基于智能多户安全型电能表与水表

建立智慧校园安全用电管理系统

方案设计：无锡汉德尔电气有限公司

单位地址：江苏无锡市梁溪区兴源北路650号

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1. 校园智慧管理系统概述

n 学校公寓安全用电的必要性分析

ü 如何确保准确的计量以及预付费和用电量控制；

ü 如何准确掌握供电局总表计量与已消耗电能、用电余额、公共能耗；

ü 如何防止私接恶性负载，保证安全用电；

ü 如何实现宿舍双回路智能控制；

n 校园管理系统关注

1) 双回路供电进户：宿舍公寓每一户采用双路或三路供电进线，一路供给照明用电且后期照明用电负荷基本不变，另一路为宿舍/公寓每户空调单独计量和控制，对于大功率的用电设备（如空调、洗漱间内加热型饮水机）要实现功率限制确保安全，以便后期科学管理

2) 功率限制确保安全：插座用点有所限制（防范宿舍私自使用大功率用电设备，例如电饭煲、热得快、电烤箱等大功率，造成用电不平衡，线路老化引起事故）；

3) 按需控制大功率用电设备：空调使用按厂区季节不同、时间不同达到远控控制及在一定时间内断开空调线路供电，而照明线路供电**不受影响；

4) 报表统计：统计分析每个宿舍在日、月、年时间段内用电量，以便为后期的公司分析投入能耗成本以及如何节约能耗成本作为依据。

2. 项目解决方案

2.1 校园管理系统通讯结构

2.1 校园管理系统通讯结构解读

1) 现场设备层：主要是连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表和保护装置等，也是构建该配电系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件。

2) 通讯控制层：主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等。

3) 管理测控层：是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的相当上层部分，主要是由电力监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，极大的方便了操作，提高了工作效率。

2.3 系统设计建设参照标准

l IEC870-1      《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》

l IEC870-3      《远动设备及系统接口（电气特性）》

l IEC870-4      《远动设备及系统性能要求》

l IEC870-5      《远动设备及系统传输规约》

l GB/T13729-2002        《远动终端通用技术条件》

l DL 448-91         《电能计量装置管理规程》

l GBJ232-82             《电测量仪表装置设计技术规程》

l GB50171-92         《电气装置安装工作柜及二次回路结线施工验收规范》

l GB/50198-94     《监控系统工程技术规范》

l GB/T13729-92     《远动终端通用技术条件》

l GB/T13729         《远动终端通用技术条件》

l DL5003-91         《电力系统调度自动化设计技术规程》

l SAMA PMS21.1     《仪表和控制系统功能表示法》

l JGJ/T 16-92         《民用建筑电气设计规范》

2.4 校园管理软件功能介绍

系统软件具有良好简洁的人机对话界面，具有易操作，·易维护的特点。系统功能主要由系统设置、数据采集、资料录入、用电查询、时段分析、故障监控、异常分析、欠费处理、报表生成、系统维护、地理信息、设备控制、计费业务。

1) 双路或三路计量控制：宿舍/公寓每一户采用双路供电进线，一路供给照明用电，且后期照明用电负荷基本不变；另一路供大功率的用电设备（如空调、洗漱间内加热型饮水机），要求公寓每户空调和照明用一个计量表，以便后期科学管理

2) 恶性负载识别功能：当学生宿舍使用违规纯阻性负载（如：电炉，热得快等），电表将自动识别恶性负载，自动切断电源，并且可设定恢复供电模式。

3) 负载智能识别功能：通过读入允许使用特定阻性电器（饮水机）综合参数，实现该设备的特许使用。

4) 用电计量计费：可实现预付费功能及其用、售电的管理；要求该集中式电能表具有反窃电功能，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，应能有效杜绝偷漏电现象。

5) 分层或局部限电限流功能：每个计量单元可设定最大功率值，当实际使用功率超过该限定值时，自动断电。设备能够自动检测，如果该大功率设备已经撤除，则正常供电，如仍在使用，则再次断电,可设定断电次数，超过断电次数后断电后不再送电，需通过管理中心计算机进行送电。

6) 用电购电提示功能、无费关断功能：当用户预购电量剩余量达到设定底限（管理软件设置）时，提示购电；当用户用完购置电量后，自动断电，及**基础电量设置。

7) 用电监控功能：系统可以通过管理中心电脑查询和控制每个用户的用电情况（联网实现）。

8) 定时打开关断功能：供、断电时间可根据用户需要自行设置，每天可设3个以上时段，通过后台管理中心发出指令，对用户自动断送电。

9) 用电查询功能：通过管理中心利用管理软件，系统可抄取各计量箱的数据，并具备单点、单组、群抄的功能。通过系统软件可随时查询每宿舍单元、每层、每栋的剩余电量及电量信息（联网实现）。

