系統(tǒng)信息化建設(shè)設(shè)計

高校在保障正常教學(xué)生活的過程中，都建設(shè)了成熟的基于EPON的光纖網(wǎng)絡(luò)，這條學(xué)校范圍內(nèi)的通信“高速公路”延伸到了每棟建筑、每個房間，具有帶寬高、數(shù)據(jù)吞吐量大、可配置的特點，在這條信息的“高速公路”上可以復(fù)合學(xué)校所有的管理業(yè)務(wù)，一種方式是多纖芯的光纖網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，不同的業(yè)務(wù)采用不同的纖芯，實現(xiàn)物理上的相互隔離，保證各自系統(tǒng)的獨立性，有利于各個系統(tǒng)運行安全可靠。另外一種是采用基于VPN虛擬隧道技術(shù)，不同的業(yè)務(wù)通過不同的“隧道”保證數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的隔離。無論采用何種方式，對于我們需要建設(shè)的基于EPON光纖網(wǎng)絡(luò)的配電自動化、信息化系統(tǒng)都是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

配電系統(tǒng)信息化建設(shè)要能實現(xiàn)：電網(wǎng)各級設(shè)備運行工況診斷、電能質(zhì)量異常報警、節(jié)約電能的使用（提高功率因素）、各開關(guān)各設(shè)備以及配電室或配電房環(huán)境監(jiān)測，從而實現(xiàn)無人值守，有異常自動告警甚至自動處理的目的。

配電系統(tǒng)信息化建設(shè)主要設(shè)備包括：基于校園EPON光纖網(wǎng)的配電室ONU單元、交換機設(shè)備、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，另外功能單元級設(shè)備包括：電操開關(guān)、多功能智能電表（功能包括：有無功電量、電流電壓、諧波含量等）、煙感、紅外感應(yīng)、溫度感應(yīng)、攝像頭等末端傳感計量設(shè)備。

通過各個功能設(shè)備的運行，可以實現(xiàn)以下功能。

（1）各個配電回路的開關(guān)狀態(tài)檢測包含開關(guān)的開閉情況，在電路出現(xiàn)緊急情況或異常時，可以通過遠(yuǎn)程指令控制開關(guān)動作，保障供電安全。

（2）多功能智能電表可以計量每個回路的有無功電量、三相電流、三相電壓、各類用電極值、事件上報、諧波電量等為下一步的管理和控制提供依據(jù)，在出現(xiàn)電能質(zhì)量嚴(yán)重異常時，可以實時觸發(fā)配電系統(tǒng)的相關(guān)管理功能，下發(fā)各項操作和指令，以保證電網(wǎng)安全。

（3）煙感和溫感設(shè)備是在配電室運行出現(xiàn)異常時，通過采集網(wǎng)關(guān)設(shè)備向控制中心告警。

（4）攝像頭在配電室配置和安裝，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，一旦有非法進(jìn)入（包括人以及動物等）以及積水等，立即進(jìn)行報警，并通過系統(tǒng)自動撥號警示管理人員。

（5）通過系統(tǒng)的監(jiān)測聯(lián)動運行，動態(tài)生成一次接線圖（含各種瞬變監(jiān)測量）、二次接線圖，能明確直觀地表述各個配電房線路的實際情況。在后臺系統(tǒng)中提供接口接以收標(biāo)準(zhǔn)的XML格式文件傳輸?shù)母骷売嬃侩娏繑?shù)據(jù)，提供線損計算數(shù)據(jù)。功率因素計算，并控制無功補償?shù)耐肚械取?/p>

（6）針對多回路供電或供電環(huán)網(wǎng)，可以有效進(jìn)行配電網(wǎng)潮流分析，各級斷路器進(jìn)行供電路由重組，及時對故障點進(jìn)行診斷并采取隔離措施，保證配電網(wǎng)絡(luò)安全。

總之，在正常運行情況下，通過監(jiān)視配網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方式；當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積；根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制無功負(fù)荷和電壓水平，改善供電質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟運行目的；合理控制用電負(fù)荷，從而提高設(shè)備利用率；提高自動化運行與管理水平，達(dá)到減員增效的目的。

3 高校供水系統(tǒng)信息化建設(shè)設(shè)計

在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面供水系統(tǒng)的信息化與配電系統(tǒng)信息化可以共用同一個通信通道，都優(yōu)先采用基于校園EPON光纖網(wǎng)絡(luò)的通道，其中接入的中間設(shè)備與配電系統(tǒng)也相同，某些設(shè)備還可以共用。一些大口徑的水表和壓力表大都安裝在戶外井底下，要考慮通信信號線的入戶問題，只有在信號線就近進(jìn)入樓棟，才可以充分發(fā)揮校園網(wǎng)絡(luò)的作用。針對各個二次加壓泵站的無人值守通信設(shè)計，基本設(shè)計上與配電室的信息化建設(shè)相同。

供水系統(tǒng)信息化建設(shè)要能實現(xiàn)：用水樓棟以及單位耗水量計量、供水質(zhì)量考核（供水質(zhì)量包括用戶端壓力監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測等）；供水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點用量、流速、壓力、水質(zhì)監(jiān)測，必要是通過電控閥門可以停止供水；市政供水主管道或者二次加壓泵出水用量、流速、壓力、水質(zhì)監(jiān)測；針對加壓泵站的無人值守設(shè)計，包含視頻監(jiān)控、煙光感探頭、紅外感應(yīng)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、排澇電泵的監(jiān)測等。

