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自2009年，國家電網開始開展智能電網項目。物聯網技術作為(wei) 第三次信息科技革命的重要產(chan) 物，它在眾(zhong) 多領域中都有涉獵，並發揮著重大效用。而在電網運行期間，若能依靠物聯網技術實現低壓用電的安全監測，可在原有基礎上提升監測質量，以此確保供電係統的穩定運行。據此，應充分結合物聯網技術設計低壓安全用電監測係統改造規劃，以便在物聯網技術的支持下實現用電信息監測，降低係統故障率，提供電能。
（1）經濟性：在設計低壓安全用電監測係統時，需要考慮到改造後的係統是否具備突出的經濟性特征，以免增加電網公司的運營負擔。同時，還應依靠物聯網技術在智能電網中為(wei) 其提供多元化增值業(ye) 務，使其感受到智能供電的便捷，並且還可在日常巡檢工作中加強對電氣設備的檢查效果，由此將設備安全處在可控狀態下，促使用戶的用電質量能在智能化監測中實現優(you) 質發展，以便在高效管理環境下降低人力投入成本，包括縮減巡檢人員、創新巡檢模式等，從(cong) 而促使整個(ge) 電網公司擁有更高的綜合效益。
（2）安全性：用電安全是保障人民財產(chan) 安全的基本內(nei) 容。低壓用電是指斷路器、插座、漏電開關(guan) 吹風機等設備的用電行為(wei) ，而在設計低壓安全用電監測係統時，無論是引進物聯網技術還是智能化管理手段，都需要始終保持用電安全性，不可引發新的安全隱患，從(cong) 而增加係統的可操作性。以往在故障排除期間，常在出現安全事故後安排維修人員予以處理，這樣不但影響故障排除效率，而且還會(hui) 對用戶的生命安全帶來威脅。因此，在全新設計中應當以一種“動態監測"的理念針對電網故障實施“及早預防"，即在出現潛在隱患前即可經由預警裝置給出提示，以便在較佳時間內(nei) 提高維修效率，降低用電危險事件的發生率，最終實現低壓電氣設備的穩定運行。
（3）綜合性：在設計低壓安全用電監測係統時，還需要以電能質量、資源配置等綜合角度針對原有電網建設項目予以改造。實際上，之所以需要實施低壓安全用電監測，一是為(wei) 了改善原有供電質量，確保用戶在高質量電能使用中獲得良好的用電體(ti) 驗，提高供電企業(ye) 的信譽度；二是結合原有人力資源與(yu) 供電物資提出科學的配置規劃，從(cong) 而實現資源的利用，避免出現閑置資源，降低供電質量，甚至加重供電企業(ye) 與(yu) 電網公司的負擔。因此，針對低壓安全用電監測係統予以設計具有一定現實意義(yi) ，並且可對當前電網高質量發展目標的實現創造有利條件。
低壓安全用電監測係統實際上是借助物聯網平台實現內(nei) 外電源係統的統籌管理，並結合在線監測裝置針對電網相關(guan) 參數如電壓值、電流值、負載率予以密切監測，由此降低電網係統故障的發生率。同時，在移動程序支持下，還可為(wei) 相關(guan) 人員提供“關(guan) 聯式"管理服務，即無論是否身在供電現場，都可經由監測係統實施操作行為(wei) ，以此消除不安全因素。目前，係統的建設已逐步朝著個(ge) 性化方向發展，這也是提升電能質量與(yu) 供電服務的關(guan) 鍵步驟。比如針對航天醫療領域的用電，其質量略高於(yu) 其它民用住宅，一旦提供的電能質量與(yu) 預期要求不一致，將不利於(yu) 相關(guan) 領域順利完成工作任務，甚至降低電力資源的利用率。此外，電能質量不達標還可受電網汙染事件的影響而形成電能質量問題。故而，可借助監測係統隨時關(guan) 注電能質量變化情況。
在利用低壓安全用電監測係統監測剩餘(yu) 電流時，可參照監測結果對係統接地故障與(yu) 過流保護動作起到一定的協調作用，進而為(wei) 斷路器無法正常運行提供解決(jue) 依據，確保相關(guan) 人員經由監測係統可對低壓電氣設備的運行狀態實施有效監測。剩餘(yu) 電流實則是中線與(yu) 相線的矢量和未消除成為(wei) 零的線路，在出現剩餘(yu) 電流後，容易產(chan) 生漏電現象，進而對用電安全性帶來威脅。因此，可在監測係統輔助下快速知曉剩餘(yu) 電流數值，以此有方向性的予以檢測。
