基于新形態(tài)下變電站智慧消防管理體系構建研究

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

       摘?要：隨著社會經濟的發(fā)展和用電負荷的增加，變電站內電力設備種類和電壓等級電力火災隱患逐漸增多，傳統(tǒng)變電站消防管理模式已不能滿足當下電網安全穩(wěn)定運行的要求?；诜涸谖锫?lián)思想,介紹了一種全過程、全時段、全要素監(jiān)控和精細化、規(guī)范化管理的智慧消防管理體系。

       關鍵詞：變電站；消防安全；泛在物聯(lián)；智慧管理

 

0引言

       隨著市場經濟和科學技術的發(fā)展，社會對電的依賴性更強，要求供電可靠性更高，電網接入設備類型和數(shù)量越來越多，結構越來越復雜，電網形態(tài)發(fā)生變化，電網安全運行壓力加大。變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，存在大量電纜、變壓器、電容器等高低壓電力設備，在嚴重過熱和故障情況下易引發(fā)火災，對該區(qū)域生產生活和職工安全造成重大影響。變電站消防管理工作，作為變電站全壽命周期內安全管理的關鍵組成部分，對電網安全穩(wěn)定運行具有重要意義，關乎人民生命安危與國有資產安全。

       2019年電網公司提出了構建堅強智能電網和泛在電力物聯(lián)網的建設目標，其中泛在電力物聯(lián)網對內是管理質效提升，對外是管理融通發(fā)展，為解決變電站消防安全問題提供了新的指導，為電網運行管理更精益、服務開辟了一條新路。即在現(xiàn)有基礎上運用現(xiàn)代信息技術和先進通信技術，構建新型的變電站消防管理體系。

 

1智慧消防管理體系內涵

        變電站智慧消防管理體系以現(xiàn)代通信技術、現(xiàn)代監(jiān)測技術和大數(shù)據(jù)處理技術為支撐，進行消防“全過程、全時段、全要素"監(jiān)控，理順消防管理工作流程，建立變電站消防制度體系、預警體系和考評體系，實現(xiàn)變電站消防“精細化"“規(guī)范化"管理、提升電網安全運行水平、完善電網運行風險管控機制、助推“三型兩網"建設的目標。

 

1.1標準化變電站消防制度體系

       依托“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"，建立將變電站站區(qū)分區(qū)域、分等級的消防管理模式，制定消防應急預案和消防事件處置措施。同時，優(yōu)化再造消防管理工作流程，建立行之的流程管理機制，并以標準制度形式將消防管理流程、制度機制和管理模式固化，使變電站消防管理工作標準化、規(guī)范化，有據(jù)可依、有制可行，提升變電站消防管理水平。

 

1.2智能化變電站消防預警體系

       構建“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"，依托人工智能、3D建模、數(shù)字VR等先進技術，監(jiān)測整站的消防安全情況。多維度分析已發(fā)生的故障報警，形成變電站消防數(shù)據(jù)庫；評估和預測變電站各類設備設施的潛在火災風險，建立風險等級評估預警體系，提高火災報警和應急處理速度；合理規(guī)劃變電站巡檢人員的工作路徑和巡檢日期，關注高火災風險區(qū)域，保證消防巡視*、無漏洞。

1.3精細化變電站消防考評體系

       制定消防考評獎懲制度，獎懲標準明確、具體、可量化。建立安全教育培訓體系，包含依托大數(shù)據(jù)處理技術的培訓需求挖掘與課程開發(fā)機制、安全教育培訓硬件設施和軟件技術保障、“一把手"的講師梯隊、培訓效果評價與改進機制等。通過考評獎懲和安全培訓，壓實安全責任，貫徹安全理念。變電站智慧消防管理體系構成要素（見圖1）。

圖1?變電站智慧消防管理體系構成

2 智慧消防管理體系實施方法

       變電站消防建設任務以人防，以技防為重，以物防為保障，運用先進技術和管理方法，實現(xiàn)變電站消防工作管理流程、管理機制和管理制度體系的建設與完善。

 