供水系統(tǒng)信息化建設(shè)主要設(shè)備包括：各種口徑智能遠(yuǎn)傳水表（具有計量、流速、水質(zhì)監(jiān)測功能）、智能遠(yuǎn)傳壓力表、電控閥門、攝像頭、溫感光感、紅外探頭、水位監(jiān)測傳感、智能電表（監(jiān)測變頻泵站及排澇泵的運行工況）、智能變頻泵本身的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、交換機、光纖接入設(shè)備（ONU等）。

通過各個功能設(shè)備的運行，可以實現(xiàn)以下功能。

（1）市政供水或二次加壓供水的出水壓力檢測，防止壓力過高或過低；安裝帶有水質(zhì)監(jiān)測功能的智能水表，可以達(dá)到在計量用水量的同時監(jiān)測供水水質(zhì)的變化，緊急情況下，可以通過電控閥門快速停水。

（2）通過安裝溫度感應(yīng)、濕度感應(yīng)可以監(jiān)測各類設(shè)備是否處在安全運行環(huán)境，紅外感應(yīng)在有人或動物非法進(jìn)入時，觸動各種自動報警系統(tǒng)，防止用水安全事故的發(fā)生。

（3）攝像頭的安裝可以監(jiān)視非法侵入，防止諸如投毒等惡性事件的發(fā)生；也可以通過視頻圖像進(jìn)一步關(guān)注各類設(shè)備的運行，達(dá)到遠(yuǎn)程值守的目的。

（4）加壓泵站的排澇池溝的水位監(jiān)測，在發(fā)生透水事故導(dǎo)致泵站內(nèi)水位快速上漲時，通過水位控制浮球，觸動排澇電泵的投入運行，防止由于內(nèi)澇導(dǎo)致設(shè)備和其他財產(chǎn)損失。

（5）對加壓泵供電回路進(jìn)行監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)變頻加壓泵的異常運行，在出現(xiàn)電壓、電流、相位異常時，采取立即切斷電源措施，防止變頻泵損壞或損毀擴大。

（6）在供水管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點安裝智能遠(yuǎn)傳水表（含計量、水質(zhì)監(jiān)測功能）、壓力表，可以實現(xiàn)供水管網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測，通過管網(wǎng)的壓力損失及水損分析，及時發(fā)現(xiàn)暗涌和滲漏的發(fā)生，防止水資源的流失，減少損失。

（7）供水末端的用水單位進(jìn)行用水計量與考核，可以實現(xiàn)收費與節(jié)能指標(biāo)管理，而壓力檢測可以發(fā)現(xiàn)供水末端是否存在壓力不夠，需要進(jìn)行加壓供水；水質(zhì)檢測可以考核供水質(zhì)量，為用戶提供合格的水源，防止飲用水安全事故的發(fā)生。而控制閥可以在緊急情況下實現(xiàn)遠(yuǎn)程快速斷水，防止水資源浪費。

總之，在系統(tǒng)正常運行情況下，為供水提供足夠的保障，防止供水事故的發(fā)生，快速診斷問題，快速處理，最大程度防止停水的發(fā)生。通過系統(tǒng)的建設(shè)，提高管理水平，提升智能化程度，減少人工值班強度，達(dá)到減員增效的目的。

4 高校配電系統(tǒng)供水系統(tǒng)信息化建設(shè)的延伸應(yīng)用

配電系統(tǒng)和供水系統(tǒng)可以結(jié)合學(xué)校GIS地理信息系統(tǒng)建設(shè)，將所有配電線路和供水管網(wǎng)實時反饋到地理信息系統(tǒng)中，無論是故障報警還是診斷都可以直觀反應(yīng)，管網(wǎng)材質(zhì)、粗細(xì)、埋深都可以提供給維修人員，有利于快速處理問題。另外在配電網(wǎng)運行管理中針對不同的開閉回路是否要增容，是否需要調(diào)整電能分配，都可以由配電信息化系統(tǒng)提供改造依據(jù)。供水管網(wǎng)的管理與調(diào)整依據(jù)都可以來至于供水信息化系統(tǒng)，達(dá)到合理分配能源、高效利用能源的目的。

在用水用電的實際收費結(jié)算管理中可以與學(xué)校門戶系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)支付系統(tǒng)等系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，可以實現(xiàn)用能的“互聯(lián)網(wǎng)+”管理，為學(xué)校的水電運行與管理提供科學(xué)化、智能化、信息化、人性化服務(wù)。

通過配電系統(tǒng)信息化和供水系統(tǒng)信息化的建設(shè)，依托于學(xué)校EPON光纖網(wǎng)，可以極大地提升學(xué)校針對用電用水的管理水平、保障學(xué)校水電的供應(yīng)、防止各類災(zāi)害事故的發(fā)生，通過綜合管理可以減少能源的損耗，降低人員開支，無論從經(jīng)濟效益和社會效益來看，都有建設(shè)的價值和意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李進(jìn)玉，陳沛，配電通信網(wǎng)EPON光纜監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2016（2）：128-132.

[2] 劉曉忠.基于EPON技術(shù)的配電自動化通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2014.

[3] 曲毅，魏震波.智能電網(wǎng)配電自動化技術(shù)的發(fā)展[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2013（5）：56-60.

[4] 張建國，王曉春.配電自動化技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)構(gòu)成[J].河北電力技術(shù)，1998（6）：27-30.

[5] 沈承，俞亭超，張士喬.基于系統(tǒng)分析理論給水管網(wǎng)水質(zhì)模型的建立[J].給水排水，2011（7）：158-160.

[6] 林坤，張世偉，苗英俊，等.變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析及方案設(shè)計[J].艦船防滑，2010（6）：13-18.

[7] 胡智鋒.智慧校園設(shè)計的理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究[J].信息技術(shù)與信息化，2014（5）：190-195.