赵斌

安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介绍西南民族大学藏彝学院，采用智能电力仪表、采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3000型预付费电能管理系统实现配电回路用电的实时监控和管理。

关键词：西南民族大学藏彝学院;智能电力仪表;Acrel-3000;预付费电能管理系统;

0概述 
西南民族大学预付费项目主要包括了民大航空港校区新建学生宿舍13栋，14栋的电能表预付费售电管理系统。
该项目有两栋楼，均为六层，一共有532个房间，其中13栋彝学院289个房间，14栋藏学院243个房间，采用我公司ADF100单相多用户电能表195个。
1需求分析
宿舍是学生生活学习的地方，安全是首要的！学生在用电的时候，难免有违规之处，仅靠宣传和学生的自觉性是完全不够的，极易产生用电事故。高校发生的用电事故，不仅给校方带来麻烦，更是给学生造成伤害。引进安全智能预付费电能管理系统后，因使用电器而引起的火灾和伤害不会再发生。该系统对超负荷用电、违章用电等情况，能自动、准确 、快速识别，并能及时启动电路保护功能，用现代智能手段彻底杜绝了重大安全隐患。现在学生公寓后勤管理己趋于社会化，原来的管理模式需要很大的人力支持，引进公寓式安全用电智能预付费电能管理系统，将大大减少后勤管理工作量。为学校节约了人力财力。任何单位和个人，资金都起着血脉的作用。资金的回收，影响着单位和个人的利润收入，也给财务工作带来一定的麻烦。由于使用该智能管理系统，其准确性、及时性，公正合理，树立了后勤管理部门的良好形象。
本技术条件适用于西南民族大学藏彝学院宿舍楼。供方产品应具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件。
1.1 电能计量功能及预付费功能
系统对每个房间的照明/插座、空调分别进行电能计量和预付费；对学生的用电费用进行预收，学生到售电点购电后，系统将其预购电量通过通信网络下发至电表对应单元中，实现预付费功能。
1.2 无费关断功能
当房间回路的剩余电量用完时，电表单元回路将自动关断，充值完成后自动合闸。
1.3 空调控制功能
   系统可根据需求对空调回路实现断送电控制。
1.4 负载管理功能
   可根据需要在一定范围内设定房间回路的最大负载值，超负荷将自动断电。
1.5 用电查询功能
   用户充值时，可查询其对应的当前剩余电量，及总用电量的情况。
1.6 售电统计、分析功能
   本系统可按用户的不同时间及需求打印日、月、年等统计报表。
2  系统方案
安科瑞Acrel-3000系统根据西南民族大学现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线直接接至数据采集器然后通过光纤接至值班室的监控主机，保障了电能管理监控系统传输的稳定性与实时性。
现场共有195只ADF100，分为24条RS485总线接至通讯管理机，通讯管理机通过光纤拉至值班室连接到监控主机，实现总线上仪表与监控主机的数据连通。
2.1）站控管理层
站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。
2.2）网络通讯层
 通讯层主要是由ANET-LX8四台、以太网设备、光纤及总线网络组成。ANET-LX8通讯管理机主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备、光纤及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。
2.3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达监控主机进行组网，实现远程控制。
系统结构图

智能仪表现场连接示意

现场仪表以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能仪表数量在20只左右，不同种类的智能装置连接在不同的总线上，然后将数据上传至通讯管理机ANET-LX8，进而将数据上传至当地监控终端。具体连接示意图如下所示：

施工指导

根据现场平面图，确定表箱位置，给客户出施工图纸。

3  系统功能
房间管理：用户可以配置修改房间信息，如房间所对的电能表地址，回路编号等，并且可以添加删除房间，查询房间属性等.

房间管理

房间购电：正常情况下，学生在网上通过一卡通充值后，预付费售电系统根据一卡通厂家更新的中间表往对应的电表回路充值。

所以不需要人工值守充值，保留此功能的原因是，在学生出现充值错误的时候，可以由管理员操作手动充值(支持充负数)。  

房间购电

实时监控：对每个学生房间的用电情况进行实时监控，单个表之间的刷新速度是800毫秒，在通讯正常的情况下，显示学生房间当前的用电数据如下图所示：

实时监控

通讯故障自动报警：当系统检测到系统与通讯管理机或通讯管理机与电能表出现通讯异常会给出提示报警。

系统操作日志，账户操作日志，充值记录，监控记录：系统将把每个操作员所做的每一步操作都记录在数据库中，对其所有的操作都有追溯性。

通讯故障自动报警

   房间售电查询：在系统上，操作员可查询某房间的充值信息。

房间售电查询

实时控制命令：系统可以点读单个房间的用电情况，并且在此可以设置电表的参数信息，如：对继电器闭合(断开)，报警电量，囤积电量设置，最大电流阈值，最大功率阈值设置，电能清零，是否开启强控等。

远程控制命令

系统数据备份与还原：操作员可以对系统进行数据进行备份与还原，当服务器关机不正常或更换服务器时，可保证数据的安全。

系统数据备份与还原

用电数据统计分析功能：对充值成功记录，未充值成功记录，系统日志，实时监控数据等都可以实现统计查询，报表打印，系统软件中含有各种报表打印功能，可自定义列，导出Excel等，报表形式多样灵活，统计准确快速。
4  结束语
在当今配电设施的应用中，学校宿舍项目的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-3000预付费电能管理系统在西南民族大学项目的应用，可以实现对学生宿舍供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与通讯管理机、计算机等组成预付费电能管理系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示各宿舍用电的运行状态，对负载越限具有弹出报警对话框、语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统对超负荷用电、违章用电等情况，能自动、准确 、快速识别。该系统运行安全、可靠、稳定，为学校宿舍项目解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的管理水平。

参考文献：
[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社
[2]《电力监控系统在供配电设计中的应用》，高士宏，科技风[3]《电力监控运用于10kv供配电设计》，姚强，科技天地

作者简介：
赵斌，男，本科，安科瑞电气股份有限公司工程师，主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统.
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