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多用戶多回路宿舍用電管理解決方案
0 引言
近幾年來，因違規(guī)使用大功率惡性負載電器導致宿舍失火的安全事故在各大高校時有發(fā)生，給學生和學校都帶來了巨大的損失。北京大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海商學院以及俄羅斯人民友誼大學等高校學生公寓發(fā)生的火災給高校學生公寓的安全用電敲響了警鐘。根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計，目80%以上的高校學生宿舍火災屬于電氣火災。其發(fā)生的原因包括供電線路老化等問題，但主要的原因還是由于學生違規(guī)使用惡性負載以及宿舍沒有人的情況下電器超時工作發(fā)熱導致。
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高校宿舍作為個人員居住密集的場所，旦發(fā)生火災其后果難以想象，所以其用電安全非常需要我們?nèi)ブ匾?，做好高校宿舍用電安全治理工作，給學生提供個安全舒適的學習生活換景，是高校和我們共同的任務(wù)。
1 高校用電
通過調(diào)查研究, 學生常用的用電器可歸為三大類。
（1）儀器儀表性負載：這類負載有電視機、電腦、筆記本等。它們的共同特點是般都由開關(guān)電源組成, 電壓和電流的波形相差很大, 我們將這類負載統(tǒng)稱為儀器儀表性負載。
（2）感性負載：這類負載包括電動牙刷、剃須刀、電子日光臺燈等。它們的共同特點是電壓和電流的波形相同, 但相位不同, 電流滯后于電壓個相位角, 我們將這類負載統(tǒng)稱為感性負載。
（3）惡性負載：這類負載包括電爐子、電飯鍋、熱得快、電燙熱夾板、電熱毯、電吹風等。此類負載的電特性類似于純電阻負載, 因此從這個角度看也可稱為阻性負載, 其特點是電壓和電流波形相同, 且相位相同, 相位角為0, 我們將這類負載統(tǒng)稱為惡性負載。
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不同負載具有不同的特征，而當不同負載混合使用時，要對其進行識別并非易事。因此我們通過將學生宿舍內(nèi)部使用的負載分為不同回路去分別計量，分別控制，大大提高了惡性負載識別的準確性，對此我們提出了兩種解決方案，種是安裝在學生宿舍內(nèi)部的單相進三出電表解決方案，另種是集中安裝于樓層配電箱的多用戶多回路解決方案。
2 多用戶多回路解決方案
多用戶多回路解決方案般適用于集中安裝的環(huán)境，箱體集中安裝于樓層配電間，然后根據(jù)需求可以每個寢室引入兩個（或三個）回路，實現(xiàn)分路計量、分路控制，大大提高惡性負載識別的準確性，降低誤判的概率，實現(xiàn)高校宿舍用電規(guī)范化、安全化管理，其接線圖如下圖所示。
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ADF300L-III-36/3DM（每個寢室接入三個回路）
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ADF300L-III-36/2DM（每個寢室接入兩個回路）
主要功能
用戶雙回路（三回路）計量控制功能:將電表的兩條（三條）出線提供給個宿舍使用，除兩線（三線）用電進行合計計算之外，用戶的每條線可包括所選用電表的所有功能，可單獨設(shè)置每條線路的參數(shù)，實現(xiàn)獨立控制；
預付費管理控制功能：可實現(xiàn)余額不足預跳閘提示，斷電自動跳閘；
惡性負載識別功能：可識別學生宿舍常見的諸如電吹風、熱得快、電飯鍋之類的惡性負載；
時間管理控制功能：可根據(jù)學校作息時間實現(xiàn)休息時間自動斷電，早上起床時間自動合閘；
強制控制功能：可通過后臺管理系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制通斷，用以處理突發(fā)事件。
技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù) 型號 | ADF300L | |
電壓輸入 | 額定電壓 | 3×220/380V |
| 參比頻率 | 50Hz |
| 功耗 | <20VA |
電能計量 | 總有功電能計量、總無功電能計量 （反向計入正向） | |
電量測量 | U、I、P、Q、S、PF、F | |
顯示 | 8位段式LCD顯示、背光顯示 | |
