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淺析高校公寓集中抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與能效管理應(yīng)用方案

文章更新時(shí)間：2023-06-02　點(diǎn)擊量：242

摘要：基于新開(kāi)普公司在河池學(xué)院建設(shè)水電智能系統(tǒng)的過(guò)程，闡述解決當(dāng)前公寓水電管理遇到的常見(jiàn)問(wèn)題，研究了水電費(fèi)余量的轉(zhuǎn)移，供電線(xiàn)路的分路，水電量報(bào)表統(tǒng)計(jì)，惡意用電的判斷、切斷和恢復(fù)等系列問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：學(xué)生公寓；系統(tǒng)平臺(tái)；聯(lián)網(wǎng)電表；一卡通

一系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)任務(wù)

1系統(tǒng)背景

高校后勤管理系統(tǒng)是一個(gè)龐大的管理體系，目前學(xué)校宿舍、公寓用電管理是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)校宿舍、公寓內(nèi)危險(xiǎn)用電、惡意用電、偷dian、漏電、超負(fù)荷用電等現(xiàn)象一直是困擾后勤管理的普遍問(wèn)題；近幾年隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，學(xué)校宿舍、公寓內(nèi)電腦以及各種電器逐漸地普及，導(dǎo)致用電量與日俱增，以往的單一照明用電已不能滿(mǎn)足日常的需求，同時(shí)學(xué)校宿舍、公寓電費(fèi)開(kāi)支日益變大，各學(xué)校也不時(shí)出現(xiàn)用電安全問(wèn)題。

2系統(tǒng)初步結(jié)構(gòu)

建設(shè)系統(tǒng)由 RS485 或 TCP-IP 聯(lián)網(wǎng)電表管理機(jī)（集中器）、抄送器、聯(lián)網(wǎng)型電表、自助購(gòu)電機(jī)、監(jiān)控管理工作站、監(jiān)控管理軟件組成；本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)電表適合于集中安裝或分散安裝的聯(lián)網(wǎng)電表。

3系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

1）采用先進(jìn)計(jì)量和控制芯片，具有判斷大功率阻性負(fù)載的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)惡載和超載斷電，有功電能計(jì)量準(zhǔn)確，計(jì)量精度達(dá)到 1.0 級(jí)。2）聯(lián)網(wǎng)電表系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自助購(gòu)電，無(wú)縫接入校園一卡通系統(tǒng)。3）采用外部 E2PROM 保存數(shù)據(jù)，壽命長(zhǎng)達(dá) 10 年，支持掉電保存數(shù)據(jù)功能，數(shù)據(jù)保存安全可靠。4）可多卡購(gòu)電，支持退電、補(bǔ)電、房間類(lèi)型管理等操作。5）電表具有按時(shí)斷電功能設(shè)置，電表具有兩路輸出功能。6）智能管理：下載電量，計(jì)量用電量，根據(jù)剩余電量實(shí)現(xiàn)開(kāi)斷繼電管理。學(xué)生換房不影響正常的購(gòu)電和用電。7）負(fù)荷控制：限制用戶(hù)*大功率（可修改），超負(fù)荷自動(dòng)斷電，超載是否啟用可由參數(shù)設(shè)置，設(shè)置為 0 時(shí)不啟用。不管表處于開(kāi)通還是沒(méi)有開(kāi)通狀態(tài)，只要參數(shù)設(shè)置了超載功率不為 0 時(shí)，超載即啟用，如果出現(xiàn)超負(fù)荷就會(huì)自動(dòng)斷電。8）惡性負(fù)載控制：此表可以準(zhǔn)確地識(shí)別出惡性負(fù)載，并能快速地做出斷電的反應(yīng)，限制用戶(hù)惡性負(fù)載。惡載是否啟用可通過(guò)參數(shù)卡設(shè)置，設(shè)置為 0 時(shí)為不啟用。不管表處于開(kāi)通還是沒(méi)有開(kāi)通，只要參數(shù)卡設(shè)置了惡載功率不為 0 時(shí)，惡載即啟用，如果出現(xiàn)有惡性負(fù)載就會(huì)自動(dòng)斷電。9）提示信息：LCD 液晶顯示，可顯示本次充值電量、剩余電量、累計(jì)用電量、請(qǐng)購(gòu)點(diǎn)、房間號(hào)、取卡、超載、惡載以及異常提示信息。10）防竊電、異常用電、非法用電自動(dòng)記錄功能。11）低限提醒：剩余電量不足時(shí)，顯示請(qǐng)購(gòu)電，提示電量不足，工作指示燈會(huì)快速閃爍。12）支持透支用電，透支的度數(shù)可由參數(shù)設(shè)定，透支范圍以度為單位。13）通信部分采用了 RS-485 通訊模式，外部鏈接抄送器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。14）通信可以實(shí)時(shí)查詢(xún)當(dāng)前的用電量，當(dāng)前電器狀態(tài)。可以通過(guò)通信進(jìn)行初始化參數(shù)，設(shè)置房間信息，進(jìn)行單個(gè)房間或全部的斷送電功能。能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)斷送電功能。

