學生宿舍安全用電智能管理終端設(shè)計

　　圖2 主程序軟件流程

　　3.2 負載限制及負載識別算法

　　當學生使用純阻性負載的違規(guī)電器(惡性負載)時，極易導致電器火災(zāi)等安全事故，對學生的生命和財產(chǎn)安全造成影響;當學生使用過多的常規(guī)電器，但累加用電負荷過高，同樣會造成安全事故。

　　因此，該管理終端從最大功率限制和惡性負載識別兩方面需求出發(fā)來決定負載控制結(jié)果，以保證宿舍用電安全。

　　最大功率限制的方法比較簡單，若所有負載功率和超過總功率最大值，則判斷為功率超限，必須切斷宿舍供電回路。

　　對于惡性負載的判斷，若也采用總功率判斷的方法，則不能夠被準確識別。測試小功率純阻性惡性負載工作特性時，可發(fā)現(xiàn)其功率因數(shù)很高。但若直接測試宿舍總供電回路功率因數(shù)并不會很高，故本設(shè)計終端采取增量判斷法，即實時檢測用電回路功率因數(shù)增量，作為判斷惡性負載的依據(jù)。在宿舍總用電回路總功率為超限的情形下，功率因數(shù)增量超過最大設(shè)定值，則判斷為惡性負載接入。功率因數(shù)增量為　　

　　式中：

　　PN——當前有功功率;

　　PL——上一時刻有功功率;

　　ΔP——有功功率增量;

　　QN——當前無功功率;

　　QL——上次無功功率;

　　ΔQ——無功功率增量。

　　3.3 邏輯控制方式。

　　3.3.1 強制控制

　　高校宿舍中有部分宿舍會安排給相關(guān)管理人員和留學生住宿。這些宿舍往往是不切斷電供電且沒有負載、時間限制等。這種情況下，強制控制功能打開，則其他的控制功能將不起作用。另外，高校在有大型活動安排時，需要對各宿舍回路做統(tǒng)一的斷送電處理，也需通過強制控制功能實現(xiàn)。

　　3.3.2 時間控制

　　高校學生較多，為統(tǒng)一安排作息，需統(tǒng)一按時通/斷電，例如06:00~08:00為學生早晨起床洗漱時間，應(yīng)保持照明和插座回路處于通電狀態(tài);08:00~11:00為學生上課時間，學生一般不在宿舍，切斷所有回路;23:00~06:00為學生休息時間，應(yīng)切斷照明用電，但保證插座和空調(diào)用電回路正常供電;在周末，08:00~23:00，一般學生不用上課，大多數(shù)時間均在宿舍，此時應(yīng)保證所有相關(guān)回路供電。

　　終端為照明、插座、空調(diào)回路均提供獨立的兩套控制時段表，方便學校管理部門根據(jù)實際情況在不同的時刻控制不同的回路通/斷電，滿足定時控制管理的要求。

　　3.3.3 負載控制

　　終端為宿舍用電總回路提供負載控制，可識別惡性負載并迅速作出響應(yīng)。

　　3.3.4 預(yù)付費控制

　　終端配合遠程預(yù)付費售電管理系統(tǒng)可實現(xiàn)先交費后用電的功能。學生可根據(jù)宿舍用電情況自行充值，用以保證宿舍正常用電。當學生用完充值的電能后，終端會自行切除宿舍用電。學生若及時充值，可及時恢復(fù)供電。

　　3.3.5 組合控制

　　以上4種邏輯控制方式可單獨使用，也可組合使用。終端可根據(jù)強制控制、時間控制、負載控制、預(yù)付費控制的組合控制邏輯及優(yōu)先級共同決定供電輸出回路的通或斷。

　　組合控制邏輯如圖 3所示?！　?/FONT>

 

　　圖3 組合控制邏輯

　　4 試驗結(jié)果

　　惡性負載識別測試結(jié)果如表1所示。

　　表1 惡性負載識別測試結(jié)果　　

 

　　表2 組合控制邏輯　　

 

　　由表1可知，管理終端可快速識別學生接入宿舍回路的惡性負載，并給出分閘命令。組合控制邏輯如表2所示，可實現(xiàn)時間段控制、負載控制、預(yù)付費控制等組合邏輯控制，共同對宿舍進行用電監(jiān)控。

　　5 結(jié)語

　　該學生宿舍用電管理終端具備計量、監(jiān)測、控制功能，能夠降低學校等管理方面電費收取難度，提高工作效率，實現(xiàn)優(yōu)化運行，有效節(jié)約電能，并為用戶的合理管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，是一套切實可行的用戶端電能收費管理系統(tǒng)。

　　文章來源：《現(xiàn)代建筑電氣》2015年5期。

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　　作者簡介：戴金花，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。Email：2880157871@qq.com QQ：2880157871 手機：18860995103 電話：0510-86179967 傳真：0510-86179963網(wǎng)址：http://www.acrel-et.com/