開關(guān)量 | 8路開關(guān)量輸出 | |
電流輸入 | 輸入電流 | 3*250A |
| 輸出電流 | 10(60)A |
| 起動電流 | 4‰Ib |
測量性能 | 測量精度 | 1級 |
脈沖 | 脈沖輸出 | 1路有功脈沖輸出 |
| 脈沖寬度 | 80ms±20ms |
| 脈沖常數(shù) | 1600 imp/kWh |
通信 | 接口 | 紅外通訊 |
| 接口 | 2路RS485(通訊線需要屏蔽雙絞線) |
| 協(xié)議 | MODBUS-RTU、DL/T 645-07 |
環(huán)境 | 溫度 | 工作溫度：-20℃~+60℃，存儲溫度：-30℃~+70℃ |
| 濕度 | ≤95%RH，不結(jié)露，無腐蝕性氣體場所 |
| 海拔 | ≤2000m |
3 單相進三出電表解決方案
單相進三出電表解決方案表計直接安裝在學生宿舍的PZ30箱內(nèi)，控制功能完善，能夠?qū)⒖照{(diào)和般惡性負載區(qū)別開，適用于南方裝有空調(diào)的學生宿舍。
接線圖及實物圖如下所示。
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主要功能
進三出：宿舍方案使用ADM130的儀表，可以分三路照明/插座/空調(diào)，三路單獨控制，單獨計量，單獨設(shè)置；
惡性負載控制：具備惡性負載識別功能，自動識別學院規(guī)定禁止使用的各類違章電器（如熱得快、電吹風、電熱毯、暖手煲等）功能，自動斷電；斷電次數(shù)可設(shè)。
基礎(chǔ)免費電量：可根據(jù)管理要求，對各宿舍，不同區(qū)域獨立設(shè)置基礎(chǔ)電量，提供給學生定的免費電量。
負控次數(shù)復位：超負荷斷電或使用禁用發(fā)熱電器自動斷電后可自動恢復供電，自動供電時間和次數(shù)可設(shè)。超過自動恢復次數(shù)后由管理員查明原因后臺恢復供電。
定時通斷：根據(jù)生效日期設(shè)置、節(jié)假日設(shè)置、通斷時間段設(shè)置，來自動對宿舍供電進行通斷。
白名單管理：維護電器白名單的信息，自帶不低于30類學校常用電器使用特征的數(shù)據(jù)庫。支持學習其他電器使用特征，白名單負載不會識別惡性負載。
夜間小功率：可以設(shè)置宿舍夜間小電流的使用，僅能供手機充電或夜燈使用。
空調(diào)模式：當路設(shè)置為空調(diào)負載時，將會獨立判斷惡性負載。
技術(shù)參數(shù)
項目 | ADM130 | ||
規(guī)格 |
| ||
測 量
| 電 壓 | 參比電壓 | 220V |
功耗 | <10VA(單相) | ||
阻抗 | >2MΩ | ||
精度等級 | 誤差±0.2% | ||
電 流 | 輸入電流 | 5(40)A | |
輸出電流 | 每路輸出電流16A | ||
功耗 | <4VA(單路額定電流) | ||
精度等級 | 誤差±0.2% | ||
功率 | 有功、無功、視在功率，誤差±0.5℅ | ||
電網(wǎng)頻率 | 45～65Hz，誤差±0.2% | ||
計量 | 電能 | 有功電能1級 | |
數(shù)字 信號 | 電量脈沖輸出 | 1路有功光耦輸出 | |
脈沖 | 脈沖寬度 | 80±20ms | |
脈沖常數(shù) | 3200imp/kWh | ||
通 信 | 接口與通信規(guī)約 | RS485口：Modbus RTU | |
通信地址范圍 | Modbus RTU:1~ 247 | ||
波特率 | 支持1200bps~9600bps | ||
環(huán) 境 | 工作溫度 | -25℃~+55℃ | |
存儲溫度 | -40℃~+70℃ | ||
相對濕度 | ≤95℅（無凝露） | ||
海拔 | <2000m | ||
4 結(jié)束語
高校宿舍作為個特殊應(yīng)用場合，在傳統(tǒng)的電能管理需求的基礎(chǔ)上有著與其他應(yīng)用場合所不同的要求，除基本的用電管理商品化外，更加強調(diào)用電安全和按需控制、按需管理。安科瑞致力于高校宿舍用電管理解決方案的持續(xù)研發(fā)中，根據(jù)高校需求努力為各大高校提供解決方案，希望能夠和各大高校起為建設(shè)智慧校園、平安校園出份力。
作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護器的研發(fā)與應(yīng)用，
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