在電網線路中若出現隱患現象，將造成線路急劇升溫，進而降低線路電芯的實用性能，甚至會(hui) 對線路外部絕緣保護層的絕緣性起到削弱作用，進而不利於(yu) 實現安全用電保護，長此以往，將在高溫狀態下發生漏電現象，由此對低壓電氣設備的正常使用帶來隱患。而低壓安全用電監測係統可隨時針對線路電流數值予以監測，一旦超出額定電流或突然增加數千安培，將立即引起相關(guan) 人員的注意，有效降低隱患故障的發生率。
在對過載電流予以監測時，也是為(wei) 了增加低壓用電的安全性。由於(yu) 電流經過電網線路時，會(hui) 出現放熱反應，進而引起導線升溫，在其超出安全載流時，將誘發電流過載現象，不利於(yu) 導線的安全防護，甚至會(hui) 在長期出現過載電流的情況下引起火災。對此，若能基於(yu) 物聯網技術設計低壓安全用電監測係統，可對過載電流現象給予密切關(guan) 注，在適當的時間裏控製載流，防止導線燒毀增加用電危險性。基於(yu) 此，低壓安全用電監測係統的建設很有必要。
在低壓安全用電監測係統建設期間應用物聯網技術時，需要科學製定可行性建設方案，以此參照相關(guan) 規定逐步完成改造任務。比如在針對剩餘(yu) 電流予以監測時，可在係統設計環節采用“分級保護"的方法，削弱漏電現象的不良影響。其中剩餘(yu) 電流引發的嚴(yan) 重後果即頻繁跳閘。為(wei) 了有效控製跳閘率，保障用戶用電質量，孝義(yi) 供電企業(ye) 曾在2019年專(zhuan) 門針對剩餘(yu) 電流采取了相關(guan) 措施，包括定期測溫檢修、加強運維管理等，由此將整體(ti) 跳閘率降低了10%。結合相關(guan) 經驗可將剩餘(yu) 電流監測納入到係統監測內(nei) 容中，由此為(wei) 其製定可行性建設規劃，避免用戶受漏電現象的幹擾而無法獲得良好的用電體(ti) 驗。在該方案中需要切實找到引起跳閘（漏電）的根本原因，並增設保護器，專(zhuan) 門針對剩餘(yu) 電流予以重點保護。國網吉安供電企業(ye) 也曾就剩餘(yu) 電流給出整改建議，利用落實職責、一體(ti) 化管理等方法，促使該企業(ye) 在2019年的跳閘率由年初5.0007次/100km降低了3.2298次/100km，並在整個(ge) 江西省都取得了良好的跳閘保護成果。此外，還可將中級保護器安裝於(yu) 低壓台區內(nei) ，並將末級保護器置於(yu) 客戶端中，這種逐級保護的形式不但有利於(yu) 降低故障率，而且還能幫助用戶規避停電風險。其中應注意的是，在設定剩餘(yu) 電流額定標準時，應將其動作值保持在300mA，其間隔時間不宜超出0.3s，從(cong) 而在低壓安全用電監測係統運行期間，可對剩餘(yu) 電流進行細致監測，便於(yu) 工作人員隨時根據剩餘(yu) 電流監測結果判斷是否存在停電隱患。此外，在係統中還需要借助無線通信技術，實時采集電網運行數據，並有效降低同頻幹擾事件的發生率。在物聯網技術的支持下還可增加電網運行的穩定性，進而在電流輸送階段也能實現高質量輸送，確保用戶使用的電能質量符合實際要求。
物聯網技術是將電網與(yu) 互聯網技術相連，以此借助先進技術實現電網的有效管控與(yu) 動態監測。在設計基於(yu) 物聯網技術的低壓安全用電監測係統時，還需要根據低壓用電行為(wei) 的具體(ti) 流程打造物聯網架構體(ti) 係，以此確保在實踐中監測係統能夠展現出顯著優(you) 勢，實現電網的智能化監測。在物聯網架構體(ti) 係中應涵蓋下述四個(ge) 部分：其一，主站集中監測模塊；其二，電能質量監測模塊；其三，隱患監測；其四，通信反饋。
