大學公寓安全用電管理系統的架構與功能

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——學生公寓安全用電管理系統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

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生了革命性的變化。電腦、閉路電視、電熱水器等電器產品也進入了學生宿舍，傳統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”，以下本系統的構成和主要的功能介紹如下：

一、 系統構成

下圖I 為系統的硬件結構框圖。

1、系統中的DFE 電能表是我們專門開發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。當系統管理微機(PC機)與小區較近時，用戶電能表可通過RS—232／485 轉換器直接和系統管理微機相聯結，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)利用電hua網進行撥號通訊。

3、系統對PC機要求：

CPU：奔騰166MHz 或以上。

操作系統：MS-windows 98/2000/NT/XP

內存：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、系統功能

2.1、電表參數設定

(1)可通過表內的撥碼開關設定小區號(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)且可根據用戶的要求進行調整。

(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)，此值根據用戶的要求可進行調整。

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

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。由于學生宿舍調整頻繁，一般一年需調整一次，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(電表為倒計數顯示的電表)，對正計數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。

(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。

(5)通過計算機查詢每戶當前的用電狀態及斷電的原因( 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，(斷電次數和間隔時間可調)，若超負荷或超功率因數的故障不解除，則終止送電。

2.5、電表的顯示功能

本系統中DFE電能表的面板上有10個LED數碼管和一個表示電表有無脈沖輸出的紅色發光二極管以及一個紅外收發二極管的顯示窗口，如圖II 所示。顯示功能如下：

( 1 ) 上電后循環顯示：“出廠年月”、“小區號”、“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。左下角兩位是小區號，圖中顯示的是一號小區。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，圖中顯示剩余電量13521.9度(若是正計數的電表則顯示出實際用電數) 。

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)脈沖狀態顯示：圖Ⅱ和圖Ⅲ中紅色發光二極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(可以調整)時，圖Ⅲ(b)中相應的所有的數碼管將產生閃爍，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：文章前面已經介紹過上述參數可通過遠程微機進行讀取。利用的“現場調試儀”通過鍵盤操作，也可在現場電表顯示窗內顯示出上述參數(此功能主要為現場校表用)。

三、安科瑞宿舍預付費系統

3.1 系統結構

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zhan和集中抄表軟件為主，包括服務器，通訊管理機在內的集成系統。針對高校宿舍這一特殊應用場合研發，主要實現電能監控、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：系統支持對宿舍進行批量設置，批量初始化、批量下發基礎電量、批量設置負控、批量設置時控等，方便學校進行統一管理。

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

基礎電費：可以設置每月給學生下發的免費輔助電費，覆蓋式下發，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、學校微xin公眾號進行自助充值。

遠程集中抄表：抄表信息通過網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 系統設備選型

四、結束語

“學生公寓用電安全管理系統”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，而專門設計開發的用電管理系統。目前全國注冊的高校已達600 多所，高校的擴建、新校區建立還在進行，“學生公寓用電安全管理系統”的市場前景美好，尤其是此系統用于舊樓供電系統的改造，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[J].技術交流 ,2004(2):50-51.

[2]安科瑞高校宿舍預付費電控系統.2019.11版