摘要：各式各樣的電器給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，但是，不安全的用電方式也給我們的生活帶來(lái)了極大的安全隱患，尤其是學(xué)生公寓安全用電管理更是學(xué)校面臨的重要任務(wù)。從安全用電角度提出了一套集用電管理、計量、惡性負載智能識別控制、實(shí)時(shí)跟蹤檢測等功能于一體的多功能智能用電管理系統。

關(guān)鍵詞:宿舍安全用電；預付費；惡性負載；智能管理

1概述

近年來(lái),為了改善和滿(mǎn)足大學(xué)生的居住條件,宿舍內的配置由過(guò)去滿(mǎn)足基本生活需求的設備,到現今設有熱水淋浴、空調、電話(huà)、電視和電腦高速網(wǎng)絡(luò )終端 ，因此,在當前學(xué)生宿舍的電氣改造或設計中,有必要在電力負荷容量確定時(shí),既要滿(mǎn)足目前的負荷要求,又要考慮今后的發(fā)展。但是學(xué)校又明令禁止學(xué)生在宿舍使用熱得快、電爐、電飯鍋、電熨斗、電磁爐、電熱杯、電水壺、暖手寶、電熱毯及其它易發(fā)生火災及觸電事故的電器，為了消除集體宿舍用電安全隱患，相關(guān)方面經(jīng)常要花費很大的人力、物力、精力去檢查宿舍是否使用了大功率用電器，但收效甚微?；谟秒姲踩?、電線(xiàn)使用壽命等因素，如何應用科學(xué)手段進(jìn)行科學(xué)管理，提出了“集用電管理、計量、惡性負載智能識別控制、實(shí)時(shí)跟蹤檢測等功能于一體的多功能智能用電管理系統”，這套系統能自動(dòng)監測到宿舍是否使用了違章電器，并且能立刻切斷宿舍電源，這樣能從根本上消除宿舍內使用禁用電器的現象，從而消除用電隱患。

2宿舍用電智能管理系統的功能

2.1惡性負載識別功能：

模塊具備惡性負載識別功能：禁止電爐、熱得快、電磁爐、微波爐、電熱毯、電吹風(fēng)機等大功率或者引起接觸火災的負載使用，同時(shí)允許1.2kW~1.5kW的空調正常使用；其技術(shù)基礎區別于傳統功率限制為主的負載識別技術(shù)，傳統負載識別技術(shù)在限制了惡性負載使用的同時(shí)，把功率大于其設定識別起始功率的空調負載也限制了。

2.2模塊靈活的管理功能：

一路輸入、二~四路輸出，可以方便的實(shí)現宿舍的管理要求，其輸出分別對應照明、插座、空調、衛生間的供電回路；通過(guò)管理系統實(shí)現分時(shí)或分季節對照明、插座、空調、衛生間的供電；比如：晚上11時(shí)統一關(guān)燈，在需要用空調的季節把電扇和空調的電源不關(guān)斷；在可能無(wú)人在宿舍的時(shí)間段統一關(guān)掉全部電源；在有衛生間的宿舍，在夜間關(guān)燈后可以統一轉讓夜間照明模式，夜間照明模式電源為直流12V；同時(shí)對于需要限制插座用電的宿舍可以單獨限制其插座的電源；不需要使用空調電扇的季節統一關(guān)掉所有的空調電源。

2.3精確計量功能：

管理中心主機通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )采集各分散式安全模塊的數據信息并進(jìn)行計算、查詢(xún)、統計、打印及參數設定，從而實(shí)現中心管理的電費計量、預售電管理及安全用電控制等；具有能累計計量支持后付費、低電量報警功能及能計量正負兩個(gè)方向的電能，雙方向能累計，有效防止偷漏電現象。

2.4軟件功能強大

可以實(shí)現遠程開(kāi)關(guān)燈管理、實(shí)時(shí)監控、模塊參數設定；支持數據庫、支持定制；可以集成水表等實(shí)現節能管理；支持校園網(wǎng)WEB查詢(xún)、權限登錄、分時(shí)段自動(dòng)控制；可實(shí)現一卡通系統自動(dòng)售電。

3宿舍用電智能管理系統的組成

宿舍用電智能管理系統應用微電子技術(shù)精確計量電量，采用專(zhuān)用大規模集成電路與最新的單片處理器及外圍芯片技術(shù)設計制造。該系統組成：宿舍智能管理模塊、數據網(wǎng)關(guān)、管理終端機、宿舍管理數據中心機、系統軟件。具有安全用電、節能管理、精確計量等功能。

3.1網(wǎng)絡(luò )組成：宿舍智能管理模塊與數據網(wǎng)關(guān)之間為RS485總線(xiàn)（MOD-BUS協(xié)議），采用雙絞屏蔽線(xiàn)穿鋼管敷設手拉手連接；數據網(wǎng)關(guān)與管理終端機等設備均為超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)以太網(wǎng)連接，放射式組網(wǎng)。

