大学公寓安全用电管理系统的架构与功能
2020-07-10 09:29:52 来源：安科瑞电子商务
关键词：学生公寓；恶性负载识别；预付费；安全用电；预付费；管理系统
高校学生在校生活，四点一线，教室、食堂、宿舍、操场，而学生在宿舍的活动(包括睡眠)时间相对较多。社会在进步，科学在发展，随着人们生活水平的提高，当今高校学生宿舍的用电状况也发生了革命性的变化。电脑、闭路电视、电热水器等电器产品也进入了学生宿舍，传统的对学生宿舍采取限电流、定时断、送电的供电方式已不适应，而电费再从学费中平均收取也不合理，高校学生宿舍用电商品化已势在必行。
更值得提及的是被称之为恶性负载的电炉、电褥子、床头灯等也被带进了宿舍，这给宿舍的安全带来了很大的隐患。
针对上述问题，我们研制了一套非常适应高校宿舍使用的“学生公寓安全用电管理系统”，以下就本系统的构成和主要的功能介绍如下：
一、 系统构成
下图I 为系统的硬件结构框图。
1、系统中的DFE 电能表是我们专门开发的带恶性负载识别的集中式多用户（上限24户）电能表 。
2 、系统采用结构简单、成本低、对布线要求不高的RS—485总线进行组网。当系统管理微机(PC机)与小区较近时，用户电能表可通过RS—232／485 转换器直接和系统管理微机相联结，必要时可加信号中继器。距离较远时可通过通讯控制器(通讯机)利用电话网进行拨号通讯。
3、系统对PC机要求：
CPU：奔腾166MHz 或以上。
操作系统：MS-windows 98/2000/NT/XP
内存：下限32MB
硬盘：至少有30MB 的可用空间
显示器：分辨率不低于800 ×600
二、系统功能
2.1、电表参数设定
(1)可通过表内的拨码开关设定小区号(或楼号)和电表的表号(由厂家设定)。
(2)可通过计算机设置电表的户号(或房间号)。
(3)可通过计算机设定负载的限定功率(或电流)且可根据用户的要求进行调整。
(4)可通过计算机设定恶性负载的启动功率(即识别恶性负载的启动功率)，此值根据用户的要求可进行调整。
(5)可通过计算机设定恶性负载(即功率因数)的限定值，此值根据用户情况可进行调整。
2.2、电量设定和售电功能(预付费)
(1)可通过计算机或售电器对电表进行单户预置电量，操作后，预置电量替换原电表电量。
(2)通过计算机对电表进行单户减少电量，操作后电表显示其差值。由于学生宿舍调整频繁，一般一年需调整一次，有的学校还给学生提供一定的免费用电量，上述两项功能正为此而设置。
(3)可通过计算机或售电机进行单户售电，操作后电表显示电量在原电量基础上累加
(4)通过计算机或售电机对电表进行整表售电，操作后电表显示电量在原显示值上累加。以上功能可完全取代IC 卡电表，其功能不仅强于 I C 卡表，且投资低，管理方便可靠。
2.3、远程抄表功能
(1)通过计算机读取电表每户的户号。
(2)通过计算机读取电表每户的剩余电量(电表为倒计数显示的电表)，对正计数的电表读取的是实际用电量。
(3)通过计算机读取电表的限定功率、恶性负载的启动功率、恶性负载的限定值以及恶性负载超限后，断送电的次数。
(4)通过计算机读取电表上所有用户当前的电流、电压、功率和功率因素等参数。
(5)通过计算机查询每户当前的用电状态及断电的原因( 超负荷、购电量用完、超恶性负载限定值) 。
2.4、远程控制及报警功能
(1)通过计算机进行整表强行断、送电。
(2)通过计算机进行单户强行断、送电。
(3)通过计算机进行整表电量清零。
(4)超负荷(功率)或超恶性负载限定值或购电量用完皆能自动断电。其中超负荷或超恶性负载限定值而引起的断电，电表可间隔自动断、送电N 次，(断电次数和间隔时间可调)，若超负荷或超功率因数的故障不解除，则终止送电。
2.5、电表的显示功能
本系统中DFE电能表的面板上有10个LED数码管和一个表示电表有无脉冲输出的红色发光二极管以及一个红外收发二极管的显示窗口，如图II 所示。显示功能如下：
