一種工廠負荷識別的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力技術領域，具體涉及一種工廠負荷識別的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著工廠規(guī)模的不斷擴大，工人人數(shù)急劇上升，許多工廠都興建了廠房、廠區(qū)，實現(xiàn)廠房、廠區(qū)用電管理的科學化和智能化迫在眉睫。首先要確保用電的安全性。即在保證工人正常用電的前提下，防止個別工人私拉電線，使用大功率電器等不良現(xiàn)象的發(fā)生。其次也要注重電能質量，這主要是指現(xiàn)在的廠房、廠區(qū)非線性整流負載越來越多，這些大量應用的整流電路迫使電網(wǎng)供給嚴重畸變的非正弦電流，其諧波電流對電網(wǎng)有危害作用，并且使得輸入端的功率因數(shù)下降。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種工廠負荷識別的裝置及方法，能夠解決上述問題。
[0004]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是:
[0005]一種工廠負荷識別的裝置，包括主控制模塊、信息檢測模塊、A/D轉換模塊、輸出控制模塊、保護模塊等組成；主控制模塊完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能；信息檢測模塊完成對負載用電回路電流的采集功能；A/D轉換模塊主要完成對主電路的電流進行采樣；輸出控制模塊實現(xiàn)控制負載用電回路通斷的功能；保護模塊完成短路保護功能；通信模塊可以實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信。
[0006]優(yōu)選的，所述的A/D轉換模塊為12位模數(shù)轉換器，A/D轉換模塊通過串行外設接口與輸出控制模塊連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的通信模塊內置同步串行口模塊，最高數(shù)據(jù)傳輸速率達到5Mb/s。
[0008]一種工廠負荷識別裝置的方法，按照下列順序依次進行:1)對待測電流信號進行采樣，經(jīng)A/D轉換模塊進行轉換；2)再用計算機進行傅里葉變換，得到各次諧波的幅值和相位系數(shù)。
[0009]優(yōu)選的，惡性負載接入電路時，電路中的功率值發(fā)生臺階性變化，電路中的諧波值變化很小，功率因數(shù)接近于I ;非線性類負載接入時，電路中的3次諧波值變化很大。
[0010]優(yōu)選的，電路的穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化時，首先判斷電路的功率和電流值是否超過設定的閾值，超過的話系統(tǒng)跳閘，沒有超過，系統(tǒng)繼續(xù)進行判斷；電路中的3次諧波電流增加，則有計算機類負載接入，系統(tǒng)不做任何動作；電路中的功率發(fā)生臺階性變化，功率因數(shù)增加，數(shù)值接近于1，并且諧波分量變化很小，則有阻性負載接入，系統(tǒng)做進一步判斷；若功率值在瞬間達到平穩(wěn)值，則是電磁類加熱負載接入，系統(tǒng)不做任何判斷；若功率以及電流經(jīng)過若干周期后達到平穩(wěn)值，則有電阻絲加熱類負載接入，系統(tǒng)跳閘；幾秒后，沒有惡性負載的前提下，系統(tǒng)重新供電。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的方法能夠提高其性能的可靠性，實現(xiàn)高精度、低功耗、小體積，同時更能適應負荷管理、電能分析、電量集抄、優(yōu)化用電分析等功能的需要，最大限度的利用能源，減小斷電影響，實現(xiàn)有序用電。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的總體流程圖；
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明所述的一種工廠負荷識別的裝置，包括主控制模塊、信息檢測模塊、A/D轉換模塊、輸出控制模塊、保護模塊等組成；主控制模塊完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能；信息檢測t旲塊完成對負載用電回路電流的米集功能；A/D轉換t旲塊主要完成對主電路的電流進行采樣；輸出控制模塊實現(xiàn)控制負載用電回路通斷的功能；保護模塊完成短路保護功能；通信模塊可以實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信。
[0014]所述的A/D轉換模塊為12位模數(shù)轉換器，A/D轉換模塊通過串行外設接口與輸出控制模塊連接。
[0015]所述的通信模塊內置同步串行口模塊，最高數(shù)據(jù)傳輸速率達到5Mb/s。
[0016]一種工廠負荷識別裝置的方法，按照下列順序依次進行:1)對待測電流信號進行采樣，經(jīng)A/D轉換模塊進行轉換；2)再用計算機進行傅里葉變換，得到各次諧波的幅值和相位系數(shù)。
[0017]投入線性負載后，供電線路上總電流的諧波分量不變。線性負載的投入僅影響了總電流的基波和直流分量。而投入非線性負載，則會增加總電流的諧波分量。