在上述四個(ge) 重要組成部分中，主站集中監測主要是通過獲取電能質量監測數據與(yu) 安全用電行為(wei) 信息的方式，經過科學分析對其潛在故障與(yu) 危險性進行驗證識別，這樣可確保低壓電氣設備在有效評估下改善其性能，避免突發安全事故影響用戶用電安全性。而在電能質量監測環節，它可對用電異常行為(wei) ，比如插座不匹配、私拆設備、錯誤接線等，係統可對此模塊中接收到的有效信息遞交給電網主站，並給出相關(guan) 指令予以管控。在隱患監測中，係統具體(ti) 是結合電網終端的電流波形予以監測，並在計算機算法協助下對隱患故障實施準確定位，這樣一來，電網主站可及時獲取隱患信息，便於(yu) 實現隱患故障的順利排查。在通信反饋中，它可對電網負載率、線損能耗度以及故障原因給出可靠依據，並將信息反饋給主站，由此在一體(ti) 化的管理中實現電網線路的科學預警，幫助工作人員隨時掌控電能質量情況。
在設計低壓安全用電監測係統時，除了需要保證用電行為(wei) 的安全性與(yu) 低壓電氣設備安全，還需要借助安全保護技術實現係統通信數據的安全保障，以免影響電網運行穩定性。具體(ti) 包括以下內(nei) 容：
一，認證安全防護，現今為(wei) 了保證係統通信數據處在安全防護狀態下，常需要借助“設置密鑰"的形式增強係統安全性，這樣可降低數據竊取風險，並且也可對重要數據予以特殊防護。在認證方麵所采用的防護技術主要是在低壓電氣設備與(yu) 係統間傳(chuan) 遞信息時，對數據進行加密處理，隻有通過認證後方可順利獲取有效信息，確保信息在傳(chuan) 遞期間不會(hui) 受網絡技術的影響而發生丟(diu) 失現象。
二，信息交換防護，基於(yu) 物聯網技術設計低壓安全
用電監測係統時，還需要在信息關(guan) 聯端口處分別設置防護裝置，包括對信息進行轉換操作，將其轉換為(wei) “隨機數字"，待破解後方可知曉通信內(nei) 容，避免在信息傳(chuan) 遞期間受到外界幹擾引發危險後果。從(cong) 目前實踐應用中可發現：物聯網技術已在電力事業(ye) 中有了廣泛的應用。比如江蘇省某供電企業(ye) 專(zhuan) 門研發了“用戶側(ce) 需求防護平台"，它借助手機軟件對數據傳(chuan) 輸動態進行監測，並且還可對用戶端需求予以全麵了解，以此在強化數據防護效果的同時，也能提升供電服務質量，促使用戶的需求得到及時響應。此外，智能插座、智能電表的推廣也為(wei) 物聯網技術的應用帶來了新的指引方向。為(wei) 了保證電網係統在物聯網技術協助下實現低壓安全用電，應結合高新技術增加數據安全防護有效性，以便在電網主站、用戶端、供電企業(ye) 多方主體(ti) 中實現信息的安全傳(chuan) 輸，促使物聯網技術在低壓安全用電監測係統設計中發揮出重要效用，以此規避錯誤用電風險。
在物聯網技術基礎上設計低壓安全用電監測係統期間，還可借助GPRS通信手段實現故障信息的精準化記錄，這樣才能增強電能質量、剩餘(yu) 電流、過載隱患等參數的在線監測準確性，確保電網係統在運行期間能為(wei) 低壓電氣設備提供優(you) 質的供電電能，適當降低設備故障率，並且也能避免用戶頻繁發生停電現象影響用電體(ti) 驗感。設計者在係統建設項目中可增加“隱患記錄"欄，並通過采集三相電流信號的方式，將其與(yu) 三相波形進行比較，由此了解是否存在隱患故障。好比在隱患故障出現後，三相電流中的B相電流將為(wei) “0"，在此信息下，可判斷線路已然出現隱患故障，之後再有針對性的對導線、低壓斷路器進行控製，促使過載電流控製在1200A之下，並高於(yu) 500A，以免超出額定範圍引起電路故障問題。此外，還可依據物聯網技術的優(you) 勢開發大數據監管平台，以安科瑞開發的物聯網電力平台為(wei) 例，它具體(ti) 包含統計分析、隱患管理、實時監控等功能，可在巡檢作業(ye) 中對低壓電氣設備的隱患處理結果與(yu) 隱患類型做出科學分析，並在信息導航功能下對故障位置進行確定，根據監測結果予以記錄，以便相關(guan) 人員後續管理工作中能夠隨時了解故障詳情。在實時監控部分，可對電網項目的建設地址以及低壓電氣設備的安裝情況與(yu) 潛在故障加以監測管理，同時將實時數據傳(chuan) 輸給管理部門，以此參照管理部門的建議進行電網項目的更改。通常而言，物聯網技術是實現智能化監測與(yu) 一體(ti) 化管理的重要依托，若能將其應用於(yu) 低壓安全用電監測係統中，有助於(yu) 保障電能質量，降低故障發生率。
