摘要:針對目前學(xué)生宿舍用電的實(shí)際情況制定了一套集監測、管理、報警、控制等多功能于一體的安全管理解決方案,該方案適合于各種學(xué)生宿舍及公寓,尤其是高等院校,具有智能、安全、高效等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:宿舍用電;安全;管理;監測
0 引言
高校學(xué)生宿舍的用電管理問(wèn)題,一直是擺在高校學(xué)生宿舍管理者面前的一道難題。傳統的以手工操作為主的學(xué)生宿舍用電管理方式,信息反饋慢,工作效率低,管理質(zhì)量差,這種落后的管理方式與時(shí)代的步伐已經(jīng)格格不入,對學(xué)生宿舍用電實(shí)行智能化、信息化管理是加強后勤管理建設,提高服務(wù)意識的必然要求。宿舍私自使用電取暖等大負載,較長(cháng)時(shí)間的過(guò)負載運行,若不及時(shí)發(fā)現和有效防范,威脅著(zhù)低壓配電網(wǎng)和電力設備的安全,對學(xué)生生命財產(chǎn)安全造成威脅,甚至直接引起重大事故發(fā)生。為此,特別根據學(xué)生宿舍的特點(diǎn),制定了一種智能化學(xué)生宿舍用電管理方案。
1 系統要求
(1)要求具有智能識別惡性用電的功能通過(guò)他對學(xué)生用電進(jìn)行24h監控,杜絕學(xué)生使用電熱器、熱得快等違章電器現象,同時(shí)又不影響學(xué)生正常照明和電腦的使用,從而避免火災隱患和惡性事故的發(fā)生。
(2)工作效率要高使用智能用電管理系統代替傳統的手工操作,錯誤率低,效率高。
(3)要對學(xué)生宿舍用電情況一目了然系統應具有精確的計量、運算和查詢(xún)功能,能夠及時(shí)、準確地反映學(xué)生宿舍的用電量,對用電量過(guò)高、過(guò)低或無(wú)用電量的宿舍,可及時(shí)通知管理人員進(jìn)行調查,及時(shí)堵塞漏洞。這樣學(xué)生從公布的電費收取表中就可以清楚地了解本宿舍的用電情。
(4)要有良好的收益采用電腦計量電費,促使學(xué)生們養成隨手關(guān)燈、節約用電的好習慣,每月學(xué)校供應學(xué)生正常照明的用電量,超過(guò)部分按量計費,以節省開(kāi)支。
2設計方案
假設某大學(xué)有10棟學(xué)生宿舍,每棟6層,每層50間房,每個(gè)房間需1只電表。每棟樓計300只電表,共計3000只。每棟樓設一個(gè)用電管理室,學(xué)校設一個(gè)管理主站。
2.1基本配置
每棟宿舍的每層樓配備2臺計量采集箱,共計120臺。每臺計量采集箱配25只電表、2臺16路采集器、3臺8路(加1路)控制器、25只脈沖轉換器、25只過(guò)負載識別器。每棟宿舍設置12臺計量采集箱,在用電管理室設置。
1臺壁掛式用電集中管理器
2.2系統結構
圖1為學(xué)生宿舍用電管理系統結構圖,系統由120臺計量采集箱、10臺集中管理器、1套管理主站組成。計量采集箱與集中管理器通信采用低壓電力載波或工業(yè)級RS485總線(xiàn),集中管理器與管理主站采用工業(yè)級RS485總線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)數據傳輸。
2.3設備功能及指標
(1)脈沖轉換器解決計量脈沖與電能表計量數據不同源不同步問(wèn)題,保障抄表數據準確、可靠
(2)過(guò)載識別器其作用是識別用電用戶(hù)的負載情況,當過(guò)載時(shí)輸岀報警電平信號,通過(guò)采集器把此報警信號傳給用電集中管理器發(fā)出聲光報警。
(3)智能采集器采用以TR9810為核心的超大規模集成電路芯片,并應用上先進(jìn)技術(shù)二次合成厚膜混合電路模塊,集成獨立的CPU單元和數據處理單元,即使通信線(xiàn)路有故障或斷電也不會(huì )引起數據丟失。采集器內部有可靠的電源檢測電路、看門(mén)狗電路、數據存儲保護電路.具有保險過(guò)載、斷電自恢復能力和防雷電、過(guò)電壓措施,并在程序上實(shí)現了數據備份、校驗處理、數據塊保護處理及指令冗余等抗干擾措施,使整個(gè)系統抗干擾能力強、穩定可靠。
圖 1 學(xué)生宿舍用電管理系統結構圖
(4)控制器執行用電集中管理器發(fā)來(lái)的指令,接通或斷開(kāi)對應房間的電源。關(guān)鍵部件選用新型的大電流電觸點(diǎn)的磁保持繼電器,平時(shí)不帶電、不發(fā)熱、無(wú)噪音,不消耗電能,不易發(fā)生電源故障。
