基于新形態(tài)下變電站智慧消防管理體系構(gòu)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電負(fù)荷的增加，變電站內(nèi)電力設(shè)備種類和電壓等級(jí)電力火災(zāi)隱患逐漸增多，傳統(tǒng)變電站消防管理模式已不能滿足當(dāng)下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求?；诜涸谖锫?lián)思想,介紹了一種全過(guò)程、全時(shí)段、全要素監(jiān)控和精細(xì)化、規(guī)范化管理的智慧消防管理體系。

       關(guān)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電的依賴性更強(qiáng)，要求供電可靠性更高，電網(wǎng)接入設(shè)備類型和數(shù)量越來(lái)越多，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，電網(wǎng)形態(tài)發(fā)生變化，電網(wǎng)安全運(yùn)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(shè)備，在嚴(yán)重過(guò)熱和故障情況下易引發(fā)火災(zāi)，對(duì)該區(qū)域生產(chǎn)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(nèi)安全管理的關(guān)鍵組成部分，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，關(guān)乎人民生命安危與國(guó)有資產(chǎn)安全。

       2019年電網(wǎng)公司提出了構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，其中泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)內(nèi)是管理質(zhì)效提升，對(duì)外是管理融通發(fā)展，為解決變電站消防安全問(wèn)題提供了新的指導(dǎo)，為電網(wǎng)運(yùn)行管理更精益、服務(wù)開(kāi)辟了一條新路。即在現(xiàn)有基礎(chǔ)上運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)，構(gòu)建新型的變電站消防管理體系。

1智慧消防管理體系內(nèi)涵

        變電站智慧消防管理體系以現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為支撐，進(jìn)行消防“全過(guò)程、全時(shí)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(yù)警體系和考評(píng)體系，實(shí)現(xiàn)變電站消防“精細(xì)化"“規(guī)范化"管理、提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平、完善電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制、助推“三型兩網(wǎng)"建設(shè)的目標(biāo)。

1.1標(biāo)準(zhǔn)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(jí)的消防管理模式，制定消防應(yīng)急預(yù)案和消防事件處置措施。同時(shí)，優(yōu)化再造消防管理工作流程，建立行之的流程管理機(jī)制，并以標(biāo)準(zhǔn)制度形式將消防管理流程、制度機(jī)制和管理模式固化，使變電站消防管理工作標(biāo)準(zhǔn)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(yù)警體系

       構(gòu)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(jìn)技術(shù)，監(jiān)測(cè)整站的消防安全情況。多維度分析已發(fā)生的故障報(bào)警，形成變電站消防數(shù)據(jù)庫(kù)；評(píng)估和預(yù)測(cè)變電站各類設(shè)備設(shè)施的潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，建立風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估預(yù)警體系，提高火災(zāi)報(bào)警和應(yīng)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(guān)注高火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，保證消防巡視*、無(wú)漏洞。

1.3精細(xì)化變電站消防考評(píng)體系

       制定消防考評(píng)獎(jiǎng)懲制度，獎(jiǎng)懲標(biāo)準(zhǔn)明確、具體、可量化。建立安全教育培訓(xùn)體系，包含依托大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的培訓(xùn)需求挖掘與課程開(kāi)發(fā)機(jī)制、安全教育培訓(xùn)硬件設(shè)施和軟件技術(shù)保障、“一把手"的講師梯隊(duì)、培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)與改進(jìn)機(jī)制等。通過(guò)考評(píng)獎(jiǎng)懲和安全培訓(xùn)，壓實(shí)安全責(zé)任，貫徹安全理念。變電站智慧消防管理體系構(gòu)成要素（見(jiàn)圖1）。

圖1?變電站智慧消防管理體系構(gòu)成

2 智慧消防管理體系實(shí)施方法

       變電站消防建設(shè)任務(wù)以人防，以技防為重，以物防為保障，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)和管理方法，實(shí)現(xiàn)變電站消防工作管理流程、管理機(jī)制和管理制度體系的建設(shè)與完善。

2.1 建立分級(jí)分區(qū)管理模式

       更新消防管理模式，采用風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)分解法，將變電站站區(qū)的消防風(fēng)險(xiǎn)劃分為三個(gè)層次（見(jiàn)圖2）。針對(duì)每個(gè)層次，詳細(xì)闡述消防管理的具體內(nèi)容和工作要求，制定消防應(yīng)急預(yù)案和消防事件處置措施，安排消防管理操作內(nèi)容。使消防管理工作體系完整、層析清晰、落到實(shí)處。

