安科瑞银行智慧用电监测平台的设计与应用

摘要：随着科技发展，电力供应日益充分，电气设备日益增多，电力在带来光明和效率同时，也带来火灾危害。据应急管理部消防救援局统计，2020年全国共接报火灾25.2万起，电气类原因继续强力影响火灾走势，全年因违反电气安装使用规定引发的火灾共8.5万起，占总数的33.6%。其中，因电气引发的较大火灾36起，占总数的55.4%。从电气火灾的分类看，因短路、过负荷、接触不良等线路问题引发的火灾占总数的68.9%，因故障、使用不当等设备问题引发的火灾占总数的26.2%，其他电气原因引发的火灾占4.9%[2]。当前，在金融机构火灾中，电气火灾已经成为消防防控重点，电气也成为是金融网点发生火灾最大的“元凶”。

1.银行智慧用电监测平台的整体框架

整理框架采用了环境传感器感知和智慧微断数据采集传 输层、微服务机构数据中台服务层、云平台与大数据分析和应 用服务层的 3 层架构，主要涵盖了设备运行参数及用电状况 的数据采集、基于分布式闭环控制、云平台大数据分析以及相 关的接口 / 协议 / 标准等。平台功能可以分为整体用电数据分 析、负载负荷用电数据监控、预警告警智能分析、警情联动干 预 4 大功能模块。

1.1 整体用电数据分析模块 

用电数据分析主要是通过环境传感器及智慧微断数据采 集器采集的用电数据，通过算法模型进行数据清洗和数据挖 掘分析，最终通过图表化展现出来，是用电决策的客观评测和 改造规划的参考。本项目模块主要包括银行的用电负载分析、 电压稳定情况分析、告警分析、用电设备功耗统计分析、各分 支机构的功能分析。通过对各种维度的数据进行综合分析，将 用电特征图形化，提供明确的数据支持，提高银行用电的决策 水平，促进银行节能减排、安全用电。

1.2 用电数据监控模块 

用电数据监控模块的硬件端采用的是终端智能微断设备 或者用电监控主机。通过终端设备的数据采集，将用电数据传 输到数据中台，通过数据展示平台将数据呈现给决策者。用电 数据监控模块主要监控银行用电每个支路的三相用电、单相 用电的电压、电流、负载、线路温度、能耗、有功无功、漏电、短 路、剩余电流、谐波、电弧、开闭状态等指标。通过一张图可以实 时调取任意一个支路、总路的实时监测数据。数据的波动情况、 峰谷值通过曲线图、折线图实时展示，还可以将历年的数据进 行拉出对比展示，给决策者提供实时、准确、直观的用电数据。

1.3 预警告警智能分析 

预警告警智能分析系统支持实时在线监测，即实时采集 并上传电气线路的剩余电流、故障电弧、温度、电流、电压、功 率等安全状态参数，经云平台的综合诊断分析，及时发现漏 电、过载、短路、过压、接触不良、升温异常等电气安全隐患。借 助 App/Web 智能终端，随时随地实现对银行用电安全监测的 透明化管理。对用电异常情况，进行智能分析，分类（外来故 障，如过压欠压；用电故障，如过流等；平台故障，如通信中断 等）进行告警报警。平台还设置预警信息，鉴于目前大多用户 配备富裕的电容量，虽然电流未过流，但用电超过平时用电的 最高值，分时段生成预警信息。

1.4 警情联动干预模块 

警情联动客户可对远程设备进行定时控制和手动控制， 实现实时远程控制、定时控制开关、分时段功率控制、定时限 流等功能，模块还支持远程设备可定义为可控或者非可控，重 要区域或重要设备的供电，不允许远程控制，确保重要区域的 供电安全。对网点空调进行远程开关、远程调温等。

2.银行智慧用电监测平台的应用

2.1 营业网点用电管理

用电管理难点

营业网点在用电管理方面主要存在以下难点：一是网点众 多、地域分散、缺少专业电力运维人员；二是网点工作人员电力 知识甚少，随意增加线路负载；三是部分电器陈旧、线路老化， 存在回路电弧产生电火花引起火灾的风险；四是网点发生火灾、 洪灾后，无法第一时间对电力线路断电处理，存在触电风险。

2.2 解决方案

（1）用电分路监测

分时分区用电监测管理是根据营业机构用电各回路用途和负荷，采取“多回路、小电流”的设计原则，将网点回路分为 24 h 回路、8 h 工作回路、24 h UPS 回路、8 h UPS 回路和定时 回路 5 大类。用电分类监测可以实现不同回路不同的监测配 置，避免正常断电引起的预警，实现分时分区用电的个性化配 置与监测。

（2）用电线路实时监测预警

一是过载监测。根据线路和接插件标称功率，设定每条回 路预警和最高负载值，系统根据实时电流监测，判断是否过 载，减少火灾隐患。

二是异常监测。根据不同负载类型和时段，设定每条回路 电流异常预警值，当电流异常变化达到设定值，产生预警信息。

三是温度监测。根据接插件部位或线路温度，对过温现象实 时监测，设定预警值，当系统监测温度达到设定值时，进行预警。

四是漏电监测。设定漏电电流预警值，当系统监测到漏电 电流高于设置值时，进行预警。

五是用电量统计。对每个监测线路进行用电量统计，并形 成图或表的形式展示，报表可以导出。

（3）回路电火花和电弧监测预警

通过实时监测电流变化，根据电流强度和高频率波动，判 断是否存在快速连续性电火花和电弧现象，再根据设定预警 自动触发，防止插座插排及用电设备出现高强度高频率打火， 避免引发火灾，减少火灾隐患。  