(5)斷路器為5A小電流過(guò)流自動(dòng)跳閘式小型空氣開(kāi)關(guān),便于用戶(hù)檢修電路及作為用電保險之用。
(6)用電集中管理器為一棟樓的*控制單元,結構上采用新一代ALLONE工業(yè)級計算機,集成了CPU、內存、電子盤(pán)、RS232接口、RS485接口,以及防止程序鎖死的看門(mén)狗實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制芯片,且具有過(guò)載、斷電自恢復能力和防雷電、過(guò)電壓措施。在程序上實(shí)現了數據備份、校驗處理、數據塊保護處理及指令冗余等抗干擾措施,使其可靠性大為提高,*系統運行的要求,同時(shí)采用了通信模塊,增強了線(xiàn)路傳輸的抗干擾能力,即使在強電場(chǎng)干擾的運行環(huán)境中仍然具有很強的通信能力。
用電集中管理器為壁掛式小型裝置,面板采用LCD或LED顯示,字體碩大,顯示清晰明亮。面板設置有小型數字鍵盤(pán)、報警指示及蜂鳴器,當有過(guò)載時(shí)自動(dòng)顯示房間號并閃光,音響告警,當同時(shí)有兩個(gè)以上的房間過(guò)載時(shí),巡回顯示房間號,只有管理員手動(dòng)解除報警按鈕時(shí),音響停止,但閃光不斷。查詢(xún)時(shí)只需輸入房間號碼,可同時(shí)顯示該房間的“新購電量”、“用電量”“剩余電量”數據。
(7)用電管理主站和軟件包由應用軟件和數據庫等組成收費和控制系統。主站可以按照設定的項目和各集中管理器交換數據,可以打印月、日報表和計費發(fā)票,耗損平衡和分析管理,并生成數據交給其他應用系統。其主要功能特點(diǎn)如下：
?、佘浖脚_:中文版 window s98/2000
?、谕晟频倪h端參數設置和管理功能,可遠程設置和管理所有的采集器、集中管理器參數。
?、哿己玫臄祿旖涌谠O計,便于網(wǎng)絡(luò )共享和數據查詢(xún)
?、芏喾N計費方式和類(lèi)型,多種表格輸出。
?、菘啥〞r(shí)自動(dòng)或手動(dòng)抄收各電表數據,存儲過(guò)載歷史資料
?、蘅煞治鋈蘸驮仑摵捎嬃壳€(xiàn)。
?、呔哂杏脩?hù)口令保護,多級操作管理,高度安全保密能力
?、喙芾碥浖形娘@示,菜單驅動(dòng)
3系統功能
針對目前高校學(xué)生宿舍用電的特點(diǎn),系統設計時(shí)具備如下功能:
(1)自動(dòng)統一校準時(shí)間:自動(dòng)抄收電表讀數。
(2)自動(dòng)凍結數據,精確計算損耗
(3)集中管理器準確及時(shí)地發(fā)現過(guò)載,自動(dòng)聲光
(4)集中管理器可查詢(xún)顯示房間的“新購電量”“用電量”、“剩余電量”數據。
(5)集中管理器可手動(dòng)或自動(dòng)關(guān)斷、閉合房間電源。
(6)管理主站可自動(dòng)和集中器交換數據,也會(huì )把用戶(hù)新購電量數據傳送給集中管理器
(7)管理主站可查詢(xún)用戶(hù)詳細用電資料(包括當月每日用電量和違章用電記錄)。
(8)管理主站可自動(dòng)生成并打印報表、票據單據。
(9)系統故障自動(dòng)診斷、自動(dòng)記錄和自動(dòng)報警功能
(10)可采用學(xué)生飯卡購電。
4 安科瑞高校宿舍預付費管理云平臺介紹
AcreICloud-3100高校宿舍預付費電控系統為切合高校管理要求,充分體現“一切管理為學(xué)生服務(wù)”的思想,集電能計、收費管理、用電過(guò)程管理等功能于一體,具備遠程實(shí)時(shí)抄表計量、控制學(xué)生作息、惡性負載識別預警、校園一卡通自助繳費、查詢(xún)、打印用能報表等功能,創(chuàng )建節約校園、安全校園,方便校方進(jìn)行一體化、信息化管理,并支持和智慧校園系統的數據對接。
宿舍預付費管理云平臺結構
4.1 平臺主要功能
◆售電操作
操作人員通過(guò)后臺進(jìn)行宿舍開(kāi)戶(hù)、水電充值、轉戶(hù)、結算、銷(xiāo)戶(hù)等操作,學(xué)生可以通過(guò)一卡通等進(jìn)行自助充值。
◆電表批量操作
提供批量斷電復電、基礎電量下發(fā)、電價(jià)設置、付費模式、強制控制、定時(shí)通斷、清零、空調復位等操作。