圖2變電站消防風(fēng)險(xiǎn)層次表

2.2 深化消防指標(biāo)同業(yè)對(duì)標(biāo)

       同業(yè)對(duì)標(biāo)工作力求實(shí)效，采用“與比"和“與自身比"兩個(gè)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(diǎn)，設(shè)置對(duì)標(biāo)指標(biāo)，使對(duì)標(biāo)指標(biāo)能夠真實(shí)反映消防安全管理水平和實(shí)際情況。根據(jù)消防同業(yè)對(duì)標(biāo)指標(biāo)，以季度為考核周期開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)。（1）各地市供電公司安全消防團(tuán)隊(duì)自我評(píng)價(jià)，按照指標(biāo)設(shè)定的考核標(biāo)準(zhǔn)從基礎(chǔ)做起，建立和完善各種消防安全資料臺(tái)賬，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要隨時(shí)糾正，各團(tuán)隊(duì)開(kāi)展工作“回頭看"，查找存在問(wèn)題和不足，組織全體消防團(tuán)員進(jìn)行討論，撰寫工作情況評(píng)價(jià)報(bào)告書和指標(biāo)完成表。（2）省公司成立專家組開(kāi)展評(píng)價(jià)，定期檢查和指導(dǎo)，對(duì)各消防團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集中評(píng)價(jià)、考核打分，并統(tǒng)一匯總和系統(tǒng)分析現(xiàn)存問(wèn)題，落實(shí)安全責(zé)任，安排各責(zé)任部門限期整改。（3）各消防安全團(tuán)隊(duì)依據(jù)同業(yè)對(duì)標(biāo)結(jié)果，深入、客觀地分析問(wèn)題，查找差距，制定具體的改進(jìn)措施，不斷完善消防管理工作。根據(jù)各團(tuán)隊(duì)的綜合評(píng)價(jià)及排名情況，執(zhí)行消防考評(píng)與獎(jiǎng)懲制度。

2.3 創(chuàng)建新型智慧消防系統(tǒng)

       電網(wǎng)公司推進(jìn)“三型兩網(wǎng)"建設(shè)過(guò)程中涉及的現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中得到充分運(yùn)用，人才梯隊(duì)提供智囊支撐，實(shí)現(xiàn)技術(shù)前言對(duì)接。構(gòu)建“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"，包含物聯(lián)網(wǎng)消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、3D可視化仿真模擬系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)VR安全教育培訓(xùn)系統(tǒng)等。以變電站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集為開(kāi)端，以數(shù)據(jù)運(yùn)算處理為手段，對(duì)接“互聯(lián)網(wǎng)+"構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)隨地可以根據(jù)工作需要對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)排查設(shè)備故障隱患，做到問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)、早處理，避免問(wèn)題擴(kuò)大造成不必要的財(cái)產(chǎn)損失。依托“新型變電站智慧消防系統(tǒng)"先進(jìn)技術(shù)，對(duì)接“虛擬VR"構(gòu)建模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，通過(guò)3D建模技術(shù)搭建變電站全場(chǎng)域模型庫(kù)，方便工作人員進(jìn)行消防滅火在線演練。

3 實(shí)施效果

3.1 提升傳統(tǒng)變電站消防管理，為物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)貢獻(xiàn)力量

       從消防終端及其布置方案的實(shí)際出發(fā)，對(duì)每一種消防終端形式和布置方案在消防管理方面進(jìn)行系統(tǒng)性區(qū)分，根據(jù)不同區(qū)域、不同風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)消防特性，采用不同形式智能終端，通過(guò)區(qū)分狀態(tài)監(jiān)測(cè)、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?zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域?qū)Σ煌南乐悄芙K端進(jìn)行區(qū)別，形成具有針對(duì)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(nèi)容，方面進(jìn)行消防控制作業(yè)內(nèi)容的細(xì)化工作，以增強(qiáng)消防管理的適用性。