安科瑞電氣推出的安全用電管理雲(yun) 平台采用自主研發的剩餘(yu) 電流互感器、溫度傳(chuan) 感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩餘(yu) 電流）進行不間斷的數據跟蹤與(yu) 統計分析，並將發現的各種隱患信息及時推送給企業(ye) 管理人員，指導企業(ye) 實現第一時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患於(yu) 未然"的目的。
用戶可以利用PC網頁、手機APP、微信小程序、微信公眾(zhong) 號等多種方式實現對平台的訪問，查詢包括係統信息、實時數據、報警記錄等在內(nei) 的各種信息，使用方便。利用該係統為(wei) 用戶提供的低成本專(zhuan) 業(ye) 服務，能有效提升企業(ye) 的消防安全管理和電氣設備安全水平，有效防範重大惡性火災財產(chan) 損失、尤其是重大惡性人員傷(shang) 亡責任事故的發生。
整體(ti) 方案采用分層分布式網絡結構，由現場感知層（采集終端）、網絡層（智能網關(guan) /串口服務器）和平台層（安全用電雲(yun) 平台）三個(ge) 部分組成。
在實時監控點擊配電圖可以查看項目信息裏上傳(chuan) 的配電圖，如圖所示。
係統可接入電氣火災探測器、故障電弧探測器、限流式保護器、智能微斷等，並可遠程控製相應探測器。用戶可通過平台查看回路的電壓，電流，溫度，剩餘(yu) 電流，有功功率和功率因數等電參量。
隱患管理包括隱患巡查、隱患處理和隱患記錄等管理項，為(wei) 用戶管理隱患和查詢提供方便，點擊菜單欄的相應的項，直接進入對應界麵。
能耗概況可以查看今日、本月、今年的用電情況，且可以展示相應的同環比信息，也可以查看今日和昨日的用電峰值；報表可以逐日、逐周、逐月、逐季度、逐年、自定義(yi) 等方式查看各個(ge) 探測器的用能報表，包括以下報表：同比分析，環比分析，能耗報表，能耗預測，複費率報表功能。
需量分析包括最大需量報表和需量監測等功能。最大需量報表：支持對每月、每日最大需量進行統計，並生成報表，如圖所示。
運維管理包括巡檢計劃、巡檢記錄、設備通訊狀態等功能。
係統提供諧波監測和三相不平衡分析功能。
諧波監測：滿足進線、大功率整流設備、變頻設備、光伏發電輸出等電壓、電流進行在線諧波頻譜分析，支持對諧波進行逐日、逐月、逐年報表匯總，或自定義(yi) 時間段查詢功能，分析諧波畸變率及各次諧波含有率，如圖所示。
三相不平衡度包括三相電壓不平衡度和三相電流不平衡度，支持查看當天的三相電流和三相電壓的曲線圖，並對應三相電流和三相電壓的不平衡度，如圖所示。
用戶報告：分析報告根據用戶的周期、項目、時段等篩選生成報告摘要、統計清單、設備體(ti) 檢摘要、報警原因分析，支持打印功能。
報告模板：用戶可以自定義(yi) 勾選報告的內(nei) 容。
安全用電管理雲(yun) 平台支持androids、ioses係統APP，方便用進行項目查詢、報警、故障查詢，實時監控數據查詢，複位及控製操作，探測器詳細信息查詢等功能。
綜上所述，在物聯網技術的協助下建設低壓安全用電監測係統，可對當前用電不穩以及頻發故障的現狀起到一定的改善作用。因此，相關(guan) 設計人員應在係統改造與(yu) 升級中實現物聯網技術的有效引進，以便提升供電質量，為(wei) 大眾(zhong) 營造一個(ge) 良好的用電環境，並從(cong) 建設方案、物聯網架構體(ti) 係、安全防護技術、精準化信息記錄等方麵著手，促使電網係統在有效監測中具有較高的安全可靠性。
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