2.1 建立分級分區(qū)管理模式

       更新消防管理模式，采用風險結構分解法，將變電站站區(qū)的消防風險劃分為三個層次（見圖2）。針對每個層次，詳細闡述消防管理的具體內容和工作要求，制定消防應急預案和消防事件處置措施，安排消防管理操作內容。使消防管理工作體系完整、層析清晰、落到實處。

圖2變電站消防風險層次表

2.2 深化消防指標同業(yè)對標

       同業(yè)對標工作力求實效，采用“與比"和“與自身比"兩個維度。根據(jù)消防安全規(guī)范化管理要求和變電站消防特點，設置對標指標，使對標指標能夠真實反映消防安全管理水平和實際情況。根據(jù)消防同業(yè)對標指標，以季度為考核周期開展綜合評價。（1）各地市供電公司安全消防團隊自我評價，按照指標設定的考核標準從基礎做起，建立和完善各種消防安全資料臺賬，隨時發(fā)現(xiàn)問題要隨時糾正，各團隊開展工作“回頭看"，查找存在問題和不足，組織全體消防團員進行討論，撰寫工作情況評價報告書和指標完成表。（2）省公司成立專家組開展評價，定期檢查和指導，對各消防團隊進行集中評價、考核打分，并統(tǒng)一匯總和系統(tǒng)分析現(xiàn)存問題，落實安全責任，安排各責任部門限期整改。（3）各消防安全團隊依據(jù)同業(yè)對標結果，深入、客觀地分析問題，查找差距，制定具體的改進措施，不斷完善消防管理工作。根據(jù)各團隊的綜合評價及排名情況，執(zhí)行消防考評與獎懲制度。

 

2.3 創(chuàng)建新型智慧消防系統(tǒng)

       電網公司推進“三型兩網"建設過程中涉及的現(xiàn)代信息技術和先進通信技術，在項目實施過程中得到充分運用，人才梯隊提供智囊支撐，實現(xiàn)技術前言對接。構建“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"，包含物聯(lián)網消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)、3D可視化仿真模擬系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實VR安全教育培訓系統(tǒng)等。以變電站基礎數(shù)據(jù)收集為開端，以數(shù)據(jù)運算處理為手段，對接“互聯(lián)網+"構建遠程監(jiān)控系統(tǒng)，隨時隨地可以根據(jù)工作需要對變電站內設備運行情況進行監(jiān)測，及時排查設備故障隱患，做到問題早發(fā)現(xiàn)、早處理，避免問題擴大造成不必要的財產損失。依托“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"先進技術，對接“虛擬VR"構建模擬培訓系統(tǒng)，通過3D建模技術搭建變電站全場域模型庫，方便工作人員進行消防滅火在線演練。

 

3 實施效果

3.1 提升傳統(tǒng)變電站消防管理，為物聯(lián)網建設貢獻力量

       從消防終端及其布置方案的實際出發(fā)，對每一種消防終端形式和布置方案在消防管理方面進行系統(tǒng)性區(qū)分，根據(jù)不同區(qū)域、不同風險點消防特性，采用不同形式智能終端，通過區(qū)分狀態(tài)監(jiān)測、信息傳感、數(shù)據(jù)分析、處理控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴牟町悾诓煌幕馂娘L險等級區(qū)域對不同的消防智能終端進行區(qū)別，形成具有針對不同消防終端和不同終端布置形式的消防管理方案，并在信息反饋情況、消防事中控制以及消防后處理內容，方面進行消防控制作業(yè)內容的細化工作，以增強消防管理的適用性。

