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IC卡式多用户电能表的现状分析与改进

来源:一卡通世界      作者:潘长东 陶永法 张迎春 徐健      2010/6/19 20:04:29

    0 概述

    随着市场经济的飞速发展和各单位机构改革的不断深人,用电管理部门对用电的收费及各种附加费的收缴和管理已成为迫切需要解决的问题,尤其是高校,水电费的支出逐年成比例增加,使高校有限的经费难以承受。

    基于“IC 卡式预付费电能表”的‘先付费后使用’方式— 预购电量,用完断电的电费收缴管理,用最简单、最有效的方法解决了抄表难、收费难的问题,使管理部门有更多精力去规范用户用电秩序,提高服务质量,提高管理水平。

    实际应用时,这种收费管理系统要求使用相对集中,便于操作管理,安全稳定可靠;在安装工艺上还要有利于人文环境,如高校的学生公寓,就需要满足这样的条件。另外出于投人的考虑需要进一步降低成本,这迫使电能表制造厂家通过新技术、新措施来解决。因此,多用户卡式电能表也随之应运而生。

    1 系统组成与原理

    IC 卡式多用户电能表及收费管理系统由IC卡式多用户电能表(包括IC卡集中读卡器、采集控制器、计量器)、售电管理系统(包括微机、读写卡机、打印机、售电管理软件)和IC卡等组成。

    2 使用现状及存在问题

    目前, 多数院校使用的多用户电能表以IC卡为传输媒介。一个机柜安装几十台至一、二百台。首先用户持IC卡通过售电管理系统购电,然后用户将购电后的IC卡插人IC卡集中读卡器中,IC卡集中读卡器通过分析IC卡上的信息,确定该IC卡所对应的采集器(计量器),并将购电量送人对应的电能表中,采集器(计量器)接通继电器给用户送电。一般一个采集器可采集和控制8个计量器。计量器随时检测用户用电情况,以脉冲的形式将计量结果送给采集器,由采集器完成用电量的累加和剩余量的递减。一旦用户的剩余量达到报警门限时即发出报警信号,随后采集器断开该用户的继电器,停止用户供电。计量器还可以随时检测用户的用电跳变功率和负载特性,一旦跳变功率达到规定的门限且为非正常负载时,立即跳闸,3分种后自动恢复供电以提醒用户。

    集中器平时循环显示每一个用户的房间号、表位置号、剩余电量以及用电状态。管理部门和用户可通过键盘及时查询所查用户的用电情况。

    以华中农业大学大学生宿舍为例,从2003年起就安装了多用户卡式电能表,从使用情况来看比较正常,但也存在着不足:

    (1 ) 本院安装的是接触式逻辑加密卡式多用户卡式电能表。为保证安全用电,防止卡口受攻击(院校内部主要是受异物攻击),读写卡、查询工作由专人负责,加大了管理工作量。 
    (2 ) 电能表具备有欠费停电和违章用户功能,但系统不能及时显示该用户“欠费停电”或“违章停电”信息。 
    (3 ) 每路计量器不是一个独立的单元,对计量正确性的检定存在一定的困难,且八个回路共用一个采集控制器控制,若采集控制器出现故障,则势必影响八个回路的正常工作。 
    (4 ) 对违章用电的用户,电能表不能长期记录,管理系统对违章用户不能及时分析与预警。

    3 系统应具备的基本功能

    3.1 电能表应具备的主要技术指标

    (1) 应符合国标:GB/T18460-2001,JB/T10451- 2004,GB/T17215-2002, DUI'645-1997; 
    (2 ) 额定电压U}应为220V,极限工作电压为70.130%认,应能够承受190%认电压长时间工作; 
    (3 ) 额定频率:50/60Hz; 
    (4 ) 数据保存:>-10年; 
    (5 ) 使用寿命:-10年;
    (6) 功耗:计量器、采集器<0.5W,集中读卡器<1.5W ; 
    (7) 电能计量精度等级:2.0级;
 

