一、概述
近年来高校事业蓬勃发展，办学条件不断改善，学校各方面各层次对水电的需求范围越来越大，对供水供电的质量要求、服务标准也越来越高，加上物价的原因，学校水电费支出呈不断膨胀之势，传统的粗放式水电管理模式已不能适应现代高校水电管理的需要，进行水电全面计量收费管理的改革势在必行。
利用校园局域网与GPRS通讯技术实施学生宿舍及校区水电计量、采集、远传和监控的现场管理系统，是专门针对学校水电全面计量收费管理的需要，以提供完整的应用方案为目标而开发的。它以经济便利、技术先进、安全有效和性能稳定为基本设计思想，依据国家相关政策法规，结合水电行业管理规范与学生宿舍机柜式控电系统的技术优势，充分概括了目前高校学生、教工集体公寓服务标准与管理的需求，尤其是在适应不同安装环境、节省线路改造开支、易于将来拓展方面具有突破性的创新，可以说是目前相对投入最低、效果显著、适应面广、功能完备集水电计量、远程测控和预付费管理于一体的信息化管理系统。
CIMS水电计量测控预付费管理系统能够满足学校水电全面计量收费管理的改革需要。它克服了机柜式控电管理系统硬件构造上不符合国家行业标准的“一户一表” 模式，用户即不能方便的监察了解用电过程又易造成一户出问题株连几户停工的不足。同时也解决了机柜式控电管理系统只适用集中式供电线路的学生宿舍楼，不能适用非集中式供电线路的学生宿舍楼、教工宿舍楼、实验室、厂房、住宅楼的安装与管理问题，填补了IC卡预付费系统不能对用电过程进行监控、亏盈核算及防止偷漏电的不足，确保安全用电。
二、校园用水用电现场管理系统构成
1、系统构成
系统由管理站、网控服务器、基表（电能表和水表）构成
管理站向下通过校园网或GPRS网络与网控服务器通讯，可同时连接多个网控器，一般负责一个生活区的购退电、催缴费、日常管理与维护等。向上通过中间件将重要数据实时自动的传输到学校服务器历史数据库中存档，学校财务、供电管理等部门可在校园网上使用历史数据库并完成相关工作。
网控服务器向下通过485总线与载波桥（用于不允许布线的区域）连接基表，一个网控器可管理多个基表。向上通过宽带或GPRS与管理站连接。
基表为一体化电能表或者是连接了测控终端的普通电能表。一体化电能表适用于新装批户工程或需要更换电表的工程。测控终端适用于旧楼房批户改造不需要更换电表的工程，同时适应校园内各种特殊电能表、三相电能表、机械表的测控与管理。
转发器转发器用于扩展集中器的485通讯节点数（即：485中继器），同时又是线路防雷击和通讯故障防护器。一个转发器向下可驱动128个基表，工作电源为220V 交流，一般安装在室内485总线岔口处。（可选设备）
智能远传水表是普通发讯水表加上电子采集模块而组成。电子模块完成信号采集、数据处理、存储并将数据通过通信线路上传给中继器（电表）或网控器。
2、组网方式
新装批户工程：楼宇集中表箱、楼层集中表箱、单元集中表箱或每户独立表箱方式均可采用一体化多功能电能表。
即：GPRS/宽带（网控器）＋RS485总线＋基表（多功能电表）。
旧楼房批户改造工程：如线路不需要增容，可以不作线路改造，只需更换电表。
三、系统特点
l 功能强大完备：吸收了机柜式控电系统和IC卡预付费表的全部优点，在此基础上增加了远程催缴提醒、现场电子提示牌、故障自动报警、异常事件记录、总表线损监测、供受端平衡分析、窃漏电定位等实用功能。
l 适用范围广范：可用于新建宿舍楼宇、旧宿舍楼改造、教学楼、办公楼、住宅楼的管理。测控终端能适应单相、三相用户表和各级总表的管理。
l 综合造价低廉：不要求新建宿舍楼电力线路进出于一室，可减少设计与基建费用，可实现水电合抄。旧宿舍楼如不需增容可以不改造线路，只需更换原电表。
l “一户一表”方式：符合国家水电行业管理方式标准。电能表达到国家计量标准1.0级，可实施预付费、数据远传和实时遥控。远传水表执行GB/T 778-1996标准，计量精度为1级，采用一体化设计，可记录用水量并保存，每块水表都有唯一的代码，当智能水表接收到抄表指令后可即时将水表数据上传给管理系统。
四、系统功能
（1） 系统采用c/s结构模式，数据库采用SQL Server2000；
（2） 系统数据：用户情况，物理设置情况，集中器、电表分配，操作员权限分配，常用参数设定；
（3） 单元用电计量计费：电度累加记数，计量精度达1.0级；
（4） 单元预存电量低限提示报警：管理软件报警，系统利用宿舍电话语音报警，电表报警等告警方式；
（5） 预购电量：预购电量存储在电表；
（6） 欠费关断：可根据用户设定的参数自行断电；
（7） 定时控电：设定8个定时开关时间；
（8） 单元限电：可设定整栋楼，各房间的负载，超过负载则电表关断；
（9） 单元用电储值查询：用户可通过管理系统，触摸屏，电话等方式查询购买电量；
（10） 故障自动报警：当跳闸，低限等异常情况，系统自动报警；
（11） 单元剩余电量与用电量查询：用户可通过管理系统，触摸屏，电话等方式查询剩余电量和已用电量；
（12） 免费基础电量设置：按人数，按房间或整楼设置免费基础电量，也可清除剩余免费电量；
（13） 退费管理：毕业，换房等情况按退费操作，换房也可以换剩余的电度数操作；
（14） 系统操作日志，帐户操作日志的追踪审计功能；
（15） 对帐户各项操作可批量和单个进行；
