摘 要 本文結(jié)合大學生公寓用電的實際情況，將一套適合大學生公寓的安全管理解決方案制定出來，并且指出其中相對應的管理技術(shù)，這個方案在大學生公寓中得到廣泛地應用。

關(guān)鍵詞 大學生公寓；安全用電；管理

1.如何實行安全用電管理技術(shù)

1.1 建立需求側(cè)管理工作網(wǎng)絡(luò)

在很多高校中，都會建立側(cè)管理部門，通過開展講座、資料發(fā)放、有獎征文、知識競賽、技術(shù)展示等活動，將這種管理理念宣傳到每個管理人員身邊，使人人都了解側(cè)管理理念，讓學生也明白側(cè)管理工作對自身所能發(fā)揮的效能，以及在社會的經(jīng)濟發(fā)展中所發(fā)揮的重要意義。同時，可以通過學校的需求，增強說服力，使大學生的用電意識逐漸增強。

1.2 積極利用負控技術(shù)進行負荷預測

主動了解學生公寓的用電使用情況，使用電管理人員在進行用電需求實測的時候更為方便，還能夠隨時掌握學生的用電需求。同時，需求側(cè)管理支持系統(tǒng)也要建立起來。

2.系統(tǒng)要求

2.1 要求具有智能識別惡性用電的功能

針對學生的用電情況，是需要管理員引起重視的，其用電的過程，也需要不斷地進行監(jiān)控，實施這樣的方法，會有效地解決學生的違規(guī)用電，但是在這個基礎(chǔ)上，是可以保障學生日常的用電，這樣一來，火災和事故的發(fā)生也會在一定程度上得到有效地解決。

2.2 工作效率要高

現(xiàn)在的用電管理已經(jīng)不完全是手工操作了，在一定程度上智能用電管理已經(jīng)將其取代，在這種情況下，出現(xiàn)錯誤的幾率也會減少很多，效率就會得到很大的提升。

2.3 要對學生宿舍用電情況一目了然

在這樣的系統(tǒng)中，計量、運算和查詢的功能都是其中包含的重要功能，這樣的話，學生宿舍的用電量就會準確及時地反映出來，針對那些出現(xiàn)問題的宿舍，要讓管理員第一時間知道，然后及時地找到解決的辦法，使問題可以在第一時間得到有效地解決。這樣的話，在公布的電費收取表中，學生就可以清楚明了地知道自己宿舍的用電情況。

2.4 要有良好的收益

電費的計量可以采取電腦，學生可以在這種情況下，養(yǎng)成隨手關(guān)燈、節(jié)約用電的好習慣，每個月學校都可以提供正常的照明供電，只有是超出用電量，就要另外計費，這樣的話，開支也可以節(jié)省下來。

3.設(shè)計方案

例如，在某大學中學生宿舍有10棟，每一棟有6層，每一層有50間房，在每個房間中設(shè)置1只電表。每棟樓中含有300只電表，一共有3000只。用電管理室需要在每棟樓中設(shè)立起來，在學校中，管理主站設(shè)置起來。

3.1 基本配置

計量采集箱是需要在每棟宿舍的每層樓中配備兩臺，一共有120臺。在每一臺計量采集箱中設(shè)置25只電表，16路采集器2臺，8路控制器3臺，脈沖轉(zhuǎn)換器25只，負載識別器25只。將12臺計量采集箱設(shè)置在每棟宿舍中，將1臺壁掛式用電集中管理器設(shè)置在用電管理室中。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

計量采集箱120臺，集中管理器10臺，管理主站1套，都是組成系統(tǒng)的主要內(nèi)容。計量采集箱和集中管理器通信采用低壓電力載波或工業(yè)級RS485總線，集中管理器與管理主站采用工業(yè)級RS485總線或無線數(shù)據(jù)傳輸。