( 1 ) 上电后循环显示：“出厂年月”、“小区号”、“表号”[ 如图Ⅲ( a ) 所示] ，“户号”、“剩余电量”[如图Ⅲ( b )所示] 。
(a)显示出厂年月、小区号、表号 (a)显示户号、剩余电量注 ：
①图Ⅲ(a)中：上面四位显示出厂年月，图中显示的是03 年7 月。左下角两位是小区号，图中显示的是一号小区。右下角叁位显示表号，图中显示的表号为105 号。
②图Ⅲ(b)中：上面四位显示户号，图中显示的是第4户。下面六位显示剩余电量数，图中显示剩余电量13521.9度(若是正计数的电表则显示出实际用电数) 。
③上电后首先显示图Ⅲ(a)，然后显示Ⅲ(b)，当所有用户及其电量轮流显示完成后，再进入Ⅲ(a)显示，24 小时不断。
(2)脉冲状态显示：图Ⅱ和图Ⅲ中红色发光二极管闪烁表示有脉冲输出，即代表相应用户的电表计量正常。
(3)购电提示显示：当某户的剩余电量减少到给定值(可以调整)时，图Ⅲ(b)中相应的所有的数码管将产生闪烁，提醒用户购电。
（4）电流、电压、功率、恶性负载值、通断电状况显示及其断电原因查询：文章前面已经介绍过上述参数可通过远程微机进行读取。利用专用的“现场调试仪”通过键盘操作，也可在现场电表显示窗内显示出上述参数(此功能主要为现场校表用)。
三、安科瑞宿舍预付费系统
3.1 系统结构
AcrelCloud-3100整合高校需求，在原有预付费基础上增加了宿舍电能管理所需的各种功能，解决了高校宿舍电能管理问题。
3.2 系统功能
AcrelCloud-3100学生宿舍版预付费云平台是与ADM130（一进三出）或ADF300L（多回路计量箱）预付费电能表配套的云平台。它是以电能管理网站和集中抄表软件为主，包括服务器，通讯管理机在内的集成系统。针对高校宿舍这一特殊应用场合研发，主要实现电能监控、时间管理、恶性负载管理、预付费管理等在高校宿舍中存在的特殊需求。
批量操作：系统支持对宿舍进行批量设置，批量初始化、批量下发基础电量、批量设置负控、批量设置时控等，方便学校进行统一管理。
恶性负载自动识别控制：对不允许使用的发热电器（如电炉、热得快、电热杯等）实施自动识别控制，发现这些发热电器自动断电。恶性负载暂停时间和次数可通过软件设定。
基础电费：可以设置每月给学生下发的免费辅助电费，覆盖式下发，不累计。
时间控制功能：支持8个时段设置宿舍供电断电，方便管理学生宿舍作息 。
远程售电：操作员可以通过后台给宿舍进行电费充值，学生也可以通过学习一卡通、学校微信公众号进行自助充值。
远程集中抄表：抄表信息通过网关实时上传到云平台，快速便捷，免去人工抄表 。
远程控制：可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作，方便管理 。
对接一卡通支付：系统支持中间库，接口等方式对接学校一卡通，方便学生自助购电 。
一进三出：ADM130电表支持三回路输出，各回路单独分合闸、恶性负载、时控等设置。
3.3 系统设备选型
四、结束语
“学生公寓用电安全管理系统”是针对当前高校学尘公寓用电特点，及其亟待解决的安全问题，而专门设计开发的用电管理系统。目前全国注册的高校已达600 多所，高校的扩建、新校区建立还在进行，“学生公寓用电安全管理系统”的市场前景美好，尤其是此系统用于旧楼供电系统的改造，基本不改变原有的布线方式，投资低，市场前景更加可观。此外，此系统也可用于相关的单身宿舍楼的用电管理。
参考文献
[1]黄鹤松，公茂法，汤元信.学生公寓安全用电管理系统[J].技术交流 ,2004(2):50-51.
[2]安科瑞高校宿舍预付费电控系统.2019.11版
作者简介：王蒙蒙，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为预付费系统的研发与应用。
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