[0018]惡性負載接入電路時，電路中的功率值發(fā)生臺階性變化，電路中的諧波值變化很小，功率因數(shù)接近于I ;非線性類負載接入時，電路中的3次諧波值變化很大。
[0019]電路的穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化時，首先判斷電路的功率和電流值是否超過設定的閾值，超過的話系統(tǒng)跳閘，沒有超過，系統(tǒng)繼續(xù)進行判斷；電路中的3次諧波電流增加，則有計算機類負載接入，系統(tǒng)不做任何動作；電路中的功率發(fā)生臺階性變化，功率因數(shù)增加，數(shù)值接近于1，并且諧波分量變化很小，則有阻性負載接入，系統(tǒng)做進一步判斷；若功率值在瞬間達到平穩(wěn)值，則是電磁類加熱負載接入，系統(tǒng)不做任何判斷；若功率以及電流經(jīng)過若干周期后達到平穩(wěn)值，則有電阻絲加熱類負載接入，系統(tǒng)跳閘；幾秒后，沒有惡性負載的前提下，系統(tǒng)重新供電。
[0020]負載識別裝置功能的實現(xiàn)是通過對電壓電流進行實時采樣，經(jīng)A/D轉換模塊轉換后輸入單片機內部存儲單元中，通過功率和諧波的變化判斷是否有惡性負載接入。如果有惡性負載接入，系統(tǒng)跳閘，拔除惡性負載后，系統(tǒng)恢復供電。
[0021]本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種工廠負荷識別的裝置，包括主控制模塊、信息檢測模塊、A/D轉換模塊、輸出控制模塊、保護模塊，其特征在于:主控制模塊完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能；信息檢測模塊完成對負載用電回路電流的米集功能；A/D轉換I旲塊主要完成對主電路的電流進彳丁米樣；輸出控制模塊實現(xiàn)控制負載用電回路通斷的功能；保護模塊完成短路保護功能；通信模塊可以實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信。2.根據(jù)權利要求1所述的一種工廠負荷識別的裝置，其特征在于:所述的A/D轉換模塊為12位模數(shù)轉換器，A/D轉換模塊通過串行外設接口與輸出控制模塊連接。3.根據(jù)權利要求1所述的一種工廠負荷識別的裝置，其特征在于:所述的通信模塊內置同步串行口模塊，最高數(shù)據(jù)傳輸速率達到5Mb/s。4.使用權利要求1-3所述的一種工廠負荷識別裝置的方法，其特征在于:按照下列順序依次進行:1)對待測電流信號進行采樣，經(jīng)A/D轉換模塊進行轉換；2)再用計算機進行傅里葉變換，得到各次諧波的幅值和相位系數(shù)。5.根據(jù)權利要求4所述的一種工廠負荷識別的方法，其特征在于:惡性負載接入電路時，電路中的功率值發(fā)生臺階性變化，電路中的諧波值變化很小，功率因數(shù)接近于I ;非線性類負載接入時，電路中的3次諧波值變化很大。6.根據(jù)權利要求5所述的一種工廠負荷識別的方法，其特征在于:電路的穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化時，首先判斷電路的功率和電流值是否超過設定的閾值，超過的話系統(tǒng)跳閘，沒有超過，系統(tǒng)繼續(xù)進行判斷；電路中的3次諧波電流增加，則有計算機類負載接入，系統(tǒng)不做任何動作；電路中的功率發(fā)生臺階性變化，功率因數(shù)增加，數(shù)值接近于1，并且諧波分量變化很小，則有阻性負載接入，系統(tǒng)做進一步判斷；若功率值在瞬間達到平穩(wěn)值，則是電磁類加熱負載接入，系統(tǒng)不做任何判斷；若功率以及電流經(jīng)過若干周期后達到平穩(wěn)值，則有電阻絲加熱類負載接入，系統(tǒng)跳閘；幾秒后，沒有惡性負載的前提下，系統(tǒng)重新供電。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力技術領域，具體涉及一種工廠負荷識別的裝置及方法。包括主控制模塊、信息檢測模塊、A/D轉換模塊、輸出控制模塊、保護模塊等組成；主控制模塊完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能；信息檢測模塊完成對負載用電回路電流的采集功能；A/D轉換模塊主要完成對主電路的電流進行采樣；輸出控制模塊實現(xiàn)控制負載用電回路通斷的功能；保護模塊完成短路保護功能；通信模塊可以實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信。本發(fā)明提供的方法能夠提高其性能的可靠性，實現(xiàn)高精度、低功耗、小體積，同時更能適應負荷管理、電能分析、電量集抄、優(yōu)化用電分析等功能的需要，最大限度的利用能源，減小斷電影響，實現(xiàn)有序用電。
【IPC分類】G01R21/06, G01R19/25
【公開號】CN104931773
【申請?zhí)枴緾N201510330841
【發(fā)明人】李加升, 鄧曙光, 李穩(wěn)國, 熊潔, 胡賽純, 楊冰
【申請人】湖南城市學院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月15日