       依托管理平臺建設，進一步梳理、優(yōu)化消防管理流程，并通過電子化平臺方式固化，確保管理人員按照要求執(zhí)行，形成記錄可查、流程明晰的管理機制，壓實管理責任。管理流程優(yōu)化主要體現(xiàn)在全過程管理，相對以往管理模式，區(qū)別在于消防管理環(huán)節(jié)前移。（1）變電站初步設計階段，要求在管理平臺輸入工程名稱，明確負責人員，同時參與消防設計方案討論。（2）變電站設備聯(lián)絡會上，管理人員應該對消防設備提出具體要求，尤其是結合平臺大數(shù)據(jù)分析情況，針對容易發(fā)生故障設備、容易發(fā)生問題廠家提出明確要求，把好消防設備質量關。同時，明確對消防設備的總體要求，如消防設備粘貼二維碼等，管理人員在此階段將設備廠家名稱錄入平臺。（3）施工過程中，根據(jù)設計情況適時組織變電站消防審查，同步將審查意見、終確認方案上傳至平臺。（4）驗收階段，組織施工方進行設備臺賬錄入工作，采用二維碼掃描電子化入庫方式，避免人為錯誤產生。通過以上方式，將方案、設備臺賬全過程資料落實責任到人，有利于提高管理效率，做到臺賬、設備一一對應。驗收結束后，由管理人員制定詳細管理計劃。應用新型智慧消防系統(tǒng)后，變電站內消防設施形成的物聯(lián)網和集中控制系統(tǒng)架構（見圖3）。

圖3 變電站消防設施集中控制系統(tǒng)架構圖

       通過管理模式變革和新技術變革，優(yōu)化消防安全管理，提升變電站內消防管理的水平。打破傳統(tǒng)變電站管理體系不完善、消防基礎設施落后、火災事故處理時間長等問題。

       通過構建“三全兩化"新型變電站消防管控平臺，構建變電站消防數(shù)據(jù)庫、預警應急體系，開展智慧防控、處理，實現(xiàn)火災防控的自動化管理、滅火救援的智能化管理，提高變電站消防預警反應能力和火災應急處理速度，完善電網運行風險管控機制，進而達到降低變電站火災危害影響程度和提升電網安全運行水平的目標。

 

       通過搭建工程數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)工程GIS和BIM場景可視化展示、數(shù)據(jù)分類結構查閱、三維場景漫游、三維測距、三維剖切、工程信息查詢、工程過程詳情查詢、GIS查詢、模型屬性參數(shù)查詢等功能。根據(jù)后期發(fā)展需要，預留移動端接入的功能。實現(xiàn)“設計-基建-運維"的全壽命周期聯(lián)動配合。為設計、建設及運行等各方面的數(shù)據(jù)共享和集成，提供存儲、展示和交互的平臺，實現(xiàn)電網信息的立體式集成、監(jiān)測和分析（見圖4）。

圖4 變電站智慧消防管理體系實施效果

4安科瑞智慧消防平臺介紹

 

4.1平臺結構

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

    

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

       消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監(jiān)控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，系統(tǒng)也能實時地發(fā)出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。       防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、短信、電話報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災隱情。       消防設備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。       防火門子系統(tǒng)通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。       應急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，當發(fā)生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。       視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應端各子系統(tǒng)報警信息后，可調出報警位置關聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。實現(xiàn)火災報警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機結合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。       消防設備管理子系統(tǒng)能夠將每個建筑、項目節(jié)點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調度子系統(tǒng)進行調度。4.2.3隱患管理       隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许椖康碾[患信息，并進行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進行統(tǒng)計分析。 4.2.4能耗分析       能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報表和能耗預測等五個模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许椖康哪芎慕y(tǒng)計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗 4.2.5手機APP       APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監(jiān)控、火災報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等。4.3推薦配置4.3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

4.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

4.4產品介紹

電氣火災監(jiān)控探測器

 ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網絡上傳，單表流量說明：上傳間隔一分鐘，小于30M/月；上傳間隔二分鐘，小于15M/月；上傳間隔五分鐘，小于10M/月 5結束語電網運行新常態(tài)下，設計可操作的變電站消防方案、優(yōu)化變電站消防管理體系，可以顯著提升變電站消防管理水平，成為解決當前變電站消防管理混亂現(xiàn)狀的必由之路。參考文獻[1]軒瑩瑩，劉璇，程楠，王朔.新形態(tài)下變電站智慧消防管理體系構建研究[2]詹應云.220kV及以下變電站運行維護的風險分析及控制策略［J］.河南科技,2017(17):136-137．[3]安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版