学生宿舍安全用电智能管理终端设计.pdf

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1、现代建筑电气、’5、I’I6{、eliaI、●I^5l2lII5学生宿舍安全用电智能管理终端设计徐华’，周正波，毕博，宗寿松，杨立海(1．清华大学建筑设计研究院有限公司，北京100084；2．四川省建筑科学研究院，四川成都610084；3．安科瑞电气股份有限公司，上海201801)摘要：针对高校学生宿舍用电管理的复杂性以及安全用电的管理需求，设计了一种学生宿舍安全用电智能管理终端。测试结果表明，智能管理终端可快速识别徐华(1965一)，男。接入宿舍回路的恶性负载，组合控制逻辑共同对宿舍用电进行监控，以满足学校后教授级高级工程师．勤管理部门对学生宿舍的用电管

2、理需求。从事建筑电气、建筑智能化方面的研究。关键词：宿舍用电；智能管理；逻辑控制；负载识别中图分类号：T产852文献标志码：B文章编号：1674—8417(2015)05-00294)4生宿舍的用电回路实施定时控制。0引言本文设计一种学生宿舍安全用电智能管理随着社会经济的发展及学生公寓的普及，终端，以满足学校后勤管理部门对学生宿舍的用学生宿舍的用电情况发生了巨大变化。科学、电管理需求。合理地管理学生宿舍的用电，成为学校后勤管l功能设计理部门面临的一个十分重要的课题。综合调查学校学生宿舍的用电情况，总结学校用电管理结合计量计费、智能监控及识别、断送电控有以下

3、几个需求：制管理的要求，宿舍安全用电智能管理终端设计(1)电力商品化。传统限时限量的供电方功能如下：式和从住宿费中平均收取电费的方法不适应现(1)累加计量总用电量，递减计量剩余电量。在用电设备日趋增多的需求，采取按需购电的(2)可实时检测电压、电流、有功功率、无功方式实行电力商品化是势在必行的管理手段。功率和功率因数等电力参数。(2)用电安全。为避免学生在使用非安全(3)支持对3个输出回路(如照明、插座、空用电设备时引起火灾情况，应考虑超负荷及恶调)作独立控制。性负载识别自动断电的控制措施。(4)支持预付费控制、负载识别控制、时间(3)按需控制。为培养学生

4、良好的生活习控制、强制控制等4种逻辑控制功能。惯，规范学生的作息，应结合学校管理需求对学(5)可查询各种日志记录。周正波(1969一)。男。高级工程师，从事供配电方面的研究。毕博(1985一)，男，工程师，从事电力仪器仪表、自动化方面的工作。宗寿松(1979一)，男，从事电测仪表与测控技术方面的工作。杨立海(1985一)，男，从事电能计量方面的工作。·29··供配电·3．2负载限制及负载识别算法2硬件组成当学生使用纯阻性负载的违规电器(恶性负宿舍安全用电智能管理终端采用专用功能载)时，易发生电器火灾等安全事故，对学生的生的微控制单元(MicroContro

5、lUnit，MCU)设计。命和财产安全造成影响；当学生使用过多的常规整机硬件系统的实现依据各个功能模块而展电器，但累加用电负荷过高，同样会造成安全开，包含微处理器、电阻分压网络电压采样、事故。电流互感器电流采样、三路磁保持继电器控制因此，该管理终端从最大功率限制和恶性负输出、铁电数据存储、液晶显示、按键输入、有载识别两方面需求出发来确定负载控制结果，以功电能脉冲指示输出等。硬件组成如图1所保证宿舍用电安全。示。最大功率限制的方法比较简单。若所有负载功率和超过总功率最大值，则判断为功率超限，必须切断宿舍供电回路。对于恶性负载的判断，若也采用总功率判断的方法，

6、则不能被准确识别。测试小功率纯阻性恶性负载工作特性时，可发现其功率因数很高。但若直接测试宿舍总供电回路功率因数并不会很高，故设计终端采取增量判断法，即实图1硬件组成时检测用电回路功率因数增量，作为判断恶性负载的依据。在宿舍总用电回路总功率超限的3软件设计情形下，功率因数增量超过最大设定值，则判断为恶性负载接人。功率因数增量为3．1主程序流程△=△尸／~／(AP)+(AQ)主程序作根据时间片及事件的触发条件来AP=PN—PI_管理各个不同的功能模块。主程序软件流程如图2所示。AQ=Q一Q式中：P——当前有功功率；P．——上一时刻有功功率；△P——有功功率增量

7、；Q——当前无功功率；Q．．——上次无功功率；△p——无功功率增量。3．3逻辑控制方式3．3．1强常】控制高校宿舍中有部分宿舍会安排给相关管理人员和留学生住宿。这些宿舍往往是不切断供电且没有负载、时间限制。这种情况下，强制控制功能打开，则其他的控制功能将不起作用。另外，高校在有大型活动安排时，需对各宿舍回路做统一的断送电处理，也需通过强制控制功能实现图2主程序软件流程·30··供I·．3．2时引高校学生较多，为统一安排作息，需统一按时通／断电。例如6：O0～8：O0为学生早晨起床洗漱时间，应保持照明和插座回路处于通电状态；8：00～11：O0为学生上课时间

8、，学生一般不在宿舍，切断所有回路；23：O0～6：O0为学生休息时