安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：介紹西南民族大學(xué)藏彝學(xué)院，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-3000型預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：西南民族大學(xué)藏彝學(xué)院;智能電力儀表;Acrel-3000;預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng);

0 概述 

    西南民族大學(xué)預(yù)付費(fèi)項(xiàng)目主要包括了民大航空港校區(qū)新建學(xué)生宿舍13棟，14棟的電能表預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng)。

    該項(xiàng)目有兩棟樓，均為六層，一共有532個(gè)房間，其中13棟彝學(xué)院289個(gè)房間，14棟藏學(xué)院243個(gè)房間，采用我公司ADF100單相多用戶電能表195個(gè)。

1 需求分析

    宿舍是學(xué)生生活學(xué)習(xí)的地方，安全是首要的！學(xué)生在用電的時(shí)候，難免有違規(guī)之處，僅靠宣傳和學(xué)生的自覺性是*不夠的，容易產(chǎn)生用電事故。高校發(fā)生的用電事故，不僅給校方帶來麻煩，更是給學(xué)生造成傷害。引進(jìn)安全智能預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)后，因使用電器而引起的火災(zāi)和傷害不會再發(fā)生。該系統(tǒng)對超負(fù)荷用電、違章用電等情況，能自動、準(zhǔn)確 、快速識別，并能及時(shí)啟動電路保護(hù)功能，用現(xiàn)代智能手段杜絕了重大安全隱患。現(xiàn)在學(xué)生公寓后勤管理己趨于社會化，原來的管理模式需要很大的人力支持，引進(jìn)公寓式安全用電智能預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，將大大減少后勤管理工作量。為學(xué)校節(jié)約了人力財(cái)力。任何單位和個(gè)人，資金都起著血脈的作用。資金的回收，影響著單位和個(gè)人的利潤收入，也給財(cái)務(wù)工作帶來一定的麻煩。由于使用該智能管理系統(tǒng)，其準(zhǔn)確性、及時(shí)性，公正合理，樹立了后勤管理部門的良好形象。

    本技術(shù)條件適用于西南民族大學(xué)藏彝學(xué)院宿舍樓。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件。

1.1 電能計(jì)量功能及預(yù)付費(fèi)功能

    系統(tǒng)對每個(gè)房間的照明/插座、空調(diào)分別進(jìn)行電能計(jì)量和預(yù)付費(fèi)；對學(xué)生的用電費(fèi)用進(jìn)行預(yù)收，學(xué)生到售電點(diǎn)購電后，系統(tǒng)將其預(yù)購電量通過通信網(wǎng)絡(luò)下發(fā)至電表對應(yīng)單元中，實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)功能。

1.2 無費(fèi)關(guān)斷功能

    當(dāng)房間回路的剩余電量用完時(shí)，電表單元回路將自動關(guān)斷，充值完成后自動合閘。

1.3 空調(diào)控制功能

    系統(tǒng)可根據(jù)需求對空調(diào)回路實(shí)現(xiàn)斷送電控制。

1.4 負(fù)載管理功能

   可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)設(shè)定房間回路的負(fù)載值，超負(fù)荷將自動斷電。

1.5 用電查詢功能

   用戶充值時(shí)，可查詢其對應(yīng)的當(dāng)前剩余電量，及總用電量的情況。

1.6 售電統(tǒng)計(jì)、分析功能

   本系統(tǒng)可按用戶的不同時(shí)間及需求打印日、月、年等統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2  系統(tǒng)方案

    安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)西南民族大學(xué)現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過光纖接至值班室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。

    現(xiàn)場共有195只ADF100，分為24條RS485總線接至通訊管理機(jī)，通訊管理機(jī)通過光纖拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

2.1）站控管理層

    站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。

2.2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

     通訊層主要是由ANET-LX8四臺、以太網(wǎng)設(shè)備、光纖及總線網(wǎng)絡(luò)組成。ANET-LX8通訊管理機(jī)主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備、光纖及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無人值守的目的。

2.3）現(xiàn)場設(shè)備層

    現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能儀表現(xiàn)場連接示意

    現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至通訊管理機(jī)ANET-LX8，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

    施工指導(dǎo)

    根據(jù)現(xiàn)場平面圖，確定表箱位置，給客戶出施工圖紙。

3  系統(tǒng)功能

    房間管理：用戶可以配置修改房間信息，如房間所對的電能表地址，回路編號等，并且可以添加刪除房間，查詢房間屬性等.

房間管理

    房間購電：正常情況下，學(xué)生在網(wǎng)上通過一卡通充值后，預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng)根據(jù)一卡通廠家更新的中間表往對應(yīng)的電表回路充值。所以不需要人工值守充值，保留此功能的原因是，在學(xué)生出現(xiàn)充值錯(cuò)誤的時(shí)候，可以由管理員操作手動充值(支持充負(fù)數(shù))。

房間購電

   實(shí)時(shí)監(jiān)控：對每個(gè)學(xué)生房間的用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，單個(gè)表之間的刷新速度是800毫秒，在通訊正常的情況下，顯示學(xué)生房間當(dāng)前的用電數(shù)據(jù)如下圖所示：

實(shí)時(shí)監(jiān)控

    通訊故障自動報(bào)警：當(dāng)系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)與通訊管理機(jī)或通訊管理機(jī)與電能表出現(xiàn)通訊異常會給出提示報(bào)警。

    系統(tǒng)操作日志，賬戶操作日志，充值記錄，監(jiān)控記錄：系統(tǒng)將把每個(gè)操作員所做的每一步操作都記錄在數(shù)據(jù)庫中，對其所有的操作都有追溯性。

通訊故障自動報(bào)警

   房間售電查詢：在系統(tǒng)上，操作員可查詢某房間的充值信息。

房間售電查詢

   實(shí)時(shí)控制命令：系統(tǒng)可以點(diǎn)讀單個(gè)房間的用電情況，并且在此可以設(shè)置電表的參數(shù)信息，如：對繼電器閉合(斷開)，報(bào)警電量，囤積電量設(shè)置，大電流閾值，大功率閾值設(shè)置，電能清零，是否開啟強(qiáng)控等。

遠(yuǎn)程控制命令

   系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與還原：操作員可以對系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行備份與還原，當(dāng)服務(wù)器關(guān)機(jī)不正常或更換服務(wù)器時(shí)，可保證數(shù)據(jù)的安全。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與還原

    用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能：對充值成功記錄，未充值成功記錄，系統(tǒng)日志，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等都可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)查詢，報(bào)表打印，系統(tǒng)軟件中含有各種報(bào)表打印功能，可自定義列，導(dǎo)出Excel等，報(bào)表形式多樣靈活，統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確快速。

4  結(jié)束語

    在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，學(xué)校宿舍項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)在西南民族大學(xué)項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生宿舍供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與通訊管理機(jī)、計(jì)算機(jī)等組成預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示各宿舍用電的運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、語音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)對超負(fù)荷用電、違章用電等情況，能自動、準(zhǔn)確 、快速識別。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為學(xué)校宿舍項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的管理水平。