一、概述
近年來高校事業蓬勃發展，辦學條件不斷改善，學校各方面各層次對水電的需求范圍越來越大，對供水供電的質量要求、服務標準也越來越高，加上物價的原因，學校水電費支出呈不斷膨脹之勢，傳統的粗放式水電管理模式已不能適應現代高校水電管理的需要，進行水電全面計量收費管理的改革勢在必行。
利用校園局域網與GPRS通訊技術實施學生宿舍及校區水電計量、采集、遠傳和監控的現場管理系統，是專門針對學校水電全面計量收費管理的需要，以提供完整的應用方案為目標而開發的。它以經濟便利、技術先進、安全有效和性能穩定為基本設計思想，依據國家相關政策法規，結合水電行業管理規范與學生宿舍機柜式控電系統的技術優勢，充分概括了目前高校學生、教工集體公寓服務標準與管理的需求，尤其是在適應不同安裝環境、節省線路改造開支、易于將來拓展方面具有突破性的創新，可以說是目前相對投入最低、效果顯著、適應面廣、功能完備集水電計量、遠程測控和預付費管理于一體的信息化管理系統。
CIMS水電計量測控預付費管理系統能夠滿足學校水電全面計量收費管理的改革需要。它克服了機柜式控電管理系統硬件構造上不符合國家行業標準的“一戶一表” 模式，用戶即不能方便的監察了解用電過程又易造成一戶出問題株連幾戶停工的不足。同時也解決了機柜式控電管理系統只適用集中式供電線路的學生宿舍樓，不能適用非集中式供電線路的學生宿舍樓、教工宿舍樓、實驗室、廠房、住宅樓的安裝與管理問題，填補了IC卡預付費系統不能對用電過程進行監控、虧盈核算及防止偷漏電的不足，確保安全用電。
二、校園用水用電現場管理系統構成
1、系統構成
系統由管理站、網控服務器、基表（電能表和水表）構成
管理站向下通過校園網或GPRS網絡與網控服務器通訊，可同時連接多個網控器，一般負責一個生活區的購退電、催繳費、日常管理與維護等。向上通過中間件將重要數據實時自動的傳輸到學校服務器歷史數據庫中存檔，學校財務、供電管理等部門可在校園網上使用歷史數據庫并完成相關工作。
網控服務器向下通過485總線與載波橋（用于不允許布線的區域）連接基表，一個網控器可管理多個基表。向上通過寬帶或GPRS與管理站連接。
基表為一體化電能表或者是連接了測控終端的普通電能表。一體化電能表適用于新裝批戶工程或需要更換電表的工程。測控終端適用于舊樓房批戶改造不需要更換電表的工程，同時適應校園內各種特殊電能表、三相電能表、機械表的測控與管理。
轉發器轉發器用于擴展集中器的485通訊節點數（即：485中繼器），同時又是線路防雷擊和通訊故障防護器。一個轉發器向下可驅動128個基表，工作電源為220V 交流，一般安裝在室內485總線岔口處。（可選設備）
智能遠傳水表是普通發訊水表加上電子采集模塊而組成。電子模塊完成信號采集、數據處理、存儲并將數據通過通信線路上傳給中繼器（電表）或網控器。
2、組網方式
新裝批戶工程：樓宇集中表箱、樓層集中表箱、單元集中表箱或每戶獨立表箱方式均可采用一體化多功能電能表。
即：GPRS/寬帶（網控器）＋RS485總線＋基表（多功能電表）。
舊樓房批戶改造工程：如線路不需要增容，可以不作線路改造，只需更換電表。
三、系統特點
l 功能強大完備：吸收了機柜式控電系統和IC卡預付費表的全部優點，在此基礎上增加了遠程催繳提醒、現場電子提示牌、故障自動報警、異常事件記錄、總表線損監測、供受端平衡分析、竊漏電定位等實用功能。
l 適用范圍廣范：可用于新建宿舍樓宇、舊宿舍樓改造、教學樓、辦公樓、住宅樓的管理。測控終端能適應單相、三相用戶表和各級總表的管理。
l 綜合造價低廉：不要求新建宿舍樓電力線路進出于一室，可減少設計與基建費用，可實現水電合抄。舊宿舍樓如不需增容可以不改造線路，只需更換原電表。
l “一戶一表”方式：符合國家水電行業管理方式標準。電能表達到國家計量標準1.0級，可實施預付費、數據遠傳和實時遙控。遠傳水表執行GB/T 778-1996標準，計量精度為1級，采用一體化設計，可記錄用水量并保存，每塊水表都有唯一的代碼，當智能水表接收到抄表指令后可即時將水表數據上傳給管理系統。
四、系統功能
（1） 系統采用c/s結構模式，數據庫采用SQL Server2000；
（2） 系統數據：用戶情況，物理設置情況，集中器、電表分配，操作員權限分配，常用參數設定；
（3） 單元用電計量計費：電度累加記數，計量精度達1.0級；
（4） 單元預存電量低限提示報警：管理軟件報警，系統利用宿舍電話語音報警，電表報警等告警方式；
（5） 預購電量：預購電量存儲在電表；
（6） 欠費關斷：可根據用戶設定的參數自行斷電；
（7） 定時控電：設定8個定時開關時間；
（8） 單元限電：可設定整棟樓，各房間的負載，超過負載則電表關斷；
（9） 單元用電儲值查詢：用戶可通過管理系統，觸摸屏，電話等方式查詢購買電量；
（10） 故障自動報警：當跳閘，低限等異常情況，系統自動報警；
（11） 單元剩余電量與用電量查詢：用戶可通過管理系統，觸摸屏，電話等方式查詢剩余電量和已用電量；
（12） 免費基礎電量設置：按人數，按房間或整樓設置免費基礎電量，也可清除剩余免費電量；
（13） 退費管理：畢業，換房等情況按退費操作，換房也可以換剩余的電度數操作；
（14） 系統操作日志，帳戶操作日志的追蹤審計功能；
（15） 對帳戶各項操作可批量和單個進行；
（16） 掉電數據保護，斷電恢復功能；
（17） 用電數據統計分析功能：按設定的時間自動抄收電表當前示數，并作為分析統計的數據源；
