第四章 研究方法
4.4 安全系統規劃
4.4.2 門禁管制
門禁系統將結合門禁刷卡、監視系統組成,門禁系統IO模組狀態藉由電力線 網路通訊技術將訊號傳回集中器處理。門禁系統,利用現有既設門禁系統管制人 員出入,並協商員供應系統商在不破壞基本架構條件下,引出異常破壞輸出訊號 作為安全整合系統介面,當訊號輸出時安全系統將及時發出異常通知訊號通之監 控中心,並可發出警訊並連動監視系統,將警報發點狀況由監視影像及聲音透過 網路監控系統由監控中心及遠距管理者監控整體狀況。
間內偵測開關(磁簧開關)是否已就定位,當偵測磁簧開關未定時,系統將不啟 動防盜系統,同時指示燈顯示防盜系統啟動失敗,反之偵測開關已就定位完成系 統將顯示保全系統啟動,同時系統將送出啟動保全訊號通知集中器,隨時掃描系 統,當保全入侵啟動時系統警鈴將響起,同時並將送出入侵訊號通知集中器警報。
系統架構房間內保全系統配線接線圖(如圖28)傳統是有線傳輸,主控單元電 子電表及前端輸出入模組所組成,離開房間外通信架構係由電子電表前端輸出入 模組電力線通信模組負責,藉由電力線系統傳輸信號,不另配置信號傳輸線路,
房間電子電表前端輸出入DIO接線(如圖29)。
圖 26 房門按鍵式密碼鎖
圖 27 門、窗戶裝設偵測開關
圖 29 房間電子電表前端輸出入 DIO 接線圖
4.4.4 公共空間求救系統
公共空間求救系統在選擇通訊技術時考量防護空間面積及樓層,傳輸技術採 HomeRF方式,將防護區域依其防護特性及涵蓋面積適度區分為數個防護單區,各 防護單區各自獨立,系統啟動時同時啟動震撼警鈴及警示燈並將輸出定址IO訊號 供集中器處理。
公共區域求救系統,本套系統提供相關人員於公共區域時需要緊急求救或求 援時需使用,裝設地點需於公共區域有效範圍明顯處,裝設緊急壓扣開關,同時 為預防不知名人士或小孩誤觸發生誤動作,緊急開關需要有防呆裝置,每一緊急 求救開關採各自獨立方式配線運作,就近連線至工研院所開發自動讀表系統AMR DI/O模組,並藉由藉由AMR編碼定址功能,如緊急開關觸發啟動時AMR藉由DI/O模 組輸出訊號並藉由電力線通訊技術傳出求救訊號,集中器即時掃描程式發現將訊 號傳回集中器處理,判定求救點並迅速查詢求救點電子地圖及周邊相關資訊(緊 急聯絡電話)以便就近聯絡支援,同步將緊急訊號傳送到監控中心或發出電子郵 件通知相關人員即時處理。
廁所求救系統、浴室求救系統、大門入侵系統比照公共區域求救系統,AMR最 大優點系所有DI/O點皆有編碼定址功能,可靈活使用只需在集中氣電腦程中定義 清楚即可。
4.4.5 消防系統
本研究將以電力線傳輸介面建構電力線探測器介面模組(如圖31、32),將非 具有定址功能探測器,藉由工研院所開發電力線載波技術附加功能DI/O結合集中 器及軟體程式,P型受信總機另加裝介面卡後,即可將P型受信總機轉化為具有R/P 型授信總機功能,並可藉由定址功能將火警鈴聲由電力網路傳送至任何一點。消 防系統火警受信總機部分,將p型火警受信總機及新增設電力線系統授信總機(PC)
整合,兩者間通訊將以電力線通訊為主,電力線通信模組將透過IO介面整合以PC 為最終火警受信總機,但各總機仍保有原本既設功能。消防幫浦運轉狀況,例呼
探測器接法,P型授信主機傳統式接線方法如圖33所示,電力線通信介面模組 探測器接線方式,如圖34可採用傳統式接法在每一迴路最前端加裝電力線通信介 面模組,即可將探測器迴路轉變為具有定址功能,也可採並聯方式連接,依消防 系統現場需求任意組合,整套探測器消防回路因加裝電力線通信介面模組後,轉 變靈活有效,對消防系統最大改變,以往消防警鈴只能在定點發出火警警鈴,電 力線通信模組係利用既設電源回路做為傳輸通信介質,可利用此特性,在電力線 通信回路上任一點,指定定址發出火警警鈴。
電力消防系統探測器將利用偵煙器動作工作性,當火警動作時,探測器動作 時內部接點閉合,消防系統迴路電壓為5v電流30mA,反之當無火警時,探測器內 部接點開路,消防系統迴路電壓24v電流100mA,電力線探測器通訊介面係量測迴 路電流,作為判斷是否發生火警依據,動當迴路電流大於30mA時,電力線通訊介 面將會視為火警信號產生,藉由電力線通訊模組向集中器發出火警訊號。
圖 31 探測器電力線通信介面(正面)
圖 32 探測器電力線通信介面(背面)
圖 34 電力線消防探測器接法
4.5 負載管理 4.5.1 負載調查
