大學公寓安全用電管理系統(tǒng)的架構與功能

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘 要： 高校學生公寓用電商品化已勢在必行。本文在論述高校學生公寓用電特點的基礎上，詳細介紹了一種非常適合高校學生公寓用電的管理系統(tǒng)——學生公寓安全用電管理系統(tǒng)的功能及其應用前景。

關鍵詞：學生公寓；惡性負載識別；預付費；安全用電；預付費；管理系統(tǒng)

高校學生在校生活，四點一線，教室、食堂、宿舍、操場，而學生在宿舍的活動(包括睡眠)時間相對較多。社會在進步，科學在發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，當今高校學生宿舍的用電狀況也發(fā)生了革命性的變化。電腦、閉路電視、電熱水器等電器產(chǎn)品也進入了學生宿舍，傳統(tǒng)的對學生宿舍采取限電流、定時斷、送電的供電方式已不適應，而電費再從學費中平均收取也不合理，高校學生宿舍用電商品化已勢在必行。

更值得提及的是被稱之為惡性負載的電爐、電褥子、床頭燈等也被帶進了宿舍，這給宿舍的安全帶來了很大的隱患。

針對上述問題，我們研制了一套非常適應高校宿舍使用的“學生公寓安全用電管理系統(tǒng)”，以下就本系統(tǒng)的構成和主要的功能介紹如下：

一、 系統(tǒng)構成

下圖I 為系統(tǒng)的硬件結構框圖。

1、系統(tǒng)中的DFE 電能表是我們專門開發(fā)的帶惡性負載識別的集中式多用戶（上限24戶）電能表 。

2 、系統(tǒng)采用結構簡單、成本低、對布線要求不高的RS—485總線進行組網(wǎng)。當系統(tǒng)管理微機(PC機)與小區(qū)較近時，用戶電能表可通過RS—232／485 轉(zhuǎn)換器直接和系統(tǒng)管理微機相聯(lián)結，必要時可加信號中繼器。距離較遠時可通過通訊控制器(通訊機)利用網(wǎng)進行撥號通訊。

3、系統(tǒng)對PC機要求：

CPU：奔騰166MHz 或以上。

操作系統(tǒng)：MS-windows 98/2000/NT/XP

內(nèi)存：下限32MB

硬盤：至少有30MB 的可用空間

顯示器：分辨率不低于800 ×600

二、系統(tǒng)功能

2.1、電表參數(shù)設定

(1)可通過表內(nèi)的撥碼開關設定小區(qū)號(或樓號)和電表的表號(由廠家設定)。

(2)可通過計算機設置電表的戶號(或房間號)。

(3)可通過計算機設定負載的限定功率(或電流)且可根據(jù)用戶的要求進行調(diào)整。

(4)可通過計算機設定惡性負載的啟動功率(即識別惡性負載的啟動功率)，此值根據(jù)用戶的要求可進行調(diào)整。

(5)可通過計算機設定惡性負載(即功率因數(shù))的限定值，此值根據(jù)用戶情況可進行調(diào)整。

2.2、電量設定和售電功能(預付費)

(1)可通過計算機或售電器對電表進行單戶預置電量，操作后，預置電量替換原電表電量。

(2)通過計算機對電表進行單戶減少電量，操作后電表顯示其差值。由于學生宿舍調(diào)整頻繁，一般一年需調(diào)整一次，有的學校還給學生提供一定的免費用電量，上述兩項功能正為此而設置。

(3)可通過計算機或售電機進行單戶售電，操作后電表顯示電量在原電量基礎上累加

(4)通過計算機或售電機對電表進行整表售電，操作后電表顯示電量在原顯示值上累加。以上功能可*取代IC 卡電表，其功能不僅強于 I C 卡表，且投資低，管理方便可靠。

2.3、遠程抄表功能

(1)通過計算機讀取電表每戶的戶號。

(2)通過計算機讀取電表每戶的剩余電量(電表為倒計數(shù)顯示的電表)，對正計數(shù)的電表讀取的是實際用電量。

(3)通過計算機讀取電表的限定功率、惡性負載的啟動功率、惡性負載的限定值以及惡性負載超限后，斷送電的次數(shù)。

(4)通過計算機讀取電表上所有用戶當前的電流、電壓、功率和功率因素等參數(shù)。

(5)通過計算機查詢每戶當前的用電狀態(tài)及斷電的原因( 超負荷、購電量用完、超惡性負載限定值) 。

2.4、遠程控制及報警功能

(1)通過計算機進行整表強行斷、送電。

(2)通過計算機進行單戶強行斷、送電。

(3)通過計算機進行整表電量清零。

(4)超負荷(功率)或超惡性負載限定值或購電量用完皆能自動斷電。其中超負荷或超惡性負載限定值而引起的斷電，電表可間隔自動斷、送電N 次，(斷電次數(shù)和間隔時間可調(diào))，若超負荷或超功率因數(shù)的故障不解除，則終止送電。