3.3 設(shè)備功能及指標

（1）脈沖轉(zhuǎn)換器

在不同計量脈沖和電能表計量數(shù)據(jù)中會出現(xiàn)不同步的問題，若是可以將這個問題很好地解決，那么抄表數(shù)據(jù)就會更加準確和可靠。

（2）過載識別器

它最主要的作用就是將用電戶的負載情況識別出來，一旦出現(xiàn)過載的時候，就會進行報警，然后通過采集器將這個報警信號傳送到用電集中管理器中，隨后發(fā)出報警。

（3）智能采集器

采用以TR98 10 為核心的超大規(guī)模集成電路芯片， 并應用國際上先進技術(shù)二次合成厚膜混合電路模塊， 集成獨立的CPU 單元和數(shù)據(jù)處理單元， 即使通信線路有故障或斷電也不會引起數(shù)據(jù)丟失。采集器內(nèi)部有可靠的電源檢測電路、看門狗電路、數(shù)據(jù)存儲保護電路， 具有保險過載、斷電自恢復能力和防雷電、過電壓措施， 并在程序上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份、校驗處理、數(shù)據(jù)塊保護處理及指令冗余等抗干擾措施， 使整個系統(tǒng)抗干擾能力強、穩(wěn)定可靠。

（4）控制器

執(zhí)行用電集中管理器發(fā)來的指令， 接通或斷開對應房間的電源。關(guān)鍵部件選用新型的大電流電觸點的磁保持繼電器， 平時不帶電、不發(fā)熱、無噪音， 不消耗電能， 不易發(fā)生電源故障。

（5）斷路器

為5A小電流過流自動跳閘式小型空氣開關(guān)， 便于用戶檢修電路及作為用電保險之用。

（6）用電集中管理器

為一棟樓的中央控制單元， 結(jié)構(gòu)上采用新一代AL L IN ONE 工業(yè)級計算機， 集成了CPU、內(nèi)存、電子盤、RS232 接口、RS485 接口， 以及防止程序鎖死的看門狗實時時鐘控制芯片， 且具有過載、斷電自恢復能力和防雷電、過電壓措施。在程序上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份、校驗處理、數(shù)據(jù)塊保護處理及指令冗余等抗干擾措施，使其可靠性大為提高， 完全滿足系統(tǒng)運行的要求， 同時采用了專用通信模塊， 增強了線路傳輸?shù)目垢蓴_能力， 即使在強電場干擾的運行環(huán)境中仍然具有很強的通信能力。

用電集中管理器為壁掛式小型裝置， 面板采用LCD或LED 顯示， 字體碩大， 顯示清晰明亮。面板設(shè)置有小型數(shù)字鍵盤、報警指示及蜂鳴器， 當有過載時自動顯示房間號并閃光， 音響告警， 當同時有兩個以上的房間過載時， 巡回顯示房間號， 只有管理員手動解除報警按鈕時， 音響停止， 但閃光不斷。查詢時只需輸入房間號碼， 可同時顯示該房間的“新購電量”、“用電量”、“剩余電量”數(shù)據(jù)。

（7）用電管理主站和軟件包

在收費和控制系統(tǒng)中，應用軟件和數(shù)據(jù)等在其中發(fā)揮著重要的作用。通過最初設(shè)定的項目和各集中管理器，主站可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，月、日報表和計費發(fā)票也就可以進行打印了，耗損平衡和分析管理，并且將生成之后的數(shù)據(jù)交給其他系統(tǒng)。

