引言商业餐饮的主要耗能设备在厨房。目前，大部分厨房用能仍以燃气为主，能源使用效率低，容易造成污染且存在安全隐患。全电厨房是指厨房内所有用能设备放弃传统的化石能源，改用更加清洁、高效的电能。在基数大、分散广、不容易集中管理的各类商业餐饮领域开展全电厨房改造和应用具有很大的必要性。商业餐饮电能替代已经在大型商场、美食商铺、企事业单位食堂、全电景区等多种场景得到全面推广应用，从而避免餐饮业燃气事故的发生。我国在全电厨房的设备开发、推广应用等方面开展了大量工作。卿忠发[1]等对全电厨房项目的环境效益、社会效益以及综合能效进行了分析，认为全电厨房是未来的发展趋势，可以逐步进行推广。孙澜涛[2]以北京市为例，对厨房电气化进行了可行性分析。王尧[3]等阐述了大型商业综合体中餐饮厨房存在的实际消防问题及薄弱环节，认为燃气的应用是突出的安全隐患。于存江[4]等设计了一款基于物联网的厨房监控系统，可以实时监测厨房的环境因素，并对安全隐患进行监测和预警。广东、北京和浙江等省市均出现主打全电厨房电器研发和生产的企业。部分传统家用电器企业也先后涉足全电厨房电器业务，激烈的市场竞争促使了相关产品更加成熟可靠，并不断向高效率、智能化和定制化方向发展。结合我国全电厨房的发展现状，针对使用过程中存在的用电安全隐患，提出一种全电厨房安全用电监测系统建设方法，用来支撑全电厨房项目的安全监测、用能分析、运行维护和效益评价等业务。1全电厨房发展现状传统厨房通过空气对流将高温火焰的热量传递至炊具进行加热，大部分热能随排出室外的高温尾气散失，实际使用效率约为30%。电加热方式直接加热炊具，能量更为集中，热转化效率可达90%，实现了能源的高效利用。全电厨房的优点包括节能高效、清洁环保和安全可靠，而且使用过程中无明火，温控精准，油烟少，噪声低，从根本上规避了燃气泄漏、煤气中毒等安全隐患。传统餐饮行业正在向着绿色转型发展。在“双碳”目标的驱使下，自2020年以来，全国各地不断加大全电厨房的推广力度，出台对应的支持文件，开展了大量的“瓶改电”和“气改电”示范工程建设。以江苏为例，2021年江苏省发布了餐饮场所“瓶改电”省级支持政策《关于鼓励餐饮场所推广“瓶改电”的工作意见》，鼓励餐饮场所推广全电厨房，取代传统的燃气瓶。2021年江苏全省共建成商用级全电厨房4 023个，建设范围涵盖全省各市区县，数量相比2020年增长约240%。全电厨房推进主体主要包括供电企业以及在厨房电气化中受益的商场、景区和各类餐饮单位。2全电厨房常见产品（1）电蒸柜。电蒸柜主要用来加工主食、海鲜等食物，适用于大型饭店、食堂以及食品加工厂等。电蒸柜采用电磁加热或电热管加热两种方式，高温蒸汽温度可达103 ℃，热效率较高，上汽速度快，各蒸腔蒸汽独立循环，能够独立控温、独立定时，满足不同食物对温度及加热时间的要求，一般具有缺水保护、防干烧保护和防溢水保护，使用更为安全简便。电蒸柜功率范围约15~30 kW。（2）油炸炉。油炸炉主要用来加工炸鸡、油条等食物，在西餐馆、快餐店、大型食堂中比较常见，主要有电磁和电热两种加热方式。电磁加热在油箱底部加装电磁线圈，交变电流通过线圈产生磁场，磁感应线切割油箱底部金属区域，从而产生热量使油温升高。电热加热将电热管置于油箱中，电热管两端通电后发热。两种加热方式均可以比较精准地控制温度，反应灵敏、升温快，便于规范化加工操作。油炸炉功率范围约10~20 kW。（3）电烤炉。电烤炉主要用来制作烤肉、蛋挞、肉饼、海鲜等食物，主要采用电热加热方式，升温快、效率高，有封闭式和敞开式两种常见类型。电烤炉功率范围约5~15 kW。（4）电炒锅。电炒锅主要用来炒菜、焖煮、煨汤等，加热方式包括电热式和电磁式。电炒锅火力强劲，加热均匀，调节方便，与给排水、抽油烟等功能实现一体化设计。智能款电炒锅还能模仿明火特性，烹饪过程与传统火灶相似。功率范围约15~40 kW。（5）煮汤炉。煮汤炉主要用来煮菜、熬汤、烧热水等，以电磁加热为主，升温速度快，火力均匀强劲，分为单孔、双孔和多孔等类型。功率范围约5~15 kW。3全电厨房用电安全监测方案全电厨房使用电作为能源，克服了传统燃气供能方式难以实时监测和信息采集的不足。加装智能终端模块能够对电压、电流、功率、电量、电能质量以及故障信息进行监测，并实现自动控制和继电保护，通过多类型的通信方式实现相关运行信息的互联，继而开展更多的业务扩展和增值服务。全电厨房的用电安全是其能够快速发展的基石。全电厨房业务建设人员和用户也希望能够更清晰地掌握厨房的用电情况，因此需要开发一种技术先进、功能齐全、安全可靠、成本较低的用电安全监视与管理系统。