（16） 掉电数据保护，断电恢复功能；
（17） 用电数据统计分析功能：按设定的时间自动抄收电表当前示数，并作为分析统计的数据源；
（18） 一线双控：插座和照明可以分别控制；（可选）
（19） 恶性负荷识别：自动识别热性负载，大大地降低了火灾发生的概率，起到了安全节能的作用；（可选）
（20） 实时监控：便于电表集中与管理，防止各类偷漏电，超负荷用电等现象，保证学生用电安全。
（21） 预留接口：一卡通转账，银行转账及其它系统对接；
（22） 特殊日期设置：周末，节假日通断电的设置；
（23） 报表：可查询打印购电、退电、转账、异常、档案、日志等报表；
（24） 系统具有安全措施，如备份、恢复；
五、技术指标
1、网控器
※ 上行通讯方式：RS232、RS485、以太网、GPRS，通讯方式灵活，传输速度快
※ 上行通讯速率：9600bp
※ 静电放电抗干扰性：80MHz-1000MHz,场强10V/m
※ 功耗：有功功率5.4W
※ 抄读成功率：100％
※ 工作温度：－25℃～＋70℃
※ 相对湿度：≤95％
※ 信号传输范围：≤1200米
※ 掉电保护：数据停电保存期为10年
※ 正常工作电源:：50Hz AC220±15%
※ 网控器容量:：≤1000只电表
※ 时钟精度：±1秒/天
※ 产品抗干扰性能：符合 IEC相关标准
※ 浪涌抗干扰度、电压跌落、暂降和中断抗干扰度：符合 DL/T698-1999标准
※ 电压异常切断时间： ≤5 s
※ 正常情况单次实抄率： ≥99%
※ 多点告警准确率： 100%
※ 现场数据刷新周期约：2s
※ 告警响应时间： ≤10s
※ 控制响应时间： ≤5s
※ 隔离电压 ：>1500VAC/VDC
※ 防雷击设计： 3KV 1.2×50μs
2、电表（单相，三相）
所有参数和性能指标完全符合以下的技术标准：
GB/T17215-2002《1和2级静止式交流有功电度表》；
JJG596-1999《电子式电能表检定规程》；
DL/T698-1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》；
DL/T645-1997《多功能电度表通信规约》；
规格及主要技术指标
※ 额定电压：220V
※ 额定频率：50Hz
※ 基本电流：5(20)A、10(40)A、10(60)A、20（80）A、1.5（6）A
※ 电表常数：见相应铭牌标注。
※ 精度等级：1级、2级
※ 起动电流：0.4%Ib（1.0级）、0.5%Ib（2.0级）
※ 潜动：具有防潜动逻辑设计，电压回路加额定电压115%，电流线路无电流时，电表不产生多于一个脉冲的输出。
※ 电压范围
正常工作电压：0.7Un～1.2Un
※ 功耗（LCD）
电压线路功耗：≤0.7W和7.5VA
电流线路功耗：≤1VA（额定电流条件下）
※ 基本误差
|
负载电流
|
功率因数
|
基本误差（%）
|
|
1级
|
2级
|
|
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
|
——
|
※ 气候条件
正常工作温度： -15℃～+55℃
极限工作温度： -20℃～+70℃
存贮和运输温度：-25℃～+70℃
湿度：≥95%（〈以自然方式扩散〉）
※ 重量：约1.2kg
3、水表
※ 数准确度：采集模块的累计量与基表累计量之差≤0.1%
※ 连续工作时间：内置可充电式锂电池，在总线断电情况下可连续正常工作100天
※ 功耗： 静态电流≤6uA
※ 通讯方式： C-M-BUS两线制、4.8KB/S的半双工总线通讯，任意分支布线
※ 抄表时间： ≤0.6秒
※ 传输距离： 2.0KM
※ 输入电压： DC24V
※ 通讯最大电流：≤8Ma
※ 环境温度： -20—+50℃
基表要求：
※ 适用标准： ISO 4064B
※ 传感器类型： 双干簧管发迅（3根或4根引线）
※ 计量等级： B级
※ 发迅位置： 0.01位
※ 基表最大允许误差：
A从包括最少流量在内到不包括分界流量的低区中的最大允许误差为±5%
B从包括分界流量在内到包括过载流量的高区中的最大允许误差为±2%
※ 脉冲最大允许误差≤±0.3%
※ 压力损失：在过载流量时，最大允许压力损失为0.1Mp
水表技术参数:
|
公称
口径
|
计量
等级
|
过载
流量
|
常用
流量
|
分界
流量
|
最小
流量
|
最小
读数
|
最大读数
㎡
|
|
㎜
|
㎡/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、现场用电管理与控电柜对比
|
序
号
|
类别
|
校园用电管理系统
|
智能控电系统
|
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1
|
分布式和集中式
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参数存储电表，每一块电表都是一个独立单元，单独工作互不干涉
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参数存储管理机，管理机，通讯板，母板出问题，都会造成大面积不能正常工作
|
|
2