綜合性大學學校負載特性與其他機構或生產單位負載特性不同,綜合性大學 因其館舍眾多且各館功能性而有不同功能使用,負載使用時段也不盡相同,例如 學生宿舍尖峰負載在下午 7 點到隔日 4 點,行政大樓上午 7 點到下午 6 點,其餘 時段幾乎無負載,混合型研究大樓負載特性 24 小時變化,博碩士研究生以下午到 凌晨時段使用負載,實際電力負載時段與負載曲線不同於一般機關朝九晚五作業 習慣,尤其在業季節前後負載變化量更大,通常大學院校越晚活動越頻繁。負載 性調查做法,第一階段:全面調查校區所有館舍(辦公室、研究室、教室、實驗 室),現有使用電力負載設備【數量/耗電數據(初略值)】,並繪製負載放置地點 圖,及撰寫小型電腦程式供使用者統計/查詢;第二階段:將調查資料整理並配合 即時用電數據(管理單位網頁)供管理館舍單位作合理性負載設備需求檢討;第
電力線通信 模組介面
電力線通信
串聯 模組介面
並聯
接終端電阻 接終端電阻
Power supply(24v)
Powerline modem
探測器 探測器
三階段:最後再由管理單位提出控制性負載需求建議。進而建構下列 3 點資訊需
圖 35 耗能設備容量種類
圖 36 館舍耗能設備統計
4.5.2 歷史用電資料收集整理
收集整理歷史用電資料,如圖37最高需量區線走勢與用電量曲線相似,如 圖38尖峰與離峰間差值隨季節溫度變化改變。如圖39及圖40將用電資料由單月 細分至單日時,單日不同時段最高需量值差異性高。
圖 37 全年度用電統計表
圖 39 一周電流曲線圖
圖 40 單日(93/08/25)宿舍用電需量曲線
圖 41 單日(93/08/26)宿舍用電需量曲線
4.5.3 負載管理機制
電力負載管理可分為兩部分1.建立虛擬電力契約需量制度。2.建立電力負 載控制機制。建立虛擬電力契約需量制度,依台灣電力公司電業法營業規則規 定用電戶以設一電表為原則,比照辦理每棟館舍視為各自獨立電電表用戶,作 為電力負載管理基本單元,各棟大樓需自訂虛擬需量並依需量實施電力負載管 理機制,各獨立館舍設置多功能電表,配合電力監控系統虛擬電力需量(模擬 台電需量契約);建立電力負載控制機制,負載控制機制將分為兩層式架構如 圖43所示,第一層為各館舍負載為主如表25,第二層以公共區域維生系統負載 為主如表26,第一層,館舍將耗能設備區分為降載、卸載、升載設備等三大類。
搭配直接控制設備控制器作契約需量控制,契約需量設定三設定點第一設定點
(低於虛擬契約量20﹪--強迫升載控制);第二設定點(低於虛擬契約量10﹪
圖 42 電力設施監控系統圖
圖 43 需量控制圖層
第二層需量控制
第一層需量控制 館舍 1 館舍 2 館舍--
公共區域 台電需量值
表 25 館舍控制負載表(第一層)
控制點 負載類型
實際需量﹤虛擬 需量 20%
實際需量﹤虛擬 需量 10%
實際需量﹥虛擬 需量 5%
升載設備 給、污、排水幫浦 無 無
降載設備 無 空調設備壓縮機 無
卸載設備 無 無 空調機、給、污、
排水幫浦、電熱爐
表 26 館舍控制負載表(第二層)
控制點 負載類型
實際需量﹤虛擬需量
10% 實際需量﹤虛擬需量 5%
升載設備 分批啟動所有館舍
給、污、排水 幫浦
無
降載設備 無 公共區設備
控制負載設備 大型離心式冰水主機
運轉 50 分鐘降載 60% 15 分鐘
圖 44 負載管理前後最高需量曲線
負 載 分 佈 及 運 轉 時 段 , 做 為 監 控 條 件 , 控 制 各 污 給 水 泵 浦 之 啟 動 , 利 用 電 價 較 低 之 離 峰 時 段 強 迫 運 轉 , 可 節 省 電 費 支 出 及 抑 低 尖 峰 用 電 需 量 , 另 當 電 力 監 控 系 統 預 測 用 電 需 量 超 出 契 約 容 量 時 , 即 經 由 監 控 系 統 停 止 泵 浦 運 轉 , 以 抑 低 尖 峰 需 量 及 減 少 超 約 罰 款 , 待 整 體 用 電 需 量 降 低 時 再 恢 復 正 常 運 轉 。
表 27 館舍給、污、廢水泵浦數量統計表 類別
館舍 抽水泵 污廢水泵 小計
圖資中心 2 6 8
管理二館 4 3 7
工程三館 4 12 16
工程四館 4 12 16
工程五館 2 10 12
科學二館 2 8 10
綜合一館 2 12 14
電資大樓 2 14 16
總計 22 台 77 台 99 台
4.5.5 空調系統負載管理
學校夏季電力需量空調需量約佔30-45%,空調系統可分為大型離心式空調、
少數箱型空調及數量眾多單機冷 氣 機 ,為避免夏季契約超約,有必要執行空調系 統負載管理,以下將針對負載量大大型離心式冰水主機及數量多單機冷氣機做負 載管理規劃。
大型離心式冰水主機卸 載 管理,詳學校大型離心式冰水主機卸載控制(如圖
水主機卸載控制趨勢圖,由圖可看出平均可卸載容量約為20%冰水主機可卸容量有 250KW。
當超約發生時即進行卸載控制,共計電資大樓YORK冰水主機(600RT*2)及圖書
當超約發生時即進行卸載控制,共計電資大樓YORK冰水主機(600RT*2)及圖書