4.系統(tǒng)基本功能及原理

4.1 單元控制模塊基本功能

（1）數(shù)據(jù)采集、傳輸與惡性負載智能識別控制。

（2）集成電路芯片。單元控制模塊要求具備解釋并執(zhí)行系統(tǒng)微機指令的功能， 每個單元控制模塊分管8 個房間控制模塊， 采用超大規(guī)模集成電路芯片，集成獨立的CPU 單元和數(shù)據(jù)處理單元， 即使數(shù)據(jù)傳輸線路有故障或斷電也不會引起數(shù)據(jù)丟失。單元控制模塊內(nèi)部須設(shè)置可靠的電源檢測電路、看門狗電路、數(shù)據(jù)存儲保護電路， 具有過載斷電、斷電自動恢復能力和防雷、防過電壓措施， 并在系統(tǒng)管理程序上實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)校驗處理、數(shù)據(jù)塊保護處理及指令冗余等抗干擾措施， 使整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行。

4.2 房間控制模塊基本功能

（1）計量。計量脈沖信號是由房間控制模板發(fā)出的，這樣的話，計量任務就會得到實行。

（2）控制。在房間控制模塊中，單元控制模塊在執(zhí)行的過程中會將相應的指令發(fā)出，決定房間總電源的接通或者是斷開。繼電器是模塊中的重要部分，可以對新型的大電流電觸點的磁進行選用，這樣的話，繼電器也會有所保持，利用12V 電壓的正負脈沖信號驅(qū)動。

4.3 惡性負載智能識別控制的基本原理

（1）建立數(shù)學模型。學生公寓智能控電管理系統(tǒng)根據(jù)學生使用電器的用電動態(tài)參數(shù)建立數(shù)學模型，根據(jù)其用電特點將電器分為阻性負載和感性負載。

（2）自動識別控制。系統(tǒng)CPU 程序自動跟蹤檢測電器瞬間加電時功率點的大小， 經(jīng)過分析后發(fā)出控制指令。假設(shè)系統(tǒng)設(shè)置惡性負載的識別功率為300W， 當使用大于300W 的阻性負載（如電爐、熱得快等），系統(tǒng)檢測識別后發(fā)出指令切斷該房間的電源。當房間使用感性負載（如電腦、充電器等），系統(tǒng)檢測后識別為正常用電負載， 所有的正常負載都不會累加。當房間使用1500W 的電熱水器時， 系統(tǒng)CPU 程序?qū)崟r跟蹤檢測到電熱水器的瞬間加電功率點處于開放的范圍， 也會識別為正常用電負載。

4.4 用電查詢管理器基本功能

（1）查詢管理， 單獨控制。每棟學生公寓樓都應該可以直接進行用電量的查詢，這樣的話，設(shè)置用電查詢管理器就應該設(shè)置在其中，在本棟樓中，它發(fā)揮著核心作用。

（2）集成電路芯片。在現(xiàn)在工業(yè)中，這種設(shè)計原理是比較先進的，它其中包含CPU、存儲器、RS232接口、RS485接口，這種芯片在一定程度上也可以起到防程序鎖死的作用。壁掛式小型箱體裝置是用電查詢管理器主要設(shè)計的方式，LCD液晶顯示器是顯示面板所采用的，數(shù)字鍵盤是需要設(shè)置在面板上的。一旦這個系統(tǒng)管理微機因為發(fā)生故障或者人為原因出現(xiàn)關(guān)機的時候，系統(tǒng)管理微機的部分工作是用電查詢管理器所能代替的，在這種情況下，本棟樓的實時用電查詢功能和定時斷電送電等任務都是根據(jù)它來實現(xiàn)的。

4.5 用電管理程序基本功能

（1）房間號碼設(shè)置。學生的公寓樓號和房間號碼都可以在系統(tǒng)微機內(nèi)的用電管理程序中進行設(shè)置。例如，8號學生公寓3樓的第4個房間，那么它所設(shè)置出來的編號就是8304。

（2）房間定時限流。針對學生宿舍的用電管理，可以通過微機單獨針對某一房間進行管理和控制。

（3）惡性負載識別。系統(tǒng)微機內(nèi)的用電管理程序是可以將惡性負載的識別功率設(shè)置出來的，針對一些違章用電可以有效地識別出來。例如：如果是將300W設(shè)置為識別功率，那么只要是超過這個識別功率的范圍就會很容易被發(fā)現(xiàn)，但是針對正常的電器使用，功率大小都是可以的。

