多用戶多回路宿舍用電管理解決方案

Acreltang

0 引言
  近幾年來，因違規(guī)使用大功率惡性負(fù)載電器導(dǎo)致宿舍失火的安全事故在各大高校時(shí)有發(fā)生，給學(xué)生和學(xué)校都帶來了巨大的損失。北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海商學(xué)院以及俄羅斯人民友誼大學(xué)等高校學(xué)生公寓發(fā)生的火災(zāi)給高校學(xué)生公寓的安全用電敲響了警鐘。根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，目前80%以上的高校學(xué)生宿舍火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)。其發(fā)生的原因包括供電線路老化等問題，但主要的原因還是由于學(xué)生違規(guī)使用惡性負(fù)載以及宿舍沒有人的情況下電器超時(shí)工作發(fā)熱導(dǎo)致。




  高校宿舍作為一個(gè)人員居住密集的場所，一旦發(fā)生火災(zāi)其后果難以想象，所以其用電安全非常需要我們?nèi)ブ匾暎�做好高校宿舍用電安全治理工作，給學(xué)生提供一個(gè)安全舒適的學(xué)習(xí)生活換景，是高校和我們共同的任務(wù)。
1 高校用電
通過調(diào)查研究, 學(xué)生常用的用電器可歸為三大類。
（1）儀器儀表性負(fù)載：這類負(fù)載有電視機(jī)、電腦、筆記本等。它們的共同特點(diǎn)是一般都由開關(guān)電源組成, 電壓和電流的波形相差很大, 我們將這類負(fù)載統(tǒng)稱為儀器儀表性負(fù)載。
（2）感性負(fù)載：這類負(fù)載包括電動(dòng)牙刷、剃須刀、電子日光臺燈等。它們的共同特點(diǎn)是電壓和電流的波形相同, 但相位不同, 電流滯后于電壓一個(gè)相位角, 我們將這類負(fù)載統(tǒng)稱為感性負(fù)載。
（3）惡性負(fù)載：這類負(fù)載包括電爐子、電飯鍋、熱得快、電燙熱夾板、電熱毯、電吹風(fēng)等。此類負(fù)載的電特性類似于純電阻負(fù)載, 因此從這個(gè)角度看也可稱為阻性負(fù)載, 其特點(diǎn)是電壓和電流波形相同, 且相位相同, 相位角為0, 我們將這類負(fù)載統(tǒng)稱為惡性負(fù)載。




  不同負(fù)載具有不同的特征，而當(dāng)不同負(fù)載混合使用時(shí)，要對其進(jìn)行識別并非易事。因此我們通過將學(xué)生宿舍內(nèi)部使用的負(fù)載分為不同回路去分別計(jì)量，分別控制，大大提高了惡性負(fù)載識別的準(zhǔn)確性，對此我們提出了兩種解決方案，一種是安裝在學(xué)生宿舍內(nèi)部的單相一進(jìn)三出電表解決方案，另一種是集中安裝于樓層配電箱的多用戶多回路解決方案。
2 多用戶多回路解決方案
  多用戶多回路解決方案一般適用于集中安裝的環(huán)境，箱體集中安裝于樓層配電間，然后根據(jù)需求可以每個(gè)寢室引入兩個(gè)（或三個(gè)）回路，實(shí)現(xiàn)分路計(jì)量、分路控制，大大提高惡性負(fù)載識別的準(zhǔn)確性，降低誤判的概率，實(shí)現(xiàn)高校宿舍用電規(guī)范化、安全化管理，其接線圖如下圖所示。

ADF300L-III-36/3DM（每個(gè)寢室接入三個(gè)回路）

ADF300L-III-36/2DM（每個(gè)寢室接入兩個(gè)回路）

主要功能
用戶雙回路（三回路）計(jì)量控制功能:將電表的兩條（三條）出線提供給一個(gè)宿舍使用，除兩線（三線）用電進(jìn)行合計(jì)計(jì)算之外，用戶的每條線可包括所選用電表的所有功能，可單獨(dú)設(shè)置每條線路的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制；
預(yù)付費(fèi)管理控制功能：可實(shí)現(xiàn)余額不足預(yù)跳閘提示，斷電自動(dòng)跳閘；
惡性負(fù)載識別功能：可識別學(xué)生宿舍常見的諸如電吹風(fēng)、熱得快、電飯鍋之類的惡性負(fù)載；
時(shí)間管理控制功能：可根據(jù)學(xué)校作息時(shí)間實(shí)現(xiàn)休息時(shí)間自動(dòng)斷電，早上起床時(shí)間自動(dòng)合閘；
強(qiáng)制控制功能：可通過后臺管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制通斷，用以處理突發(fā)事件。
技術(shù)參數(shù)