10) 退费处理功能。

11) 用电数据统计分析功能：可以统计每个用户的用电情况，自动生产报表。

12) 数据存储、备份与打印功能：系统具备强大的数据存储和备数据功能。可以打印月能耗费用报表、单户费用清单、售电量日报表、售电量月报表、售电量年报表、公用分摊月报表、购电发票等；各类费用报表和清单及各用户月能源消耗费用报表和单户费用清单。

13) 用电付费功能：可以满足预付费和后付费综合的收费管理模式。

14) 设定、修改功能：系统具有对各用户电能表进行参数设定功能和用户信息修改，设置功能。

15) 剩余电量不足，提前对用户报警。

16) 当系统出现故障时，自动报警，电表正常工作不受影响。

17) **基础电量设置功能：便于学生公寓管理，可每个月设置**电量，用完之后开始计费。

18) 非法操作、误操作阻挡提示功能：当系统操作出现错误时，系统会弹出对话框提示。

19) 防***功能：系统实现授权密码操作，专人凭密码操作。并且系统设有操作日志，可以详细记录操作员的操作流程。

20) 系统运行日志、数据存储、备份功能：系统具备数据存储功能，历史记录的存储时间不小于12个月，并且具备数据备份功能。

21) 账户批量/单项操作功能：可单独对每一户**控制，也可分单元、分楼层进行集体控制。

22) 数据安全措施功能：系统掉电、死机数据保护。管理员信息设置（可设置不同管理人员密码，如更换管理员，可删除原有管理人员的密码信息）。（22）通讯故障诊断与设备自检功能：系统具备线路、设备等的自检功能，：当系统通讯异常时，系统记录故障位置，便于技术人员尽快处理。

23) 语音或短信查询催费功能：与校园一卡通并网及语音或短信查询催费功能，当剩余电量过低时，系统会自动拨打用户电话提示用户购电。

24) 系统可对每个用户进行远程控制，交费通电、欠费关断、用电查询、历史记录查询等功能。

25) 系统出现故障时，电表应能正常工作不受影响。

26) 系统安全性设定：防止非授权人操作；对所有操作人员及操作自动记录，且不能删除更改。

27) 费用结算功能：根据抄表记录自动计算用户的能耗费用，并实现将公共能源损耗合理分摊。

28) 防雷功能：系统网络安装网络避雷器，具有很好的网络及设备防雷功能，能有效的避免在雷雨天气对用电安全的影响（联网实现）。

29) 远程控制断送电功能：该系统主要通过采用RS485总线的方式进行远程通讯，对所有下挂系统设备进行远程控制和设置（联网实现）。

30) 分时电流限制：用于在夜间限制使用大电器，但手机充电器等能正常使用，提高人性化。

3. 智慧校园系统平台一卡通方案

方案1售电软件与一卡通对接

n 方案概述：电表软件把将电表信息录入，并实现软件对电表的控制，该电脑上安装一台pos机，并与一卡通数据库对接，由人工操作，例如101房间来买电，在软件上找到该房间，输入要购买的钱数，把卡放在一卡通pos机上，当点售电时，pos机同时将该钱数从学生的卡上扣除。

n 使用项目：扬州职业技术学院、枣庄职业技术学院、上海金融学院

方案2学生通过一卡通的圈存机进行自主购电

l 方案概述：管理中心服务器固定的IP地址，每栋楼的电表由屏蔽网线连接至TCP/IP转换器接入交换机再学校校园网。将一卡通圈存机接入校园局域网，学生可自主在圈存机上选择购买电量，实现学生自主购电功能。由一卡通终端软件处可以统计所有购电的数据，在电表终端软件处也可统计出所有售电数据，两者对应。软件可以设定自动定时抄表保存数据，这样既可以通过网络监控平台更加准确详细的监测宿舍区的用电情况，及时了解学生用电动态，也可以让学生通过学校校园网络知道自己宿舍**近一次抄表时的剩余电量情况，并及时购电，解决了平时宿舍到零断电后再买电的问题。

l 使用项目：青岛理工大学  华中科技大学  蚌埠医学院  上海工艺美术学院

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