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        基于計量自動化系統(tǒng)的木質(zhì)房屋火災預防方法研究

        2021-02-26 08:19:46羅運國吳廣洋劉修理
        農(nóng)村電氣化 2021年2期
        關鍵詞:用戶系統(tǒng)

        羅運國,吳廣洋,劉修理

        (貴州電網(wǎng)有限責任公司遵義供電局,貴州 遵義 563000)

        隨著近年來經(jīng)濟的迅速發(fā)展,用電負荷不斷增大,電力線路的自然老化等多因素的影響,線路允許電流超標等問題凸顯,成為導致電氣火災的原因之一。傳統(tǒng)電氣火災的預防只有通過安全用電宣傳、人工經(jīng)驗判斷,用戶自行滅火等一系列措施,已經(jīng)無法滿足電氣防火的需要,隨著計量自動化系統(tǒng)的推廣實施,通過系統(tǒng)對電流的監(jiān)測,遵義供電局在電流監(jiān)測預防用電火災進行了試點,現(xiàn)將實施推廣的情況和效果分享如下。

        1 電氣防火系統(tǒng)的設計

        1.1 TRIZ理論的應用

        采用TRIZ理論的多功能原則,以現(xiàn)有的智能電能表及計量自動化系統(tǒng)為基礎去實現(xiàn)電力防火預警功能。

        1.2 防火原理設計

        由焦耳定律Q=I2RT可知,導致電氣火災的主要因素是電流。因此監(jiān)控住電流的變化能預防住大部分火災的發(fā)生,只要用戶低壓電流向上波動至某一警戒值,該信號就能被智能電流表捕獲,即可以實現(xiàn)過流火災預警。

        2 總體方案設計

        實現(xiàn)過電流預警功能,需要現(xiàn)場電流監(jiān)測單元、信息傳遞單元、信息處理及反饋單元的全面實現(xiàn),同時需要人工參與達到防火預警的功能。

        2.1 多功能的實現(xiàn)

        圖1 項目流程圖

        圖2 高+疏密度數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)電流采集功能

        本設計基于貴州電網(wǎng)公司有智能電表及計量自動化系統(tǒng),可以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及后臺數(shù)據(jù)處理的功能,需要增加了現(xiàn)場電流召測;數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理、系統(tǒng)信息反饋等功能。

        通過歷史高密度采集數(shù)據(jù),構建特征曲線模型,根據(jù)當天疏密度采集數(shù)據(jù)+特征曲線模型,還原全天采集數(shù)據(jù),能夠以69個采集數(shù)據(jù)還原240個采集點數(shù)據(jù),實現(xiàn)低壓用戶電流采集。

        2.2 數(shù)據(jù)處理功能設計

        “報警功能”主要是在系統(tǒng)里面設計一個閾值,這個閾值是根據(jù)用戶家用線路材質(zhì)、線徑確定,如果是超出設定閾值后系統(tǒng)就會自動報警。

        圖3 報警功能流程設計

        2.3 電流警戒值

        通過允許最大電流計算公式(銅芯線S銅=IL54.4×U,鋁芯線S鋁=IL34.4×U)式中:I為導線中通過的最大電流;L為導線長度;U為允許的電源降;S為導線截面積。及現(xiàn)場調(diào)查一般照明用戶線徑得出如表1所示。

        又因線路多數(shù)線路運行時間較長,長期運行后的老化導線在通過相同大電流時,溫升快于同型號新導線,且穩(wěn)定溫升明顯高于后者。老化導線散熱性能的改變,按照運行溫度限值推算,老化后導線的載流量限值將下降6.45%~6.51%[2]。因此,確定了不同材質(zhì)不同允許電表警戒值,如表2所示。

        表1 木質(zhì)房屋常用線徑與載流量對照表(一)

        表2 木質(zhì)房屋常用線徑與載流量對照表(二)

        2.4 計量自動化系統(tǒng)功能設計

        對計量自動化系統(tǒng)現(xiàn)有模塊功能進行詳細分析后,對單相表還不能實現(xiàn)電流的自動采集和負荷分析,只能手工召測。但有數(shù)據(jù)管理單元,因此,通過系統(tǒng)內(nèi)部結構,新增邏輯單元,設計了過流監(jiān)測功能,為實現(xiàn)木質(zhì)房屋為重點用戶及過流判斷,在負荷分析分別設立過流監(jiān)測、閾值配置及添加監(jiān)測對象3個小單元,從而數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳遞的功能。

        3 技術成果

        3.1 防火預警系統(tǒng)指標驗證流程與結果

        過流預警率:隨著采集電流數(shù)值的波動,達到限定閾值后,發(fā)出報警信號。

        采集成功率:對系統(tǒng)選取的多個用戶采集點情況分析,繪制單值控制圖,采集成功率達到98.70%。

        圖4 過流預警的單值控制圖

        數(shù)據(jù)傳遞及時率:對現(xiàn)場驗證及發(fā)生數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,信息傳遞可靠性達99.5%以上,未發(fā)現(xiàn)漏報信息和大延遲信息。

        圖6 信息傳遞及時率采集圖

        3.2 現(xiàn)場驗證:

        方案一:選取驗證用戶,更改電能表后線路連接大功率設備,用鉗形電流變實時測量電流,記錄電流超閾值時間。

        方案二:選取不同臺區(qū)下多個用戶,運用方案一的方法,記錄時間驗證。

        結論:無論是單用戶還是多用戶,當現(xiàn)場電流值超過系統(tǒng)設定閾值后,系統(tǒng)均發(fā)出過流報警信號,能及時的發(fā)現(xiàn)有過電流傾向的用電客戶。

        重要用戶的用電狀態(tài)的檢測,減少停電并且預防事故發(fā)生造成損失,實現(xiàn)為客戶創(chuàng)造價值。

        4 推廣應用

        經(jīng)過片區(qū)客戶經(jīng)理正在開展轄區(qū)內(nèi)客戶走訪,收集木質(zhì)房屋,以及留守老人或兒童等特殊客戶信息,對其室內(nèi)線路及用電設施進行安全檢查,統(tǒng)計其室內(nèi)外線徑及用電負荷等參數(shù),分析后決定選取以下3個著名景區(qū)和2個具有代表意義的區(qū)域作為木質(zhì)房屋監(jiān)控推廣點:

        遵義匯川區(qū)板橋鎮(zhèn),遵義市著名紅色旅游景區(qū),旅游旺季游客較多,電量負荷波動較大,木質(zhì)房屋數(shù)量較多,容易引起火災隱患。

        習水縣土城、赤水市丙安古鎮(zhèn),遵義市著名景區(qū),海拔較低,夏季氣候炎熱。旅游旺季時游客較多,電量負荷波動較大,木質(zhì)房屋數(shù)量較多,房屋錯落參差不齊,容易引起火災隱患。

        仁懷的茅臺古鎮(zhèn),系醬香白酒的生產(chǎn)基地,全鎮(zhèn)有白酒生產(chǎn)企業(yè)2000多家,小規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)采用的都是傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝,木質(zhì)的廠房和生產(chǎn)用具較多,而且白酒屬于季節(jié)性生產(chǎn),負荷變化較大,容易發(fā)生火災。

        務川仡佬族木質(zhì)民居龍?zhí)豆耪?,系遵義民族文化旅游典型景區(qū),電量負荷隨客流量變化波動較大,木質(zhì)房屋數(shù)量較多而且集中,用電火災隱患預防工作重要。

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