学生公寓安全用电智能管理设计探析

余泽浩

（福州万达广场投资有限公司开发设计部，福建 福州 350001）

1 前言

本文介绍了一种特别适用于学生公寓配电设计的智能控电管理系统，对其应用前景进行了展望。提出“电力商品化”的现代消费观念，使学生公寓电气设计具备了程序化、标准化、模数化的可能性，为进一步的工程实践提供依据和指导。

2 系统组成及功能简述

本系统分为标准通讯型和网络通讯型两种。主要区别在于售电PC 机与管理机之间的传输介质不同，标准型配置中售电机与管理机通过CPU 卡数据备份实现通讯，对每个用电单元实行用卡管理，而网络型配置中售电PC机与管理机之间通过实现通讯。标准通讯型系统由售电PC 机、读卡器、IC 卡、管理机、机柜等几部分组成，网络通讯型系统由售电PC机、管理机、机柜等几部分组成。功能特点：(1)常用功能；单元用电计量计费，单元预存电量低限提示，预购电量，无费关断；(2)管理功能；单元用电储值查询，定时控电，单元限电，免费基础电量设置，房间调换数据转换，退费管理；(3)保护功能；短路、漏电保护，故障自动报警，非法操作或误操作提示，账户操作日志的追踪审计，掉电数据保护、断电恢复，关断失效报警，通信线路诊断等。

3 网络通讯型系统部件及功能介绍

下面以工程设计中经常采用的网络通讯型系统为例，简要介绍，一下本系统主要部件及功能。

3.1 机柜

机柜分为集中式和分层式两种。集中式机柜比较适合于规模较小的单元式、通廊式学生公寓配电使用；分层式机柜的主要优点为布线方便、减少工程量、节约工程费用、减少电压损失等，特别适合于较大规模学生公寓配电使用。

机柜主要由柜体、单元计量板、数据传输板、空气开关、接线端子、电压表等部件组成。

电压表三个电压表分别显示L1，L2，L3三相的交流电压；接线端子；包括机柜的用户线输出端子和单元计量板接线端子排；空气开关；用于房间用电的短路、过载保护；数据传输板；数据采集和传输及控制继电器；单元计量板；计量和控制房间用电的单元模块。完成电能的模数转换，控制用户的送电、断电状态。

3.2 管理机

管理机由显示屏、键盘、插卡口、通讯口、状态灯、电源灯等组成。

(1)功能；建立房间号与机柜行列号的对应关系，设置机柜的初始参数如初始电量、电流限流值等。

(2)卡的分类；分为用户卡、管理卡和数据传输卡.用户卡功能:①插卡充值.②查询电量.③查询断电房间.④设置开关时间.⑤设置系统时间.⑥手动房间送电.⑦手动房间断电.⑧取消开关时间.⑨购电提醒明细.⑩断电房间明细。

数据传输卡功能:①对管理机的初始化；②数据传输；用于电脑控制中心与管理机之间的数据传递。将数据传输卡放入管理机中，管理机中的数据将自动导入数据传输卡中数据库中的各种数据导入卡中后，将数据传输卡插入管理机中，管理机将自动读取数据。

(3)管理机与机柜、机柜与机柜之间的连接:

①管理机与机柜之间通过通讯进行连接，管理机使用220V 电源。

②管理机与机柜之间的通讯线长度不应超过1200m。

③机柜与机柜之间通过485 通讯线进行连接。

3.3 485 通讯智能控电操作系统模块功能简介

3.3.1 房间信息管理。此模块是485 用电管理系统的核心部分，分为购电管理、换房管理、预约退房、退房管理、补电管理、断电/送电管理六个子功能模块。

①购电管理；学生买电时使用。可以输入购电金额或购电度数，系统自动转换，操作完毕可将数据发送到管理机，并月可以打印单据。

②换房管理；学生换房时使用。换房前，应将管理机中的电量导入数据，确保数据准确。换房管理分为单个换房和批量换房两种。

③预约退房；学生即将毕业离校时，将房问内的剩余电量结算到这时刻为，为退房管理做准备。

④退房管理；学生将要毕业离校，将房间内剩余的电量兑换为货币返还给学生的操作。

⑤补电管理将管理机下所有房间按初始化时的月补电量进行补电操作。

⑥断电/送电管理；可以选择特定或全部房间的断电送电手动操作。

3.3.2 综合查询。此模块的功能是为了方便用户查询所需的各种信息，分为历史查询、房间信息查询、用电统计查询、电量报警查询四个子功能模块。

①历史查询；此模块主要完成的是购电查询、换房查询、退房查询、补电查询、日用电量查询、月用电量查询等功能。

②房间信息查询；此模块的主要功能是为了查询房间信息使用。

③电量报警查询；此模块的主要功能是为了查询低于或等于系统维护中所设置的电量下限值。

④用电统计查询；此模块的主要功能是统计某一个公寓或某一个管理机或某一个房间在某一段时间内的售电量、累计用电量及相应的金额。

3.3.3 统计分析。此模块的主要功能是通过图形来显示某一公寓或某一管理机或某一房间在某一时间段的用电量情况，可以按月份或按日期统计显示出相应的数据分析图。

3.3.4 通讯管理。通讯管理主要完成的功能是PC 机与管理机进行数据传输。内容包括向管理机写入房间初始化信息、向数据库内写入现存电量、向管理机写入换房信息、向管理机内写入退房信息、向管理机内写入增加月补电信息等。

3.3.5 数据备份。数据备份主要完成的功能是将数据库数据备份到磁盘和从磁盘上恢复数据的操作。

3.3.6 系统维护。系统维护主要完成的功能是在系统使用之前对房间、用户卡、设备、用户的初始化等工作。主要包括三个子模块:数据维护、参数设置、用户管理。

①数据维护:主要是对房间的初始化信息的录入以及修改房间限流值等操作。

②参数设置:本模块主要是对系统的基础数据进行设置的。主要包括参数设置、打印设置、机柜设置。

③用户管理:本模块主要是对使用本软件的操作员进行设置的。仅有系统管理员才可以添加、修改和删除用户的权限。

4 公寓内布线

机柜的规格有分层式与集中式，控制方式有单控与双控，单控指仅控制火线，双控指零线、火线同时控制。各种计量设备的比较:①机械式电度表；仅可以完成电能计量功能，设计简单、成本低廉。如用于学生公寓，在管理使用上有以下不足:需要管理人员抄表、收取现余，当电度表数量很多时，工作量相当大。安装时需要另加表箱、空气开关费用和安装费。②电子式IC 卡电度表；电子式IC 卡电度表可以完成用电计量及预收费，减轻了管理人员的工作负担，但用在学生公寓上同样有不足之处；如果IC 卡表安装在寝室内，则电表容易被人为损坏；如果卡表集中安装，会造成学生插卡使用时非常不方便。安装时同样需要增加表箱、空气开关等配件以及安装费用。③智能控电管理系统；智能控电管理系统是专为学生公寓设计的一种产品，与机械式电度表和电子式IC卡电度表相比，不仅可以完成用电计量，同时还具有以下优点:第一，可以实现预收费，特别适合于学生公寓的物业管理。第二，有强大的智能控电功能.例如完成定时关断功能适合学生公寓晚间统一熄灯的要求、负荷控制功能根据管理需要设定用电负荷，防止学生使用电炉等大功率电器，导致过负荷用电。第三，具有用电数据统计分析功能，为科学管理提供依据。第四，机柜内己包含了表箱、空气开关等配件，不增加额外费用。第五，安装简单，操作方便，设备集中管理，不易损坏。第六，系统配置数据管理机，有统一的插卡孔，学生使用方便。第七，本系统价格低于电子式卡电表，市场报价约为元户。

5 结语

智能控电管理系统在许多集中应用场合开始显示出独到的优势，这使它开始引人瞩目并取得相应的发展空间。它将逐步改变和发展原有电度表应用领域的产品概念，在相关领域显示出更大的发展前途。智能控电管理系统具有较高的性能价格比，大大减少了管理人员的工作量，提高了工作效率和公寓智能化管理水平，对须集中管理的学生公寓尤其适用。

[1]郭宏祥.新型学生公寓校园网络设计.电气,智能建筑.2000

[2]郭宏祥.新型学生公寓电气设计浅析.建筑电气资讯.2001.