2.3 办公大楼用电管理

（1）用电管理难点 办公大楼在用电管理方面主要存在以下难点：一是下班 后忘记断电，如空调、饮水机、热水器、电脑等设备处于无人管 理的开机状态；二是违规用电，随意接入大功率用电器，导致 有的线路超负荷；三是打印机等设备未完全关闭，设备长时间 的待机将耗去大量的电能；四是缺乏技术手段进行常态化的 安全用电检查、管理。

解决方案 （1）人机结合管理。针对各办公大楼用电存在时段性和不 确定性因素，采用人机结合的远程用电监测方式。对机关大楼 低层的营业网点（营业室），按照前述网点用电管理方式进 行规划和部署。对办公楼层，采用早上定时监测是否开启、晚 上定时监测是否关闭方式进行用电管理。（2）远程监测回路。通过网络实现对大量开关的监测，能够实现方便查询当前开 关状态等，方便集中管理。（3）用电线路实时监测预警。实现过 载监测、异常监测、温度监测、漏电监测和用电量统计功能。（4）回路电火花和电弧监测预警断电功能。（5）配电线路断电 预警功能。4.3 自助银行用电管理

用电管理难点 在离行式自助银行中，过流保护与负载不匹配、随意添加 负载、分路引线不规范、长期过载、鼠患等是造成安全隐患 的主要因素。此外，机房空调故障、UPS 故障引发火灾的情况偶 有发生，市电断电预警信息无法及时上传，容易掩盖潜在案件 风险。

解决方案 1）用电分路监测。自助银行用电可分为照明、空调、室外 灯箱、ATM 用电及 UPS 电源。管理措施如下：一是定时回路监 测，包括自助大厅照明，室外灯箱用电等；二是 24 h 监测回路， 包括 ATM 用电、空调、UPS 电源等；三是工作联动回路监测， 主要是机房（加钞间）照明。2）智能用电监测。包括过载监测、异常监测、温度监测、漏 电监测、用电量统计功能，详见前文。3）智能空调运行监控。空调根据环境温度变化进行启 停工作，重点监控该线路状态。4）市电断电监测。对市电线路状态进行实时监测，一旦发 生市电断电，及时发送预警信息。

3.安科瑞银行安全用电云平台介绍

3.1 平台简介

银行用电检测预警设备（以下简称“设备”）是安科瑞自主研发的集监视、报警、管理和上传于一体的设备，该设备主要安装现场，采用壁挂式安装，用来采集现场的各种电参量和信号，通常需要外接电流互感器、漏电流互感器、温度传感器、故障电弧、温湿度传感器、烟感、水浸等传感器。设备可以通过4G信号或者网口上传至云平台。

银行用电安全云平台通过采集设备的数据，能够对现场的电压、电流、温度、电弧等进行实时监测并进行数据分析，并对被保护线路的过压、过载、过流、过温、欠压、打火、缺相、设备不在线等情况进行预警，系统在发现电气火灾预警时，信息可多种途径及时通知相关单位处理，确保用电线路系统安全。功能如下：

l 可以定位网点的位置，以及每个网点设备的数量；

l 可以统计账户下所有的银行网点数量，设备数量；

l 可以统计所有的报警与事件记录；

l 可以直观看出8小时回路、24小时回路和定时回路的状态；

l 可以设置上下班时间；

l 可以通过手机APP和电脑客户端进行查看现场信息；

l 可以短信提醒客户报警信息；

l 可以检测每个设备的实时数据，如漏电、温度、电压、电流等。

3.2 平台架构

3.3 平台主要功能

（1）首页界面

平台首页能显示用户所管辖的场所及对应的概况信息。包括场所的个数，安装设备的数量及情况，报警的数目等。针对各个场所，显示具体的地图位置，方便用户进行查看和巡查。

（2）数据报表

针对智慧用电部分，系统提供能耗分析功能，按回路可查询日、月、年的能耗报表和曲线。 

（3）需量监测

需量监测分析：支持对最大需量进行逐日、逐月、逐年的统计，并支持需量监测。

（4）烟气监测

烟气监测子系统可以接入NB烟感和NB可燃气体传感器，实现对烟雾、可燃气体等实时监控，当监测数据达到设定阈值时，发出报警信息。

（5）视频监控

视频监控子系统：数据中心收到感应端各子系统报警信息后，可调出报警位置关联的监控摄像头图像，查看报警现场视频辅助进行火情确认。  

（6）应急疏散

能够接入应急照明和疏散，对故障点进行预警，并可以在系统中查看逃生线路。

4.场景应用

4.1 银行网点用电系统

4.2 银行办公大楼用电系统

4.3自助银行用电系统

5.相关硬件介绍
 

5.1多回路系列电气火灾监控探测器 

5.2 智慧型电气火灾监控探测器

75.3 ABEM100BL银行用电检测预警设备

注：停电、欠压等故障时，监控设备可自动切换到备用电源工作，当主电源恢复正常供电时，自动切回到主电源，切换过程中保证监控设备连续平稳运行。

8.结束语

本文分别从使用问题、维护问题、质量问题、外部强干扰、管理问题等层面阐述了银行安全用电的现状、存在的问题，给出了银行安全用电的解决办法，建设“银行智慧用电监测平台”。文章还提出了“银行智慧用电监测平台”在银行用电的营业网点用电管理、办公大楼用电管理、自助银行用电管理3种应用场景。对未来银行安全用电监测的广泛应用起到了示范与引领作用。