摘要(yao)(yao)：安(an)全(quan)用(yong)(yong)電是學校(xiao)公寓用(yong)(yong)電管(guan)(guan)理的首要(yao)(yao)任務(wu)，這就需要(yao)(yao)對一些惡性負載進行(xing)識別和(he)(he)控制，同時為(wei)了(le)(le)(le)減少電工和(he)(he)后期管(guan)(guan)理人員的成(cheng)本(ben)，引進了(le)(le)(le)安(an)全(quan)用(yong)(yong)電管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)。本(ben)文在在描述了(le)(le)(le)安(an)全(quan)用(yong)(yong)電管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)的工作原理和(he)(he)利(li)用(yong)(yong)智能電表可(ke)實現的功能后,闡明了(le)(le)(le)該系(xi)(xi)統(tong)(tong)在學生(sheng)公寓中的應(ying)用(yong)(yong),從(cong)而體現了(le)(le)(le)安(an)全(quan)用(yong)(yong)電管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)的重要(yao)(yao)作用(yong)(yong)。

關鍵詞：用電(dian)管理;惡性負(fu)載(zai)識別;實時記錄

0前言

學(xue)(xue)校(xiao)(xiao)(xiao)肩負(fu)(fu)著(zhu)(zhu)教育、科研和社(she)會服務的(de)(de)(de)(de)(de)重任，是(shi)構(gou)成(cheng)(cheng)社(she)會的(de)(de)(de)(de)(de)重要社(she)區(qu)，也是(shi)資源能(neng)源消費的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)戶，其(qi)中學(xue)(xue)生公寓電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)消耗占到了(le)(le)(le)學(xue)(xue)校(xiao)(xiao)(xiao)整體能(neng)源消耗的(de)(de)(de)(de)(de)很大(da)(da)部分，根據國(guo)家建設節約型校(xiao)(xiao)(xiao)園的(de)(de)(de)(de)(de)要求，各高(gao)校(xiao)(xiao)(xiao)對(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)管理(li)日趨科學(xue)(xue)化，隨著(zhu)(zhu)全(quan)電(dian)(dian)(dian)(dian)子式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)表(biao)技術的(de)(de)(de)(de)(de)逐漸成(cheng)(cheng)熟(shu)，學(xue)(xue)校(xiao)(xiao)(xiao)對(dui)(dui)公寓用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)管理(li)己(ji)不滿足于僅僅對(dui)(dui)每月電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)數據的(de)(de)(de)(de)(de)抄(chao)(chao)錄和電(dian)(dian)(dian)(dian)費的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)繳，還(huan)要求達(da)到每日或(huo)隨機抄(chao)(chao)表(biao)用(yong)(yong)(yong)于對(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)戶用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)情況的(de)(de)(de)(de)(de)監視、查(cha)處異常(chang)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)、同時(shi)(shi)將離散的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)數據進行匯總，為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理(li)部門(men)提供詳實(shi)可靠的(de)(de)(de)(de)(de)數據，以(yi)便分析(xi)、統(tong)計，從而了(le)(le)(le)解整個學(xue)(xue)校(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)生用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)情況和電(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)(de)(de)負(fu)(fu)荷能(neng)力，據此出(chu)臺相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)政策和電(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)(de)(de)維護。同時(shi)(shi)，很多學(xue)(xue)生隨意使用(yong)(yong)(yong)一些(xie)諸如電(dian)(dian)(dian)(dian)爐子、熱(re)得快、白熾燈等發熱(re)性(xing)負(fu)(fu)載(zai)(以(yi)下統(tong)稱為(wei)(wei)惡(e)性(xing)負(fu)(fu)載(zai))，時(shi)(shi)常(chang)導致一些(xie)公寓火災，造成(cheng)(cheng)很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)人財物的(de)(de)(de)(de)(de)損失，所(suo)以(yi)，需要結(jie)合用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)計量系(xi)統(tong)進行惡(e)性(xing)負(fu)(fu)載(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制。學(xue)(xue)校(xiao)(xiao)(xiao)公寓用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)管理(li)首要安全(quan)其(qi)次要便于管理(li)，為(wei)(wei)了(le)(le)(le)達(da)到上述目的(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)我(wo)校(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)管理(li)中引入了(le)(le)(le)安全(quan)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)管理(li)系(xi)統(tong)，在(zai)(zai)應(ying)用(yong)(yong)(yong)中控(kong)制了(le)(le)(le)惡(e)性(xing)負(fu)(fu)載(zai)，保護了(le)(le)(le)線路，減少了(le)(le)(le)管理(li)成(cheng)(cheng)本(ben)，達(da)到了(le)(le)(le)為(wei)(wei)高(gao)校(xiao)(xiao)(xiao)節能(neng)和安全(quan)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。

