宿舍用电多用户多回路管理解决方案

       安科瑞顾锡君 近几年来，因违规使用大功率恶性负载电器导致宿舍失火的安全事故在各大高校时有发生，给学生和学校都带来了巨大的损失。北京大学、哈尔滨工业大学、上海商学院以及俄罗斯人民友谊大学等高校学生公寓发生的火灾给高校学生公寓的安全用电敲响了警钟。根据相关部门的统计，目前80%以上的高校学生宿舍火灾属于电气火灾。其发生的原因包括供电线路老化等问题，但主要的原因还是由于学生违规使用恶性负载以及宿舍没有人的情况下电器**时工作发热导致。

       高校宿舍作为一个人员居住密集的场所，一旦发生火灾其后果难以想象，所以其用电安全非常需要我们去重视，做好高校宿舍用电安全治理工作，给学生提供一个安全舒适的学习生活换景，是高校和我们共同的任务。
1 高校用电
通过调查研究, 学生常用的用电器可归为三大类。
（1）仪器仪表性负载：这类负载有电视机、电脑、笔记本等。它们的共同特点是一般都由开关电源组成, 电压和电流的波形相差很大, 我们将这类负载统称为仪器仪表性负载。
（2）感性负载：这类负载包括电动牙刷、剃须刀、电子日光台灯等。它们的共同特点是电压和电流的波形相同, 但相位不同, 电流滞后于电压一个相位角, 我们将这类负载统称为感性负载。
（3）恶性负载：这类负载包括电炉子、电饭锅、热得快、电烫热夹板、电热毯、电吹风等。此类负载的电特性类似于纯电阻负载, 因此从这个角度看也可称为阻性负载, 其特点是电压和电流波形相同, 且相位相同, 相位角为0, 我们将这类负载统称为恶性负载。

       不同负载具有不同的特征，而当不同负载混合使用时，要对其进行识别并非易事。因此我们通过将学生宿舍内部使用的负载分为不同回路去分别计量，分别控制，大大提高了恶性负载识别的准确性，对此我们提出了两种解决方案，一种是安装在学生宿舍内部的单相一进三出电表解决方案，另一种是集中安装于楼层配电箱的多用户多回路解决方案。
2 多用户多回路解决方案
       多用户多回路解决方案一般适用于集中安装的环境，箱体集中安装于楼层配电间，然后根据需求可以每个寝室引入两个（或三个）回路，实现分路计量、分路控制，大大提高恶性负载识别的准确性，降低误判的概率，实现高校宿舍用电规范化、安全化管理，其接线图如下图所示。

ADF300L-III-36/3DM（每个寝室接入三个回路）

ADF300L-III-36/2DM（每个寝室接入两个回路）
主要功能
用户双回路（三回路）计量控制功能:将电表的两条（三条）出线提供给一个宿舍使用，除两线（三线）用电进行合计计算之外，用户的每条线可包括所选用电表的所有功能，可单独设置每条线路的参数，实现独立控制；
预付费管理控制功能：可实现余额不足预跳闸提示，断电自动跳闸；
恶性负载识别功能：可识别学生宿舍常见的诸如电吹风、热得快、电饭锅之类的恶性负载；
时间管理控制功能：可根据学校作息时间实现休息时间自动断电，早上起床时间自动合闸；
强制控制功能：可通过后台管理系统实现远程控制通断，用以处理突发事件。

技术参数        型号

ADF300L    电压输入
额定电压     3×220/380V
参比频率     50Hz
功耗            <20VA
电能计量     总有功电能计量、总无功电能计量（反向计入正向）
电量测量     U、I、P、Q、S、PF、F
显示            8位段式LCD显示、背光显示
开关量         8路开关量输出
输入电流      3*250A
输出电流      10(60)A
起动电流      4‰Ib
测量精度      1级
脉冲            
脉冲输出      1路有功脉冲输出
脉冲宽度      80ms±20ms
脉冲常数      1600 imp/kWh
通信
接口             红外通讯
接口             2路RS485(通讯线需要屏蔽双绞线)
协议             MODBUS-RTU、DL/T 645-07
环境
温度             工作温度：-20℃~+60℃，存储温度：-30℃~+70℃


3 单相一进三出电表解决方案
       单相一进三出电表解决方案表计直接安装在学生宿舍的PZ30箱内，控制功能完善，能够将空调和一般恶性负载区别开，适用于南方装有空调的学生宿舍。
接线图及实物图如下所示。


主要功能
一进三出：宿舍方案使用ADM130的仪表，可以分三路照明/插座/空调，三路单独控制，单独计量，单独设置；
恶性负载控制：具备恶性负载识别功能，自动识别学院规定禁止使用的各类违章电器（如热得快、电吹风、电热毯、暖手煲等）功能，自动断电；断电次数可设。
基础免费电量：可根据管理要求，对各宿舍，不同区域独立设置基础电量，提供给学生一定的免费电量。
负控次数复位：**负荷断电或使用禁用发热电器自动断电后可自动恢复供电，自动供电时间和次数可设。**过自动恢复次数后由管理员查明原因后台恢复供电。
定时通断：根据生效日期设置、节假日设置、通断时间段设置，来自动对宿舍供电进行通断。
白名单管理：维护电器白名单的信息，自带不低于30类学校常用电器使用特征的数据库。支持学习其他电器使用特征，白名单负载不会识别恶性负载。
夜间小功率：可以设置宿舍夜间小电流的使用，仅能供手机充电或夜灯使用。
空调模式：当一路设置为空调负载时，将会独立判断恶性负载。

技术参数

项目

ADM130

规格   测量
电压
参比电压       220V
功耗              <10VA(单相)
阻抗              >2MΩ
精度等级       误差±0.2%
电流              输入电流
5(40)A          输出电流
每路输出电流16A
功耗              <4VA(单路额定电流)
精度等级        误差±0.2%
功率               有功、无功、视在功率，误差±0.5℅
电网频率        45～65Hz，误差±0.2%
计量
电能               有功电能1级
数字
信号               
电量脉冲输出   1路有功光耦输出
脉冲                 脉冲宽度
80±20ms
脉冲常              3200imp/kWh

通信
接口与通信规约          RS485口：Modbus RTU
通信地址范围             Modbus RTU:1~ 247
波特率                       支持1200bps~9600bps

 
4 结束语
       高校宿舍作为一个特殊应用场合，在传统的电能管理需求的基础上有着与其他应用场合所不同的要求，除基本的用电管理商品化外，更加强调用电安全和按需控制、按需管理。安科瑞致力于高校宿舍用电管理解决方案的持续研发中，根据高校需求努力为各大高校提供解决方案，希望能够和各大高校一起为建设智慧校园、平安校园出一份力。