技術(shù)參數(shù)        型號		ADF300L
電壓輸入	額定電壓	3×220/380V
	參比頻率	50Hz
	功耗	<20VA
電能計(jì)量		總有功電能計(jì)量、總無功電能計(jì)量 （反向計(jì)入正向）
電量測量		U、I、P、Q、S、PF、F
顯示		8位段式LCD顯示、背光顯示
開關(guān)量		8路開關(guān)量輸出
電流輸入	輸入電流	3*250A
	輸出電流	10(60)A
	起動(dòng)電流	4‰Ib
測量性能	測量精度	1級
脈沖	脈沖輸出	1路有功脈沖輸出
	脈沖寬度	80ms±20ms
	脈沖常數(shù)	1600 imp/kWh
通信	接口	紅外通訊
	接口	2路RS485(通訊線需要屏蔽雙絞線)
	協(xié)議	MODBUS-RTU、DL/T 645-07
環(huán)境	溫度	工作溫度：-20℃~+60℃，存儲溫度：-30℃~+70℃
	濕度	≤95%RH，不結(jié)露，無腐蝕性氣體場所
	海拔	≤2000m





3 單相一進(jìn)三出電表解決方案
       單相一進(jìn)三出電表解決方案表計(jì)直接安裝在學(xué)生宿舍的PZ30箱內(nèi)，控制功能完善，能夠?qū)⒖照{(diào)和一般惡性負(fù)載區(qū)別開，適用于南方裝有空調(diào)的學(xué)生宿舍。
接線圖及實(shí)物圖如下所示。




主要功能
一進(jìn)三出：宿舍方案使用ADM130的儀表，可以分三路照明/插座/空調(diào)，三路單獨(dú)控制，單獨(dú)計(jì)量，單獨(dú)設(shè)置；
惡性負(fù)載控制：具備惡性負(fù)載識別功能，自動(dòng)識別學(xué)院規(guī)定禁止使用的各類違章電器（如熱得快、電吹風(fēng)、電熱毯、暖手煲等）功能，自動(dòng)斷電；斷電次數(shù)可設(shè)。
基礎(chǔ)免費(fèi)電量：可根據(jù)管理要求，對各宿舍，不同區(qū)域獨(dú)立設(shè)置基礎(chǔ)電量，提供給學(xué)生一定的免費(fèi)電量。
負(fù)控次數(shù)復(fù)位：超負(fù)荷斷電或使用禁用發(fā)熱電器自動(dòng)斷電后可自動(dòng)恢復(fù)供電，自動(dòng)供電時(shí)間和次數(shù)可設(shè)。超過自動(dòng)恢復(fù)次數(shù)后由管理員查明原因后臺恢復(fù)供電。
定時(shí)通斷：根據(jù)生效日期設(shè)置、節(jié)假日設(shè)置、通斷時(shí)間段設(shè)置，來自動(dòng)對宿舍供電進(jìn)行通斷。
白名單管理：維護(hù)電器白名單的信息，自帶不低于30類學(xué)校常用電器使用特征的數(shù)據(jù)庫。支持學(xué)習(xí)其他電器使用特征，白名單負(fù)載不會識別惡性負(fù)載。
夜間小功率：可以設(shè)置宿舍夜間小電流的使用，僅能供手機(jī)充電或夜燈使用。
空調(diào)模式：當(dāng)一路設(shè)置為空調(diào)負(fù)載時(shí)，將會獨(dú)立判斷惡性負(fù)載。

技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目			ADM130
規(guī)格
測 量	電 壓	參比電壓	220V
		功耗	<10VA(單相)
		阻抗	>2MΩ
		精度等級	誤差±0.2%
	電 流	輸入電流	5(40)A
		輸出電流	每路輸出電流16A
		功耗	<4VA(單路額定電流)
		精度等級	誤差±0.2%
	功率		有功、無功、視在功率，誤差±0.5℅
	電網(wǎng)頻率		45～65Hz，誤差±0.2%
計(jì)量	電能		有功電能1級
數(shù)字 信號	電量脈沖輸出		1路有功光耦輸出
脈沖	脈沖寬度		80±20ms
	脈沖常數(shù)		3200imp/kWh
通 信	接口與通信規(guī)約		RS485口：Modbus RTU
	通信地址范圍		Modbus RTU:1~ 247
	波特率		支持1200bps~9600bps
環(huán) 境	工作溫度		-25℃~+55℃
	存儲溫度		-40℃~+70℃
	相對濕度		≤95℅（無凝露）
	海拔		<2000m




4 結(jié)束語
       高校宿舍作為一個(gè)特殊應(yīng)用場合，在傳統(tǒng)的電能管理需求的基礎(chǔ)上有著與其他應(yīng)用場合所不同的要求，除基本的用電管理商品化外，更加強(qiáng)調(diào)用電安全和按需控制、按需管理。安科瑞致力于高校宿舍用電管理解決方案的持續(xù)研發(fā)中，根據(jù)高校需求努力為各大高校提供解決方案，希望能夠和各大高校一起為建設(shè)智慧校園、平安校園出一份力。

安科瑞唐曉娟13774431042