3.1全电厨房主回路接线方式全电厨房用电功率较大，一般采用金属外壳，主回路应采用三相五线制，即0.4 kV电压等级TN-S供电方式，将零线(N)和保护线(PE)严格分开，并在进线侧并网点处加装带电动操作装置的配电断路器，配置符合相关技术规范的配电箱，各个厨具设备电源应经带漏电保护器的空气开关分别引出。根据用电设备额定功率选择线径，厨具机壳接地，保障操作人员的用电安全。3.2全电厨房就地监测全电厨房就地监测选用一款组合式电气火灾监控探测器，该产品是集剩余电流、温度和多种电量参数测量于一体的高精度组合式探测器，能够实现对剩余电流、温度和多种电量参数的实时报警与保护[5-7]。该探测器可靠性强、稳定度高、产品成熟。组合式电气火灾监控探测器技术参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.029.T001表1组合式电气火灾监控探测器技术参数项目备注信号输入剩余电流1路，10~1 000 mA，精度1%。温度4路，-10~150 ℃，误差±2 ℃。电压额定值AC 400 V，电压信号直接引入。过载持续：1.2倍；瞬时：2倍(1 min)电流额定值AC 1 A、AC 5 A，从电流互感器引入。过载持续：1.2倍；瞬时：10倍(3 s)频率45~65 Hz实时测量电压、电流、频率、剩余电流、温度；分相及总有功/无功/视在功率、功率因数；双向有功电能、四象限无功电能；电压/电流总谐波畸变率，2-31次分次电压/电流谐波。开关量输入2路无源干接点，用来反馈断路器分合状态。开关量输出1路，触电容量AC 220V 5A或DC 30V 5A，用来跳开断路器。通信接口1路RS485通信接口，标准Modbus-RTU协议。1路消防二总线接口，用来与消防系统联动。工作电源80~270 V AC/DC，从断路器上端口取电。显示方式LCD显示屏报警方式声光报警，支持保持、消音、复位操作。安装方式嵌入式屏装组合式电气火灾监控探测器可安装于配电箱柜门之上，分别接入三相电压、三相电流、剩余电流、温度、分合闸状态信号，实时监测设备用电状态。通过监测工作电压、负荷电流、剩余电流、用电功率、环境温度等信息，判断过压、欠压、缺相、过载、漏电、火灾、谐波超标等故障或异常状况，并及时发出告警信息或跳开断路器。通过RS485接口与4G/5G无线通信终端实现信息交互，并通过终端将相关信息经互联网远程接入集中监管中心。通过消防二总线与商场大楼等上一级消防系统联动[8]，与烟感、喷淋、报警等其他相关消防设备连为统一整体系统，探测器接收到消防联动信号时，会自动控制全电厨房总断路器跳闸。全电厨房内出现消防安全告警时，能够将告警信息发送到消防系统。测温探头可以放在全电厨具柜体内部，或其他需要监测温度的位置，用来监测厨房消防安全。温度出现异常时，探测器会及时发出告警信号或跳开断路器。考虑到全电厨房内会有单相用电器，应将中线(N)穿过剩余电流互感器。所有电器金属外壳均应可靠接地。全电厨房就地监测电气原理如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.029.F001图1全电厨房就地监测电气原理3.3集中监管中心建设集中监管中心，部署全电厨房用电安全监测及管理平台主站系统，接入位于不同位置的4G/5G无线通信终端转发的全电厨房运行数据，开展全电厨房设备状态监测、隐患诊断及预防、故障溯源评估、用电分析、电能质量分析、负荷预测、安全档案管理、设备代维等业务，提升服务能力水平。主站系统由服务器、工作站、防火墙、隔离装置、对时设备等构成，通过固定IP接入公共互联网，采集全电厨房实时运行数据，用户通过手机应用根据相应权限查看相关信息[9-10]。全电厨房用电安全监测及管理平台主站架构如图2所示。实际应用时可以根据应用规模增减设备数量，也可以根据实际需求将主站部署在云端[11-12]，或租用公有云建设主站，应用云计算技术对全电厨房业务进行保驾护航。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.029.F002图2全电厨房用电安全监测及管理平台主站架构4结语从节能减排、高效环保和消防安全层面分析，餐饮行业推进电能替代具有较大的可行性。全电厨房应重点关注用电安全。文中提出全电厨房用电安全监管系统设计方法，包括就地监测、通信网络和集中监管三个层级，具有成本低、功能全、可靠性强、兼容性好的特点，在主站平台上可以拓展更多的应用功能，增值服务潜力大。通过打造产业集群、建立全电厨具企业联盟、规范产品标准等途径，有效降低初装建设费用和后期返修率；研究制定全电厨房安全生产标准，尽快出台对建设全电厨房的增量和存量餐饮企业的扶持文件，保障餐饮行业安全绿色发展。