1系統組成

圖1系統硬件結構圖

系統主要由DDNS電表、數據集中器、數據查詢器、數據線、軟件組成，采用結構簡單、成本低，對布線要求不高的RS-485總線進行組網。
2負載識(shi)別的工作(zuo)原理

想限(xian)制惡性負(fu)載(zai)(zai)，則需要首先辨別出惡性負(fu)載(zai)(zai)的(de)特性，常(chang)見的(de)學生公(gong)寓的(de)用(yong)電負(fu)載(zai)(zai)類型為阻性負(fu)載(zai)(zai)（如(ru)白熾燈、電爐子(zi)、熱的(de)快、電鈑煲、電熱毯(tan)等）、感性負(fu)載(zai)(zai)（如(ru)日(ri)光燈，空調(diao)），容性負(fu)載(zai)(zai)（如(ru)風扇）、非線性負(fu)載(zai)(zai)（如(ru)計算(suan)機、充(chong)電器），以(yi)及它們混合時的(de)負(fu)載(zai)(zai)。

圖2一臺計算機負載的波形

圖3兩臺計算機與白熾燈的波形

通過上述兩幅圖形可以看出，不同的負載有不同的負載曲線，我們可以運用小波分析原理，有效的識別學生公寓用電的負載類型，及時發現一些違章電器，從而避免火災事故的發生。
3安全用電管理系統(tong)的功能(neng)和應用

該(gai)系(xi)統目前已經發展到了第三(san)代，由1-T結構(gou)的(de)單片機，電能表多(duo)功能計量芯(xin)片組成，模塊化設(she)計，可(ke)以識別目前已知(zhi)的(de)各(ge)種負載，并可(ke)靈活(huo)設(she)定哪些負載可(ke)以過，哪些負載不(bu)可(ke)過。可(ke)以識別一些所謂的(de)“破解插座"。主要的(de)功能有：

3.1電能計量功能

系(xi)統(tong)具(ju)有計量正、反向有功(gong)電(dian)(dian)能且(qie)以(yi)同一方向累(lei)計有功(gong)電(dian)(dian)能。精度(du)高，優于1.0級，并且(qie)可(ke)以(yi)分(fen)別計量、識別控制1-208戶(hu)。可(ke)以(yi)進(jin)行分(fen)級分(fen)層設(she)(she)計，用戶(hu)數量擴充十分(fen)方便；模塊化、單(dan)元化結(jie)構設(she)(she)計便于維護(hu)。具(ju)有光耦隔(ge)離脈沖(chong)測試輸出，可(ke)用于校驗電(dian)(dian)表精度(du)。

3.2安全控制功能

系統具有定時自動斷送電功能，每天可設多個時段，時段數不限。可進行過載控制，負載連續超過*大設定功率一段時間，則切斷供電回路，3-50分鐘后自動恢復。進行惡性負載識別，自動識別用戶負載類型，有選擇的杜絕一切禁用負載，如電爐子、熱得快、電熱杯、*小識別惡性負載功率小于30W。也可進行多路控制，可以將照明、插座和電風扇分開控制。或選擇晚上采用降功率供電，只滿足手機等充電等功能。
3.3分類管理功能

系統可(ke)以把用(yong)戶進行(xing)分(fen)類管理（如專科(ke)(ke)、本科(ke)(ke)、研(yan)究生(sheng)等），進行(xing)充值、確定負載是否(fou)識別(bie)、是否(fou)控制等個性化設(she)置。可(ke)設(she)定報(bao)(bao)警(jing)和透支(zhi)方式，報(bao)(bao)警(jing)、透支(zhi)電(dian)(dian)(dian)量(liang)。電(dian)(dian)(dian)量(liang)用(yong)至可(ke)設(she)定的(de)報(bao)(bao)警(jing)量(liang)時(shi)報(bao)(bao)警(jing)，提示需輸入(ru)新的(de)電(dian)(dian)(dian)量(liang)；斷電(dian)(dian)(dian)報(bao)(bao)警(jing)時(shi)插入(ru)用(yong)電(dian)(dian)(dian)卡可(ke)暫時(shi)使(shi)用(yong)，并閃爍顯示剩余電(dian)(dian)(dian)量(liang)。對(dui)記錄的(de)信(xin)息(xi)進行(xing)對(dui)比分(fen)析(xi)，管理系統可(ke)以列出懷(huai)疑(yi)有違章用(yong)電(dian)(dian)(dian)行(xing)為的(de)用(yong)戶，以便重(zhong)點檢(jian)查(cha)，減少防、查(cha)電(dian)(dian)(dian)行(xing)為的(de)工作量(liang)。