3.2模塊簡(jiǎn)介：

（1）宿舍智能管理模塊：為一路220V 20A交流電源輸入，2-4路16A開(kāi)關(guān)輸出的綜合智能管理模塊。

（2）數據網(wǎng)關(guān)：是實(shí)現RS485轉換為以太網(wǎng)傳輸的網(wǎng)絡(luò )附件。

（3）管理終端機：是宿舍管理員管理操作終端設備，設置在管理員處，具備管理員權限；可以實(shí)現開(kāi)關(guān)燈、售電、違章用電處罰等操作。還能對每間宿舍所住人員進(jìn)行管理，記錄人員姓名、班級、入住時(shí)間、離開(kāi)時(shí)間、離開(kāi)原因等。

（4）宿舍管理數據中心機：是中心處理機，設置在學(xué)生管理處，具備管理員權限、程序員權限等高級權限；可以實(shí)現入住開(kāi)戶(hù)、開(kāi)關(guān)燈、售電、退售、違章用電處罰、畢業(yè)銷(xiāo)戶(hù)、與學(xué)校相關(guān)管理部門(mén)數據交換等操作。

4宿舍用電智能管理系統在實(shí)際項目中的應用

在對某所大學(xué)新校區宿舍設計當中，綜合目前學(xué)校普遍存在的用電安全管理隱患以及學(xué)校領(lǐng)導對用電安全管理提出的新要求，我們在此次設計中采用了這套智能管理系統。該學(xué)校共建6棟宿舍樓，4人一間宿舍，每間宿舍均帶有獨立衛生間，每間宿舍預留空調插座。根據宿舍特點(diǎn)及用電負荷，在設計中每間宿舍設置配電箱；每層樓強電井內設置一個(gè)樓層總配電箱；一層強電井內設置一個(gè)總電源進(jìn)線(xiàn)配電箱。如圖1所示，每間宿舍終端配電箱處設置宿舍智能管理模塊，此模塊為1路220V 20A交流電源輸入，4路16A開(kāi)關(guān)輸出，輸出包括照明、插座、衛生間用電及空調用電。模塊具備惡性負載識別功能和通過(guò)管理系統實(shí)現分時(shí)或分季節對照明、插座、空調、衛生間的供電，可方便實(shí)現宿舍的用電管理要求：

圖1宿舍終端配電箱系統圖

如圖2所示，該宿舍用電智能管理系統組成：宿舍智能管理模塊、數據網(wǎng)關(guān) 、管理終端機、宿舍管理數據中心機、系統軟件。宿舍智能管理模塊設置在每間宿舍的終端配電箱處，數據網(wǎng)關(guān)設置在每層樓強電井內，管理終端機設置在每棟宿舍值班室內，宿舍管理數據中心機是中心處理機設置在學(xué)生管理處。該套系統的工作原理：

（1）數據網(wǎng)關(guān)與管理終端機等設備均為超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)以太網(wǎng)連接，放射式組網(wǎng)至每棟樓設置的網(wǎng)絡(luò )交換機。管理終端機是宿舍管理員管理操作終端設備，具備管理員權限；可以實(shí)現開(kāi)關(guān)燈、售電、違章用電處罰等操作。還能對每間宿舍所住人員進(jìn)行管理，記錄人員姓名、班級、入住時(shí)間、離開(kāi)時(shí)間、離開(kāi)原因等。

（2）每棟樓通過(guò)六類(lèi)單模光纖傳輸數據到學(xué)生管理處，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )采集各分散式安全模塊的數據信息并進(jìn)行計算、查詢(xún)、統計、打印及參數設定，從而實(shí)現中心管理的電費計量、預售電管理及安全用電控制等；學(xué)生管理處的宿舍管理數據中心機具備管理員權限、程序員權限等高級權限；可以實(shí)現入住開(kāi)戶(hù)、開(kāi)關(guān)燈、售電、退售、違章用電處罰、畢業(yè)銷(xiāo)戶(hù)、與學(xué)校相關(guān)管理部門(mén)數據交換等操作。

（3）每間獨立宿舍智能管理模塊與數據網(wǎng)關(guān)之間為RS485總線(xiàn)（MOD-BUS協(xié)議），采用雙絞屏蔽線(xiàn)穿鋼管敷設手拉手連接；

圖2宿舍用電智能管理系統圖

5安科瑞預付費產(chǎn)品在宿舍用電管理的應用

5.1應用場(chǎng)景

5.2功能

預付費電表電費收取，管控，欠費跳閘；提供后付費管理模塊；能耗分析模塊；

水表預付水費收取，管控，欠費關(guān)閥；

房租物業(yè)費收取，欠費拉閘；

公共區域電費分攤收??；

公共區域、變電所電表接入抄表、計量；

預付費+建筑能耗、分類(lèi)分項能源計量一體化系統；

物業(yè)/地產(chǎn)集團集中財務(wù)管控，子物業(yè)單獨權限；

無(wú)線(xiàn)方案改造方便，調試簡(jiǎn)單

5.3圖片

6小結

擁有諸多優(yōu)勢的宿舍用電智能管理系統會(huì )越來(lái)越廣泛地應用在學(xué)校中，是目前學(xué)校用電管理至關(guān)重要的安全保障體系，具有安全用電、節能管理、精確計量等功能。同時(shí)希望宿舍用電智能管理系統在實(shí)踐應用的過(guò)程中不斷地完善和進(jìn)步。