       依托管理平臺(tái)建設(shè)，進(jìn)一步梳理、優(yōu)化消防管理流程，并通過(guò)電子化平臺(tái)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(jī)制，壓實(shí)管理責(zé)任。管理流程優(yōu)化主要體現(xiàn)在全過(guò)程管理，相對(duì)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(shè)計(jì)階段，要求在管理平臺(tái)輸入工程名稱，明確負(fù)責(zé)人員，同時(shí)參與消防設(shè)計(jì)方案討論。（2）變電站設(shè)備聯(lián)絡(luò)會(huì)上，管理人員應(yīng)該對(duì)消防設(shè)備提出具體要求，尤其是結(jié)合平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析情況，針對(duì)容易發(fā)生故障設(shè)備、容易發(fā)生問(wèn)題廠家提出明確要求，把好消防設(shè)備質(zhì)量關(guān)。同時(shí)，明確對(duì)消防設(shè)備的總體要求，如消防設(shè)備粘貼二維碼等，管理人員在此階段將設(shè)備廠家名稱錄入平臺(tái)。（3）施工過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)情況適時(shí)組織變電站消防審查，同步將審查意見(jiàn)、終確認(rèn)方案上傳至平臺(tái)。（4）驗(yàn)收階段，組織施工方進(jìn)行設(shè)備臺(tái)賬錄入工作，采用二維碼掃描電子化入庫(kù)方式，避免人為錯(cuò)誤產(chǎn)生。通過(guò)以上方式，將方案、設(shè)備臺(tái)賬全過(guò)程資料落實(shí)責(zé)任到人，有利于提高管理效率，做到臺(tái)賬、設(shè)備一一對(duì)應(yīng)。驗(yàn)收結(jié)束后，由管理人員制定詳細(xì)管理計(jì)劃。應(yīng)用新型智慧消防系統(tǒng)后，變電站內(nèi)消防設(shè)施形成的物聯(lián)網(wǎng)和集中控制系統(tǒng)架構(gòu)（見(jiàn)圖3）。

圖3 變電站消防設(shè)施集中控制系統(tǒng)架構(gòu)圖

       通過(guò)管理模式變革和新技術(shù)變革，優(yōu)化消防安全管理，提升變電站內(nèi)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(chǔ)設(shè)施落后、火災(zāi)事故處理時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。

       通過(guò)構(gòu)建“三全兩化"新型變電站消防管控平臺(tái)，構(gòu)建變電站消防數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)警應(yīng)急體系，開(kāi)展智慧防控、處理，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防控的自動(dòng)化管理、滅火救援的智能化管理，提高變電站消防預(yù)警反應(yīng)能力和火災(zāi)應(yīng)急處理速度，完善電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制，進(jìn)而達(dá)到降低變電站火災(zāi)危害影響程度和提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平的目標(biāo)。

       通過(guò)搭建工程數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工程GIS和BIM場(chǎng)景可視化展示、數(shù)據(jù)分類結(jié)構(gòu)查閱、三維場(chǎng)景漫游、三維測(cè)距、三維剖切、工程信息查詢、工程過(guò)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(yù)留移動(dòng)端接入的功能。實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)-基建-運(yùn)維"的全壽命周期聯(lián)動(dòng)配合。為設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行等各方面的數(shù)據(jù)共享和集成，提供存儲(chǔ)、展示和交互的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的立體式集成、監(jiān)測(cè)和分析（見(jiàn)圖4）。

圖4 變電站智慧消防管理體系實(shí)施效果

4安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹

4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

4.2平臺(tái)主要功能介紹

4.2.1首頁(yè)

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

4.2平臺(tái)主要功能介紹

4.2.1首頁(yè)

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)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(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開(kāi)蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保障消防安全。       防排煙子系統(tǒng)通過(guò)高靈敏的無(wú)線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測(cè)煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)劇超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過(guò)設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。       消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防報(bào)警主機(jī)、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(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、斷路等故障報(bào)警提示?？砷L(zhǎng)期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)出問(wèn)題的隱患進(jìn)行警示。       防火門子系統(tǒng)通過(guò)與門禁報(bào)警、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開(kāi)閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開(kāi)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(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開(kāi)消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)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(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查看報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)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(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。       消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對(duì)一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)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(gè)模塊。可以查看登錄用戶下的所有項(xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(bào)表和能耗預(yù)測(cè)等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比和報(bào)表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗 4.2.5手機(jī)APP       APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。4.3推薦配置4.3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)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(qǐng)阿里云可忽略）

4.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大

4.4產(chǎn)品介紹

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

 ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)上傳，單表流量說(shuō)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(jié)束語(yǔ)電網(wǎng)運(yùn)行新常態(tài)下，設(shè)計(jì)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(dāng)前變電站消防管理混亂現(xiàn)狀的必由之路。參考文獻(xiàn)[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(gòu)建研究[2]詹應(yīng)云.220kV及以下變電站運(yùn)行維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)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(tái)2020版[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版