◆三回路獨立控制
可分空調、插座、照明三路獨立電源配電,兩路電源的供電保護、供電控制、供電時(shí)間相互獨立。
◆時(shí)間控制
可根據學(xué)校實(shí)際要求,進(jìn)行生效日期設置、節假日設置、通斷設置和備注,并對已經(jīng)設置的進(jìn)行篩選查看。
◆遠程實(shí)時(shí)抄表計量功能
系統可以遠程實(shí)時(shí)讀取電能數據,電能數據通過(guò)數據網(wǎng)關(guān)上傳至系統數據服務(wù)器。
◆惡性負載實(shí)時(shí)監控識別預警控制
系統具備惡性負載識別功能,自動(dòng)識別學(xué)院規定禁止使用的各類(lèi)惡性負載(如熱得快、電吹毯、暖手煲等),并自動(dòng)自動(dòng)斷電,保護宿舍用電安全。
◆自動(dòng)恢復供電功能
超負荷斷電或使用惡性負載自動(dòng)斷電后可自動(dòng)恢復供電,自動(dòng)供電時(shí)間可設。管理者可設定自動(dòng)供電的次數,超過(guò)設定次數后系統不能再自動(dòng)供電,需找管理員查明斷電原因后,由供電管理人員手動(dòng)恢復供電。
◆分戶(hù)計費管理
可以進(jìn)行免費基礎電量設置、預購電量、無(wú)費關(guān)斷、用電情況查詢(xún)、退費管理、支持中途更換操作員、打印報表等。
◆白名單管理
該功能用于維護電器白名單信息,系統支持學(xué)習功能,自帶不低于30類(lèi)學(xué)校常用電器使用特征的數據庫。不在特征數據庫的電器可以通過(guò)現場(chǎng)學(xué)習進(jìn)入數據庫,從而區分惡性負載及白名單負載。
◆夜間小電流
可以設置宿舍夜間小電流的使用,僅能供手機充電或夜燈使用。
◆APP查詢(xún)功能
學(xué)生可以用手機在一卡通平臺上,進(jìn)行用電充值、查詢(xún)用電情況。平臺具有用戶(hù)剩余電量提醒功能。
4.2 產(chǎn)品選型
單相預付費電能表ADM130
主要功能
電氣特性
控制功能
1、預付費管理控制
支持預付費功能?？稍O置基礎金額,供免費使用;可對剩余金額進(jìn)行四級報警:余額不足報警(一級)、預跳閘報警(二級)、欠費報警(三級)、達到賒欠上限(四級)報警。每級報警都會(huì )導致電表背光常亮,預跳閘報警跳閘方式可設置為不跳閘、跳閘后自動(dòng)合閘以及跳閘后不合閘等,跳閘后可通過(guò)按鍵自行合閘,達到賒欠上限后電表跳閘,此時(shí)只有繳費后才能繼續合閘使用。
2、時(shí)間管理控制
支持時(shí)間管理控制。L1、L2、L3可分別設置為工作日和節假日模式,每天多可設置8個(gè)時(shí)間段,每個(gè)時(shí)間段可分別設置為合閘狀態(tài)或夜間模式,合閘時(shí)間段內電表保持合閘,夜間時(shí)間段內,支路功率若大于夜間允許功率上限便跳閘。
3、負載管理控制
支持豐富的負載管理控制,具體工作功能如:電流上限限制:限制支路大電流,支路電流超過(guò)設定值時(shí),支路跳閘;負載總功率限制:限制支路大用電功率,支路功率超過(guò)設定值時(shí),支路跳閘;夜間功率限制:需要與時(shí)間管理控制共同使用,在夜間模式下,支路電流超過(guò)設定值,支路跳閘。
惡性負載識別：限制支路接入未定義的惡性負載,當支路接入未經(jīng)允許的惡性負載時(shí),支路跳閘;負載白名單識別:允許已定義的具有惡性負載特征的負載正常使用(如飲水機等);
空調模式:空調模式下,電表持續檢測空調微弱待機電流,一但存在拔斷空調插座的動(dòng)作,電表便跳閘,且只能通過(guò)管理人員進(jìn)行合閘送電。
允許除空調模式以外的跳閘動(dòng)作自動(dòng)合閘。允許次數,跳閘等待時(shí)間可設置。
◆安裝外形
6 結束語(yǔ)
安科瑞宿舍用電安全管理方案設計的系統，采用新技術(shù)、新產(chǎn)品,依據國家《電能計量法》、《電力低壓用電用戶(hù)電能表集中抄表系統技術(shù)規范》、《自動(dòng)抄表系統國家標準報批稿》等法規,計量方式合法,系統結構附合《國標》,抄收數據準確、監控方式可靠,管理模式合情合理,為高等院校學(xué)生宿舍的電能計量、用電管理現代化提供了技術(shù)手段,使學(xué)生有一個(gè)安全、舒適的學(xué)習生活、休息的空間。
【參考文獻】
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