3.4預付功能

此(ci)系統具有(you)預付功能，可(ke)以(yi)先(xian)買電(dian)(dian)后(hou)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)，購電(dian)(dian)方式(shi)可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)(yong)射(she)頻卡或微(wei)機通訊方式(shi)。管理(li)部門以(yi)銷(xiao)售(shou)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)卡的方式(shi)銷(xiao)售(shou)電(dian)(dian)量，預收電(dian)(dian)費(fei)，用(yong)(yong)(yong)戶先(xian)買后(hou)用(yong)(yong)(yong)。具有(you)按時(shi)充(chong)值功能，將免(mian)(mian)費(fei)電(dian)(dian)量自動充(chong)值到用(yong)(yong)(yong)戶檔(dang)案中(zhong)，并(bing)可(ke)實現先(xian)用(yong)(yong)(yong)免(mian)(mian)費(fei)電(dian)(dian)量后(hou)用(yong)(yong)(yong)購置電(dian)(dian)量。

3.5實時查詢功能

系(xi)統讀卡(ka)(ka)器(qi)上的(de)LED輪流(liu)顯示每(mei)一(yi)(yi)(yi)用(yong)(yong)戶信(xin)(xin)息(xi)(xi)：房間(jian)號、剩余電(dian)(dian)量(liang)、狀態（停(ting)電(dian)(dian)/非(fei)法用(yong)(yong)電(dian)(dian)）等(deng)信(xin)(xin)息(xi)(xi)。通過集中(zhong)數據(ju)(ju)查(cha)(cha)詢(xun)(xun)器(qi)的(de)鍵盤可查(cha)(cha)詢(xun)(xun)每(mei)一(yi)(yi)(yi)戶用(yong)(yong)電(dian)(dian)信(xin)(xin)息(xi)(xi)。IC卡(ka)(ka)經軟(ruan)、硬件(jian)多重加密，應能(neng)確保(bao)數據(ju)(ju)的(de)安全、正確、可靠(kao)。同時系(xi)統配(pei)置大屏幕液(ye)晶查(cha)(cha)詢(xun)(xun)器(qi)，可以實時查(cha)(cha)詢(xun)(xun)用(yong)(yong)戶用(yong)(yong)電(dian)(dian)量(liang)。系(xi)統還有刷卡(ka)(ka)供電(dian)(dian)，再刷斷(duan)電(dian)(dian)功能(neng)，適用(yong)(yong)于一(yi)(yi)(yi)個房間(jian)內多路供電(dian)(dian)（如每(mei)人一(yi)(yi)(yi)個供電(dian)(dian)插座）分別計(ji)量(liang)控制的(de)場合(he)。停(ting)電(dian)(dian)時，自動保(bao)存數據(ju)(ju)，來電(dian)(dian)自動恢復(fu)。提供應急供電(dian)(dian)功能(neng)。

4安全用電管理云平臺(tai)

4.1概述

隨著社(she)會(hui)經濟(ji)的(de)(de)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)，建筑(zhu)(zhu)電氣(qi)火災發(fa)生的(de)(de)頻率也呈(cheng)上升勢頭，給(gei)國家財(cai)產和(he)人民的(de)(de)生命安全造成的(de)(de)損(sun)失與日俱(ju)增，據統計，電氣(qi)隱患是(shi)引(yin)發(fa)建筑(zhu)(zhu)火災的(de)(de)首(shou)要(yao)因素。

安科瑞電氣(qi)推(tui)出(chu)的安全用電管(guan)理(li)云(yun)平臺(tai)采用剩余電流互感器(qi)、溫(wen)(wen)度傳感器(qi)、電氣(qi)火災(zai)探測器(qi)，對引發電氣(qi)火災(zai)的主要因素（導(dao)(dao)線溫(wen)(wen)度、電流和剩余電流）進行(xing)不間斷的數據跟蹤與統計(ji)分析，并將(jiang)發現(xian)的各種隱患(huan)信(xin)息及時(shi)推(tui)送給企(qi)業(ye)管(guan)理(li)人員，指(zhi)導(dao)(dao)企(qi)業(ye)實現(xian)第一(yi)時(shi)間的排查(cha)和治(zhi)理(li)，達到消(xiao)除潛(qian)在電氣(qi)火災(zai)安全隱患(huan)，實現(xian)“防患(huan)于(yu)未(wei)然"的目的。