二系統(tǒng)應(yīng)有的特點(diǎn)

1低電量報(bào)警

具有低電量報(bào)警功能，提示用戶(hù)及時(shí)購(gòu)電：報(bào)警電量參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要由參數(shù)設(shè)定，剩余電量等于或小于報(bào)警電量時(shí)，提醒用戶(hù)電量不足需及時(shí)購(gòu)電。如不及時(shí)購(gòu)電充值，當(dāng)剩余電量為0時(shí)，繼電器斷開(kāi)，購(gòu)電充值才能恢復(fù)供電。

2超負(fù)荷控制

本款電表具有超負(fù)荷控制功能，即：可以通過(guò)參數(shù)對(duì)電表設(shè)置*大用電負(fù)荷 5（20）A 表缺省卻*大值5kW，10（40）A 表缺省*大值為10kW，如果用戶(hù)使用的電器設(shè)備的總功率超過(guò)設(shè)定的*大用電負(fù)荷 5 s，則電表切斷繼電器，停止供電，其中還可以設(shè)置超載斷電次數(shù)，設(shè)置好斷電次數(shù)，則需要刷授權(quán)卡才能供電，如果超載斷電次數(shù)設(shè)置為 0，超載斷電后直接刷用戶(hù)卡后自動(dòng)聯(lián)通、恢復(fù)供電。如果仍存在超負(fù)荷情況，5 s 內(nèi)電表會(huì)再次切斷供電線(xiàn)路。

3透支用電

電表具有透支功能，使未及時(shí)辦卡的新入住用戶(hù)也能用電，并且透支的量也可以控制。DDSY1351這款電表，主要應(yīng)用于校園、工業(yè)園區(qū)或企事業(yè)單位的公寓，用戶(hù)一般是相對(duì)流動(dòng)住戶(hù)，電表內(nèi)設(shè)置有*大可透支電量參數(shù) （可以根據(jù)實(shí)際需要由參數(shù)設(shè)定），電量不足時(shí)報(bào)警提示用戶(hù)及時(shí)購(gòu)電。如果管理方在新用戶(hù)入住時(shí)需要允許透支，當(dāng)透支電量累計(jì)達(dá)到參數(shù)設(shè)定的*大可透支電量時(shí)，電表繼電器斷開(kāi)停電，需要購(gòu)電充值才能恢復(fù)供電，透支用電量從初次下載的電量里扣除。新住戶(hù)入住后應(yīng)及時(shí)辦理用戶(hù)卡購(gòu)電充值，注意當(dāng)電表處于透支運(yùn)行時(shí)，首ci購(gòu)電充值后如果剩余電量小于或等于零，則不能供電。

4惡載斷電

本款表具有判斷大功率的阻性負(fù)載（即惡性負(fù)載）功能，具體的惡載是否啟用及功率參數(shù)可通過(guò)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)來(lái)傳遞（設(shè)置為 0 時(shí)即為不啟用）。電表在任何狀態(tài)下，只要參數(shù)設(shè)置了惡載功率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有惡性負(fù)載時(shí)，LCD 會(huì)顯示惡載及剩余電量，同時(shí)繼電器會(huì)斷開(kāi)，其中還可以設(shè)置惡載斷電次數(shù)，在設(shè)置好斷電次數(shù)后，如果惡載斷電了，經(jīng)過(guò) 5 min 后會(huì)自動(dòng)送電，如果惡載的次數(shù)超過(guò)了設(shè)置的斷電次數(shù)，則需要刷授權(quán)卡才能供電。