2.5、電表的顯示功能

本系統(tǒng)中DFE電能表的面板上有10個LED數(shù)碼管和一個表示電表有無脈沖輸出的紅色發(fā)光二管以及一個紅外收發(fā)二管的顯示窗口，如圖II 所示。顯示功能如下：

( 1 ) 上電后循環(huán)顯示：“出廠年月”、“小區(qū)號”、“表號”[ 如圖Ⅲ( a ) 所示] ，“戶號”、“剩余電量”[如圖Ⅲ( b )所示] 。

(a)顯示出廠年月、小區(qū)號、表號 (a)顯示戶號、剩余電量注 ：

①圖Ⅲ(a)中：上面四位顯示出廠年月，圖中顯示的是03 年7 月。左下角兩位是小區(qū)號，圖中顯示的是一號小區(qū)。右下角叁位顯示表號，圖中顯示的表號為105 號。

②圖Ⅲ(b)中：上面四位顯示戶號，圖中顯示的是第4戶。下面六位顯示剩余電量數(shù)，圖中顯示剩余電量13521.9度(若是正計數(shù)的電表則顯示出實際用電數(shù)) 。

③上電后首先顯示圖Ⅲ(a)，然后顯示Ⅲ(b)，當所有用戶及其電量輪流顯示完成后，再進入Ⅲ(a)顯示，24 小時不斷。

(2)脈沖狀態(tài)顯示：圖Ⅱ和圖Ⅲ中紅色發(fā)光二管閃爍表示有脈沖輸出，即代表相應用戶的電表計量正常。

(3)購電提示顯示：當某戶的剩余電量減少到給定值(可以調(diào)整)時，圖Ⅲ(b)中相應的所有的數(shù)碼管將產(chǎn)生閃爍，提醒用戶購電。

（4）電流、電壓、功率、惡性負載值、通斷電狀況顯示及其斷電原因查詢：文章前面已經(jīng)介紹過上述參數(shù)可通過遠程微機進行讀取。利用的“現(xiàn)場調(diào)試儀”通過鍵盤操作，也可在現(xiàn)場電表顯示窗內(nèi)顯示出上述參數(shù)(此功能主要為現(xiàn)場校表用)。

三、安科瑞宿舍預付費系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)結構

AcrelCloud-3100整合高校需求，在原有預付費基礎上增加了宿舍電能管理所需的各種功能，解決了高校宿舍電能管理問題。

3.2  系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3100學生宿舍版預付費云平臺是與ADM130（一進三出）或ADF300L（多回路計量箱）預付費電能表配套的云平臺。它是以電能管理網(wǎng)站和集中抄表軟件為主，包括服務器，通訊管理機在內(nèi)的集成系統(tǒng)。針對高校宿舍這一特殊應用場合研發(fā)，主要實現(xiàn)電能監(jiān)控、時間管理、惡性負載管理、預付費管理等在高校宿舍中存在的特殊需求。

批量操作：系統(tǒng)支持對宿舍進行批量設置，批量初始化、批量下發(fā)基礎電量、批量設置負控、批量設置時控等，方便學校進行統(tǒng)一管理。

惡性負載自動識別控制：對不允許使用的發(fā)熱電器（如電爐、熱得快、電熱杯等）實施自動識別控制，發(fā)現(xiàn)這些發(fā)熱電器自動斷電。惡性負載暫停時間和次數(shù)可通過軟件設定。 

基礎電費：可以設置每月給學生下發(fā)的免費輔助電費，覆蓋式下發(fā)，不累計。

時間控制功能：支持8個時段設置宿舍供電斷電，方便管理學生宿舍作息 。

遠程售電：操作員可以通過后臺給宿舍進行電費充值，學生也可以通過學習一卡通、學校公眾號進行自助充值。

遠程集中抄表：抄表信息通過網(wǎng)關實時上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表 。

遠程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理 。

對接一卡通支付：系統(tǒng)支持中間庫，接口等方式對接學校一卡通，方便學生自助購電 。

一進三出：ADM130電表支持三回路輸出，各回路單獨分合閘、惡性負載、時控等設置。

3.3 系統(tǒng)設備選型

四、結束語

“學生公寓用電安全管理系統(tǒng)”是針對當前高校學塵公寓用電特點，及其亟待解決的安全問題，而專門設計開發(fā)的用電管理系統(tǒng)。目前全國注冊的高校已達600 多所，高校的擴建、新校區(qū)建立還在進行，“學生公寓用電安全管理系統(tǒng)”的市場前景美好，尤其是此系統(tǒng)用于舊樓供電系統(tǒng)的改造，基本不改變原有的布線方式，投資低，市場前景更加可觀。此外，此系統(tǒng)也可用于相關的單身宿舍樓的用電管理。

參考文獻

[1]黃鶴松，公茂法，湯元信.學生公寓安全用電管理系統(tǒng)[J].技術交流 ,2004(2):50-51.

[2]安科瑞高校宿舍預付費電控系統(tǒng).2019.11版