用(yong)(yong)戶可以利用(yong)(yong)PC網頁(ye)、手機APP、微信小程序(xu)、微信公眾號等(deng)多種方式實現對平臺的訪問，查詢包括(kuo)系統(tong)信息、實時數(shu)據、報(bao)警記(ji)錄等(deng)在內的各種信息，使(shi)用(yong)(yong)方便(bian)。利用(yong)(yong)該系統(tong)為用(yong)(yong)戶提(ti)供的低成本專業(ye)服務，能有效提(ti)升企業(ye)的消防安全(quan)管理和電氣設備安全(quan)水(shui)平，有效防范重大惡性(xing)火(huo)災財產損失、尤其是重大惡性(xing)人員傷亡責任事故的發生。

4.2應用場所

本平臺適用(yong)于(yu)(yu)智能樓宇、高層(ceng)公寓、賓館(guan)、飯(fan)店(dian)、商(shang)廈、工礦企業、國家重(zhong)點消防(fang)單(dan)位以及石油化工、文教(jiao)衛生、金融、電信(xin)等(deng)領域，也(ye)適用(yong)于(yu)(yu)市(shi)場、門店(dian)等(deng)小微場所，對分(fen)散(san)在建筑內的探測(ce)器進行遙(yao)(yao)測(ce)、遙(yao)(yao)調、遙(yao)(yao)控(kong)、遙(yao)(yao)信(xin)，方便實現監控(kong)與管理(li)。

4.3系統架構

本平臺的整(zheng)體(ti)結構如圖(tu)所示(shi)：

4.4系統功能

5產品選型

6典型配置方案

6.1ARCM300系列儀表直連平臺(tai)

（1）配置方案

說明：ARCM300-Z-4G和ARCM300-ZD-4G直接上傳到平臺(tai)。

（2）安裝實例

6.2ARCM300系列(lie)儀表接(jie)入網關上傳到平(ping)臺

（1）配置方案

說明：arcm系列儀表通(tong)過485接口(kou)連(lian)接網關，由(you)網關上傳到平臺，一個網關下面(mian)可以接入30塊儀表

（2）安裝實例

6.3故障電弧探測(ce)器和滅弧式保護器接入平臺

（1）配置方案

說(shuo)明：故(gu)障電弧探測(ce)器和滅(mie)弧式保(bao)護器通過485接口連接網(wang)(wang)關，由網(wang)(wang)關上傳到平臺，一個網(wang)(wang)關下面可以接入30塊設備。

（2）安裝實例

7典型業績

（1）中鐵某(mou)局安全用(yong)電管理云平臺(tai)

（2）云(yun)南(nan)玉溪某電力安全用電管理(li)云(yun)平臺

（3）某地(di)強(qiang)制戒(jie)毒所智慧用(yong)電氣火災監控系(xi)統

（4）響水某畜牧改造(zao)安(an)全用電管理系統(tong)

（5）天津某電(dian)子有限公司(si)安全(quan)用電(dian)管理云平臺

（6）某冰(bing)川遺跡陳列館安全用電管理云平臺

（7）承(cheng)德某網(wang)絡(luo)科技有限(xian)公司(si)安全用電管理云(yun)平(ping)臺

（8）復旦(dan)大學某校區安全用電

（9）廣東某能源(yuan)科技有限公司安全用電管(guan)理云平臺

（10）湖南某智慧消防(fang)科技有限公(gong)司(si)安全用電(dian)管理云平臺

8結束語

針對當前高校(xiao)學(xue)塵公寓的(de)(de)用(yong)(yong)電特點及其亟待(dai)解(jie)決的(de)(de)安全(quan)(quan)(quan)問題，需要對一些惡(e)性負(fu)載(zai)進行限制，以(yi)保(bao)障用(yong)(yong)電安全(quan)(quan)(quan)，同時為了便(bian)于公寓的(de)(de)用(yong)(yong)電管理(li)，我們引進了學(xue)生公寓用(yong)(yong)電安全(quan)(quan)(quan)管理(li)系統。目前已(yi)經在學(xue)校(xiao)大(da)規模使用(yong)(yong)，經一年多的(de)(de)應用(yong)(yong)，不(bu)僅達到(dao)了安全(quan)(quan)(quan)用(yong)(yong)電的(de)(de)目的(de)(de)，還(huan)降低了電工和后期管理(li)人員的(de)(de)成本。

參考文獻

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作者簡介：

陳德信，男(nan)，現任職于安科(ke)瑞(rui)電氣股份有限公司，手機：13611994373（微信同號(hao)）