5未用完電量可退電

當(dāng)本房間住戶(hù)由于退房或其他原因需要退還電表的剩余電量時(shí)，可進(jìn)行退電。操作步驟如下：

1）用戶(hù)拿要退電的卡在購(gòu)電機(jī)上進(jìn)行退電授權(quán)（輸入退電后想保存的剩余電量，這里是為了保證學(xué)生在離校前退電后仍能短時(shí)間用電），具體操作見(jiàn)《購(gòu)電機(jī)操作說(shuō)明》。2）用戶(hù)退電授權(quán)過(guò)的用戶(hù)卡到電表系統(tǒng)上進(jìn)行退電，退電成功后顯示“OK"，剩余電量為保留電量，如果保留電量比當(dāng)前剩余電量大，則電表上剩余電量為原來(lái)的剩余電量，退電量0。

3）退電操作后的表沒(méi)有可透支功能，如果用戶(hù)需要透支，要進(jìn)行清零操作。

6房間換表不影響原有數(shù)據(jù)

當(dāng)電表出現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法及時(shí)維修時(shí)，應(yīng)更換新表，操作步驟如下：1）如果電表仍有顯示，記錄剩余電量和該表對(duì)應(yīng)的房間號(hào)。如果不能顯示，記下電表的房間號(hào)。2）管理員將記錄的信息反饋給管理中心。3）維護(hù)人員拿到表后，安裝好電表，然后聯(lián)網(wǎng)更新傳遞參數(shù)，填寫(xiě)換表登記單，用軟件系統(tǒng)收集下當(dāng)前電表的MAC 及房間號(hào)。4）通過(guò)上位軟件收集下所換表的MAC 及房間號(hào)，然后對(duì)這塊表進(jìn)行單獨(dú)的初始化。初始化時(shí)把所換電表的剩余電量初始化到新表內(nèi)。電表已開(kāi)通。5）維護(hù)人員把表登記單上交到管理中心，將換表信息入庫(kù)。此時(shí)換表操作完成。

7按房間號(hào)購(gòu)電

用戶(hù)換房間后，只需要按照新房間號(hào)購(gòu)電即可。

8自動(dòng)提示剩余電量報(bào)警閥值

水電系統(tǒng)與校方的短信平臺(tái)、運(yùn)營(yíng)商的信息服務(wù)系統(tǒng)對(duì)接后，可支持設(shè)備異常短信息報(bào)警、系統(tǒng)故障報(bào)警、以及剩余電量報(bào)警閥值的設(shè)置，當(dāng)剩余電量低于報(bào)警閥值時(shí)自動(dòng)通過(guò)告警面板和手機(jī)短信等方式進(jìn)行提示。

9固定水費(fèi)收繳特殊定制功能

系統(tǒng)運(yùn)用定制的業(yè)務(wù)流程及收費(fèi)機(jī)制，通過(guò)批量扣費(fèi)方式，扣除固定的已繳電費(fèi)費(fèi)用，作為每個(gè)使用用戶(hù)的分?jǐn)偠愘M(fèi)收取，完成學(xué)校的特殊水費(fèi)繳納需求。

10 7X24 靈活的自助購(gòu)電方式

系統(tǒng)自助購(gòu)電通過(guò)需要的房間號(hào)或戶(hù)號(hào)或戶(hù)主登記的手機(jī)號(hào)，在自助購(gòu)電系統(tǒng)上查詢(xún)信息并完成購(gòu)電，系統(tǒng)根據(jù)購(gòu)電信息自動(dòng)完成送電，并可在學(xué)校zhi定地點(diǎn)打印繳費(fèi)憑證。

三計(jì)量表工作過(guò)程

用戶(hù)在管理中心購(gòu)電或通過(guò)購(gòu)電機(jī)自助購(gòu)電，把新購(gòu)電量充到本房間電表上，即可用電。購(gòu)電與電量充值。用戶(hù)購(gòu)電后請(qǐng)及時(shí)將所購(gòu)電量充值到電表中，有未下載電量時(shí)不能再新購(gòu)。用戶(hù)shou次充值如果小于已用透支量，則剩余電量為負(fù)值，繼電器關(guān)斷，只有當(dāng)充值后剩余電量為正值時(shí)才能恢復(fù)正常供電。

用戶(hù)購(gòu)電后請(qǐng)及時(shí)將所購(gòu)電量充值到電表中，有未下載電量時(shí)不能再新購(gòu)。用戶(hù)首ci充值如果小于已用透支量，則剩余電量為負(fù)值，繼電器關(guān)斷，只有當(dāng)充值后剩余電量為正值時(shí)才能恢復(fù)正常供電。