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相互监督，方显人性化人性化设计
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用电示数透明化，随时查看到电表当前示数，明明白白消费，减少管理者与用户的矛盾
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靠管理机查询，对用户就像是黑匣子，用户与管理者容易发生摩擦
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|
3
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应用场所
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教职工生活小区，学生公寓，办公楼，实验室等用电计量管理的场所
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只能用于学生公寓
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4
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行业标准
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符合：GB/T17215-2002《1和2级静止式交流有功电度表》；
JJG596-1999《电子式电能表检定规程》；
DL/T698-1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》；
DL/T645-1997《多功能电度表通信规约》；
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没有国标
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5
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节约资源
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不单独占用房间，不用把电力线集中到一个地方，节省人力，节省空间，节省线材资源
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线材需要集中，即占用空间，又在铜价日益飞涨的能源紧张的今天使用大量的线材和工时
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6
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告警方式
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可以在显著的地方安装LED显示屏报警牌，电表报警灯闪烁；还具有控电柜的报警方式
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打印报表后张贴公布；数据管理器上蜂鸣器报警；宿舍电话报警
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7
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扩展功能强
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可启用白天与晚上费率不同的多费率表功能
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不能做出符合国家标准的多费率表
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8
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线损定位分析
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可进行物理线损定位，技术线损分析
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9
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安全性
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无论集中安装，还是分散安装，都不会出现发热现象
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电控柜容易发热，尤其在高温天气，同时使用若房间散热不良极易引起火灾
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