（18） 一線雙控：插座和照明可以分別控制；（可選）
（19） 惡性負荷識別：自動識別熱性負載，大大地降低了火災發生的概率，起到了安全節能的作用；（可選）
（20） 實時監控：便于電表集中與管理，防止各類偷漏電，超負荷用電等現象，保證學生用電安全。
（21） 預留接口：一卡通轉賬，銀行轉賬及其它系統對接；
（22） 特殊日期設置：周末，節假日通斷電的設置；
（23） 報表：可查詢打印購電、退電、轉賬、異常、檔案、日志等報表；
（24） 系統具有安全措施，如備份、恢復；
五、技術指標
1、網控器
※ 上行通訊方式：RS232、RS485、以太網、GPRS，通訊方式靈活，傳輸速度快
※ 上行通訊速率：9600bp
※ 靜電放電抗干擾性：80MHz-1000MHz,場強10V/m
※ 功耗：有功功率5.4W
※ 抄讀成功率：100％
※ 工作溫度：－25℃～＋70℃
※ 相對濕度：≤95％
※ 信號傳輸范圍：≤1200米
※ 掉電保護：數據停電保存期為10年
※ 正常工作電源:：50Hz AC220±15%
※ 網控器容量:：≤1000只電表
※ 時鐘精度：±1秒/天
※ 產品抗干擾性能：符合 IEC相關標準
※ 浪涌抗干擾度、電壓跌落、暫降和中斷抗干擾度：符合 DL/T698-1999標準
※ 電壓異常切斷時間： ≤5 s
※ 正常情況單次實抄率： ≥99%
※ 多點告警準確率： 100%
※ 現場數據刷新周期約：2s
※ 告警響應時間： ≤10s
※ 控制響應時間： ≤5s
※ 隔離電壓 ：>1500VAC/VDC
※ 防雷擊設計： 3KV 1.2×50μs
2、電表（單相，三相）
所有參數和性能指標完全符合以下的技術標準：
GB/T17215-2002《1和2級靜止式交流有功電度表》；
JJG596-1999《電子式電能表檢定規程》；
DL/T698-1999《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》；
DL/T645-1997《多功能電度表通信規約》；
規格及主要技術指標
※ 額定電壓：220V
※ 額定頻率：50Hz
※ 基本電流：5(20)A、10(40)A、10(60)A、20（80）A、1.5（6）A
※ 電表常數：見相應銘牌標注。
※ 精度等級：1級、2級
※ 起動電流：0.4%Ib（1.0級）、0.5%Ib（2.0級）
※ 潛動：具有防潛動邏輯設計，電壓回路加額定電壓115%，電流線路無電流時，電表不產生多于一個脈沖的輸出。
※ 電壓范圍
正常工作電壓：0.7Un～1.2Un
※ 功耗（LCD）
電壓線路功耗：≤0.7W和7.5VA
電流線路功耗：≤1VA（額定電流條件下）
※ 基本誤差
|
負載電流
|
功率因數
|
基本誤差（%）
|
|
1級
|
2級
|
|
0.05Ib
|
1
|
±1.5
|
±2.5
|
|
0.1Ib-Imax
|
1
|
±1.0
|
±2.0
|
|
0.1Ib
|
0.5(感性)
|
±1.5
|
±2.5
|
|
0.8(容性)
|
±1.5
|
——
|
|
0.2Ib-Imax
|
0.5(感性)
|
±1.0
|
±2.0
|
|
0.8(容性)
|
±1.0
|
——
|
※ 氣候條件
正常工作溫度： -15℃～+55℃
極限工作溫度： -20℃～+70℃
存貯和運輸溫度：-25℃～+70℃
濕度：≥95%（〈以自然方式擴散〉）
※ 重量：約1.2kg
3、水表
※ 數準確度：采集模塊的累計量與基表累計量之差≤0.1%
※ 連續工作時間：內置可充電式鋰電池，在總線斷電情況下可連續正常工作100天
※ 功耗： 靜態電流≤6uA
※ 通訊方式： C-M-BUS兩線制、4.8KB/S的半雙工總線通訊，任意分支布線
※ 抄表時間： ≤0.6秒
※ 傳輸距離： 2.0KM
※ 輸入電壓： DC24V
※ 通訊最大電流：≤8Ma
※ 環境溫度： -20—+50℃
基表要求：
※ 適用標準： ISO 4064B
※ 傳感器類型： 雙干簧管發迅（3根或4根引線）
※ 計量等級： B級
※ 發迅位置： 0.01位
※ 基表最大允許誤差：
A從包括最少流量在內到不包括分界流量的低區中的最大允許誤差為±5%
B從包括分界流量在內到包括過載流量的高區中的最大允許誤差為±2%
※ 脈沖最大允許誤差≤±0.3%
※ 壓力損失：在過載流量時，最大允許壓力損失為0.1Mp
水表技術參數:
|
公稱
口徑
|
計量
等級
|
過載
流量
|
常用
流量
|
分界
流量
|
最小
流量
|
最小
讀數
|
最大讀數
㎡
|
|
㎜
|
㎡/h
|
㎡
|
C
|
E
|
|
15
|
A
|
3
|
1.5
|
0.15
|
0.06
|
0.00005
|
9 999
|
99 999
|
|
B
|
0.12
|
0.03
|
|
20
|
A
|
5
|
2.5
|
0.25
|
0.10
|
0.00005
|
9 999
|
99 999
|
六、現場用電管理與控電柜對比
|
序
號
|
類別
|
校園用電管理系統
|
智能控電系統
|
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1
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分布式和集中式