四應(yīng)用設(shè)備性能選擇

1帶惡性負(fù)載聯(lián)網(wǎng)型電表

使用 DDSY1351 型（單控）聯(lián)網(wǎng)型電表，產(chǎn)品符合 GB/T 17215.321—2008《1 和 2 級(jí)靜止式交流有功電能表》、GB/T18460 《預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng)》和Q/CAP 002.5—2012 《一卡通計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 非接觸卡預(yù)付費(fèi)非電能表》等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，集管理和自動(dòng)控制為一體，用電預(yù)付費(fèi)，計(jì)量準(zhǔn)確，切斷可靠，可以提高供電管理效率，滿(mǎn)足學(xué)生公寓、集體宿舍用電的管理需求。本款電表和原先的校園一卡通兼容，使用方便。DDSY1354 型（雙控）非接觸式聯(lián)網(wǎng)智能電表滿(mǎn)足一個(gè)房間要求雙路控制的應(yīng)用需求。兩種電表準(zhǔn)確度等級(jí)為 1.0，額定電壓 220 V，負(fù)載電流有 10（40）A，5（20）A 等。

基本誤差：基本誤差控制在正負(fù)1.0%～1.5%之間。2）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 17215.321—2008。3）起動(dòng)電流：在負(fù)載電流為0.4%IB，參比電壓（230 V），參比頻率（50 Hz）和功率因數(shù)（cos φ）為1的條件下，電表應(yīng)該連續(xù)計(jì)量電能。4）潛動(dòng)：在不加負(fù)載電流，電壓為115%參比電壓條件下（265 V），電度表不應(yīng)輸出脈沖（不計(jì)量電能）。5）電氣參數(shù)：工作電壓：0.70～1.15 的額定電壓（165～265 V）。6）絕緣試驗(yàn)：≥2 kVAC/1 min。7）功耗：電壓線(xiàn)路≤2 W (10 VA) 電流線(xiàn)路≤4 VA。8）抗雷擊電壓：交流6kV。9）外形尺寸：115 mm×160 mm×65 mm。10）質(zhì)量：約0.45 kg。

2使用聯(lián)網(wǎng)電表管理機(jī)應(yīng)有的功能

負(fù)責(zé)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)電表的控制和數(shù)據(jù)采集，簡(jiǎn)要查詢(xún)相應(yīng)房間用電情況等信息，通、斷電命令的下載以及抄送器與電腦控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)有房間電量低于底限值時(shí)，將自動(dòng)報(bào)警。管理機(jī)（集中器）將具有如下功能：1）查詢(xún)房間信息；2）具有TCP/IP 接口；3）查詢(xún)斷電房間；4）設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間；5）手動(dòng)房間送電；6）網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)功能；7）手動(dòng)房間斷電；8）查看管理機(jī)（集中器）IP；9）查看系統(tǒng)參數(shù)；10）設(shè)置開(kāi)關(guān)時(shí)間（選裝有定時(shí)開(kāi)關(guān)裝置的具有此功能）；11）查詢(xún)開(kāi)關(guān)時(shí)間（選裝有定時(shí)開(kāi)關(guān)裝置的具有此功能）；12）取消開(kāi)關(guān)時(shí)間 (選裝有定時(shí)開(kāi)關(guān)裝置的具有此功能)；13）通訊端口：上行 TCP/IP、RS485,下行 RS485；14）每個(gè)可連32個(gè)抄送器。

3使用抄送器應(yīng)有的功能

1）管理機(jī)（集中器）到計(jì)量控制模塊的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；2）本地?cái)?shù)據(jù)處理：接收存儲(chǔ)定時(shí)送斷電參數(shù)；3）工裝功能：強(qiáng)制送斷電，測(cè)試送斷電，收集聯(lián)網(wǎng)電表MAC地址等；4）給聯(lián)網(wǎng)電表進(jìn)行定時(shí)送斷電；5）RS485 可帶64個(gè)電表；6）通訊端口：上行一個(gè)RS485端口，下行一個(gè)RS485 端口，一個(gè)電流環(huán)端口。

五系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)日常維護(hù)；持卡購(gòu)電；現(xiàn)金購(gòu)電；補(bǔ)電管理；退電管理；換房管理；用電量較少的房間監(jiān)控；系統(tǒng)用電報(bào)表；

操作員操作情況報(bào)表；短信發(fā)送；綜合查詢(xún)；數(shù)據(jù)查詢(xún)；自定義報(bào)表查詢(xún)； WEB 自助查詢(xún)；日志管理；對(duì)接一卡通方案

六高校綜合能效解決方案

校園電力監(jiān)控與運(yùn)維；后勤計(jì)費(fèi)管理；能源管理系統(tǒng)；智慧消防系統(tǒng)

七平臺(tái)部署硬件選型