    3.2 电能表应具备的垂本功能

    (1 ) 金卡工程,国际标准IG卡,管理部门以出售用电卡的方式销售电量,预收电费,用户先买后用; 
    (2 ) 每台多用户电能表可同时对1-800个用电用户进行计量和预付费管理; 
    (3 ) 分级分层设计,用电户数量扩充十分方便;模抉化(1个计量器对应1个用电户)、单元化(1采集器和1.8个计量器)结构设计便于维护; 
    (4 ) IC 卡经软、硬件多重加密,应能确保数据的安全、正确、可靠; 
    (5 ) 可实时精确测量每一用户的电量、功率、功率因数、电压、电流值;能识别用电负载及负载跳变; 
    (6 ) 集中读卡器上的LED轮显每一用户信息:房间号、表位置号、剩余量、状态(停电/非法用电)等信息; 
    (7 ) 通过集中读卡器的键盘可查询每一用户用电信息; 
    (8) 过载控制,负载连续超过最大设定功率一段时间,则切断供电回路,3-5分钟后自动恢复。 
    (9 ) 可设定报警和透支方式,报警1透支电量。电量用至可设定的报警量时报警,提示需输人新的电量;断电报警时插人用电卡可暂时使用,并闪烁显示剩余电量。 
    (10 ) 断电命令发出后控制器仍能计量并存储已透支电量,新购电量输人后自动冲减。 
    (11 ) 停电时,自动保存数据,来电自动恢复。 
    (12) 控制器和售电管理系统对IC卡双向读写,用电IC卡上回抄记录了用户插卡时该用户的剩余电量、累计电量和状况。 
    (13) 对记录的信息进行对比分析,管理系统可以列出怀疑有窃电行为的用户,以便重点检查,减少防、查窃电行为的工作量。
    (14 )应能提供应急供电功能。

    3.3 售电管理系统的基本功能

    多用户卡式电能表售电管理系统运行于Windows操作系统下的32位应用软件,可运行在Microsoft中文Win9X/NT/2000/XP操作系统下,DBMS(数据库管理系统)采用MS SQL Sever7.0数据库。其基本部分采用Client/Server两层体系结构方式。服务器的操作系统采用Windows 2000 Server。根据操作系统的不同,采用不同的配置。所有操作系统均可实现单机版和网络版功能。其主要功能有:

    (1 ) 系统管理。包含以下功能模块:系统基本配置、用电类型单价设置、用电时段设置、类型单价设置、工号密码设置、操作记录显示、历史数据转存、数据备份、数据整理、系统选项设置以及用户设置的外挂工具软件。 
    (2 ) 预付表用户档案管理。包含以下功能模块:开户、改户、消户,用户设定用户号、地址、集中器地址、供/停电时段及抄表时间,禁用违章电器功率、机拒行列号等。集中器预付表抄表组设定。 
    (3 ) 售电与收费管理。对用户进行预收费登记,用户缴费登记,打印收费发票,打印摧款通知单, 
    (4 ) 控制与报警管理。根据用户用电和预交费情况,当用户用电量达到设定指标限值时根据设置量和设置的报警方式发出报警命令,直到控制断电。 
    (5 ) 数据查询与分析。包含以下功能模块:用户查询、附加费查询、综合查询、用户用电分析、用户欠费状况、违章用户情况、补打发票。 
    (6 ) 故障查询与分析。在系统管理中设置网络结构图,在通讯失败情况下能通过分析,显示出故障位置。 
    (7 ) 统计报表。包含用电日报月报、消户日报月报、附加费日报月报、收费日报月报、月汇总表等。 
    (8 ) 数据维护。包含数据库导人导出、数据库维护管理。

    4 改进意见

    任何新产品的开发研制和使用,都有进一步发展和完善的空间,IC卡式多用户电能表也一样,由于受开发技术的限制,其功能和技术要求等都有待于进一步的改进和完善。

    (1 ) IC 卡拟采用射频卡方式,提高IC卡集中读卡器资口的抗攻击能力。这样把集中读卡器放在外面由学生自己输人电量、查询本宿舍的用电量,提高工作效率。 
    (2 ) 每路计量器内的继电器应采用磁保持继电器,一方面提高了断电动作的可靠性,降低了断电动作后功耗,同时也克服了继电器大电流长时间工作时触点粘连的毛病。 
    (3 ) 集中读卡器能够进行计量预警,当某单元(1-8个计量器)同时不计量或不能控制时进行报警,以便管理人员可迅速查明是正常或非正常用电,排除故障。 
    (4 ) 每八路或十六路组成相对独立的一个整体,可以进行计量检测,以保证计量的正确可靠。 
    (5 ) IC 卡集中读卡器应配置通讯接口,其用户数据可通过有线1无线方式直接传输到管理系统。用户管理系统据此生成用户用电基础信息。通过用电信息,使系统能分析用户用电情况,并根据管理的要求进行分类,尤其是对违章用户的监督管理。减少了IC卡集中读卡器中间环节,提高数据的及时性。

    参考文献 
    王光文.IC卡电能表及其售电管理系统的分析、改进与选型田,今日电气,2004,(6). GBR' 18460.2-20011C卡预付费售电系统-IC卡及其管理[S]. 
    陶永法等.电水气“一卡通”后勤综合收费管理系统的设计与实现切.计算机软件与应M,2004,(3).

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