（4）收費管理。用電管理程序可以通過系統(tǒng)微機，能夠直接針對每個房間進行電費的繳納。在高校中，每月都會提供學生的基本用電量，這種情況就是會在一定的時間內(nèi)，通過用電管理程序可以實現(xiàn)自動充值。

（5）其他功能。這個系統(tǒng)當出現(xiàn)欠費情況的時候，可以自動進行繳費，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)退費管理，換房管理功能等。當在高校學生公寓用電管理中出現(xiàn)問題的時候，這些功能都可以使其得到有效的解決。例如，在高校中，學生房間是一年進行一次調(diào)整，退費管理功能和換房管理功能就會顯示出很大的優(yōu)勢。

4.6 用電安全保護

（1）短路過流保護。在學生公寓智能控電管理系統(tǒng)中，短路、過流功能都是設(shè)置在系統(tǒng)控制機柜輸出端上的，這樣的話，學生在用電時候的安全也會得以保障。

（1）違章斷電。在房間內(nèi)，有學生對違章電器進行使用，系統(tǒng)會對這個房間的總電源在5秒鐘切斷；學校在將這些電器摘除之后，通過系統(tǒng)的檢測，然后識別之后，就會在一分鐘之內(nèi)送電，在這種情況下是不需要人工的，這樣的話，安全用電就會方便很多。

4.7 遠程控制及實時監(jiān)控報警

（1）遠程控制。學生公寓智能控電管理系統(tǒng)中存在的管理操作的完成，都能夠在微機上進行，遠程控制也就得以很好的實現(xiàn)。在系統(tǒng)管理微機和數(shù)字化單元控制模塊中，所有的管理數(shù)據(jù)都能夠達到最快的傳輸和存儲，相互之間還可以實現(xiàn)備份，這樣的話，管理數(shù)據(jù)的安全性就會得到很好地保障。

（2）實時監(jiān)控。在系統(tǒng)管理微機顯示器上，存在于高校學生公寓每個房間的用電功率都用一個標志來體現(xiàn)，如果這個標志越多，就表示這個房間用電功率越大。當鼠標移至房間的時候，系統(tǒng)就會自動將這個房間的實際用電功率參數(shù)就會顯示出來，這其實也就是將一個多參數(shù)同時顯示虛擬電表設(shè)置出來。

4.8 財務管理

（1）財務統(tǒng)計分析。財務報表系統(tǒng)、財務分析等功能都是需要在學生公寓職能控電管理程序中建立起來的，這樣的話，高校在進行財務管理的時候才會有更多的方便可圖。同時，管理員在工作中發(fā)生的問題和做過的工作在系統(tǒng)中都會被自動記錄下來，而且這種記錄是不能修改的，不良的財務行為也會有所避免。

（2）可擴展性。聯(lián)網(wǎng)接口是需要在學生公寓智能控電管理系統(tǒng)留出來的，在學校中，一定要建立適合學生的收費管理系統(tǒng)，這樣的話，校園一卡通對接的接口參數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)。

參考資料：

[1]蔡旭斌，羅玲;電能計量自動抄表技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];廣東電力;2003年02期

[2]王月志，劉伯剛;自動抄表系統(tǒng)[J];電測與儀表;2004年09期

[3]趙偉，張小牛，孟浩文;網(wǎng)絡(luò)化──測量技術(shù)與儀器發(fā)展的新趨勢[J];電測與儀表;2000年07期

[4]朱長銀;基于低壓電力線擴頻載波抄表技術(shù)的研究[D];河海大學;2005年

[5]樂強;電能計量自動抄表技術(shù)的應用[J];大眾科技;2005年10期

[6]李春青;嵌入式數(shù)據(jù)終端平臺設(shè)計與研發(fā)[D];南京理工大學;2006年