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參數存儲電表，每一塊電表都是一個獨立單元，單獨工作互不干涉
|
參數存儲管理機，管理機，通訊板，母板出問題，都會造成大面積不能正常工作
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|
2
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相互監督，方顯人性化人性化設計
|
用電示數透明化，隨時查看到電表當前示數，明明白白消費，減少管理者與用戶的矛盾
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靠管理機查詢，對用戶就像是黑匣子，用戶與管理者容易發生摩擦
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|
3
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應用場所
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教職工生活小區，學生公寓，辦公樓，實驗室等用電計量管理的場所
|
只能用于學生公寓
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4
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行業標準
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符合：GB/T17215-2002《1和2級靜止式交流有功電度表》；
JJG596-1999《電子式電能表檢定規程》；
DL/T698-1999《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》；
DL/T645-1997《多功能電度表通信規約》；
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沒有國標
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5
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節約資源
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不單獨占用房間，不用把電力線集中到一個地方，節省人力，節省空間，節省線材資源
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線材需要集中，即占用空間，又在銅價日益飛漲的能源緊張的今天使用大量的線材和工時
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6
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告警方式
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可以在顯著的地方安裝LED顯示屏報警牌，電表報警燈閃爍；還具有控電柜的報警方式
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打印報表后張貼公布；數據管理器上蜂鳴器報警；宿舍電話報警
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7
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擴展功能強
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可啟用白天與晚上費率不同的多費率表功能
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不能做出符合國家標準的多費率表
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8
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線損定位分析
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可進行物理線損定位，技術線損分析
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9
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安全性
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無論集中安裝，還是分散安裝，都不會出現發熱現象
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電控柜容易發熱，尤其在高溫天氣，同時使用若房間散熱不良極易引起火災
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