一种工厂负荷识别的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种工厂负荷识别的装置及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工厂规模的不断扩大，工人人数急剧上升，许多工厂都兴建了厂房、厂区，实现厂房、厂区用电管理的科学化和智能化迫在眉睫。首先要确保用电的安全性。即在保证工人正常用电的前提下，防止个别工人私拉电线，使用大功率电器等不良现象的发生。其次也要注重电能质量，这主要是指现在的厂房、厂区非线性整流负载越来越多，这些大量应用的整流电路迫使电网供给严重畸变的非正弦电流，其谐波电流对电网有危害作用，并且使得输入端的功率因数下降。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决上述问题，提供一种工厂负荷识别的装置及方法，能够解决上述问题。
[0004]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
[0005]一种工厂负荷识别的装置，包括主控制模块、信息检测模块、A/D转换模块、输出控制模块、保护模块等组成；主控制模块完成数据处理和输出控制功能；信息检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能；A/D转换模块主要完成对主电路的电流进行采样；输出控制模块实现控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；通信模块可以实现上位机与下位机之间的通信。
[0006]优选的，所述的A/D转换模块为12位模数转换器，A/D转换模块通过串行外设接口与输出控制模块连接。
[0007]优选的，所述的通信模块内置同步串行口模块，最高数据传输速率达到5Mb/s。
[0008]一种工厂负荷识别装置的方法，按照下列顺序依次进行:1)对待测电流信号进行采样，经A/D转换模块进行转换；2)再用计算机进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位系数。
[0009]优选的，恶性负载接入电路时，电路中的功率值发生台阶性变化，电路中的谐波值变化很小，功率因数接近于I ;非线性类负载接入时，电路中的3次谐波值变化很大。
[0010]优选的，电路的稳态发生变化时，首先判断电路的功率和电流值是否超过设定的阈值，超过的话系统跳闸，没有超过，系统继续进行判断；电路中的3次谐波电流增加，则有计算机类负载接入，系统不做任何动作；电路中的功率发生台阶性变化，功率因数增加，数值接近于1，并且谐波分量变化很小，则有阻性负载接入，系统做进一步判断；若功率值在瞬间达到平稳值，则是电磁类加热负载接入，系统不做任何判断；若功率以及电流经过若干周期后达到平稳值，则有电阻丝加热类负载接入，系统跳闸；几秒后，没有恶性负载的前提下，系统重新供电。
[0011]本发明的有益效果是:本发明提供的方法能够提高其性能的可靠性，实现高精度、低功耗、小体积，同时更能适应负荷管理、电能分析、电量集抄、优化用电分析等功能的需要，最大限度的利用能源，减小断电影响，实现有序用电。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的总体流程图；
【具体实施方式】
[0013]本发明所述的一种工厂负荷识别的装置，包括主控制模块、信息检测模块、A/D转换模块、输出控制模块、保护模块等组成；主控制模块完成数据处理和输出控制功能；信息检测t旲块完成对负载用电回路电流的米集功能；A/D转换t旲块主要完成对主电路的电流进行采样；输出控制模块实现控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；通信模块可以实现上位机与下位机之间的通信。
[0014]所述的A/D转换模块为12位模数转换器，A/D转换模块通过串行外设接口与输出控制模块连接。
[0015]所述的通信模块内置同步串行口模块，最高数据传输速率达到5Mb/s。
[0016]一种工厂负荷识别装置的方法，按照下列顺序依次进行:1)对待测电流信号进行采样，经A/D转换模块进行转换；2)再用计算机进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位系数。
[0017]投入线性负载后，供电线路上总电流的谐波分量不变。线性负载的投入仅影响了总电流的基波和直流分量。而投入非线性负载，则会增加总电流的谐波分量。
[0018]恶性负载接入电路时，电路中的功率值发生台阶性变化，电路中的谐波值变化很小，功率因数接近于I ;非线性类负载接入时，电路中的3次谐波值变化很大。
[0019]电路的稳态发生变化时，首先判断电路的功率和电流值是否超过设定的阈值，超过的话系统跳闸，没有超过，系统继续进行判断；电路中的3次谐波电流增加，则有计算机类负载接入，系统不做任何动作；电路中的功率发生台阶性变化，功率因数增加，数值接近于1，并且谐波分量变化很小，则有阻性负载接入，系统做进一步判断；若功率值在瞬间达到平稳值，则是电磁类加热负载接入，系统不做任何判断；若功率以及电流经过若干周期后达到平稳值，则有电阻丝加热类负载接入，系统跳闸；几秒后，没有恶性负载的前提下，系统重新供电。
[0020]负载识别装置功能的实现是通过对电压电流进行实时采样，经A/D转换模块转换后输入单片机内部存储单元中，通过功率和谐波的变化判断是否有恶性负载接入。如果有恶性负载接入，系统跳闸，拔除恶性负载后，系统恢复供电。
[0021]本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种工厂负荷识别的装置，包括主控制模块、信息检测模块、A/D转换模块、输出控制模块、保护模块，其特征在于:主控制模块完成数据处理和输出控制功能；信息检测模块完成对负载用电回路电流的米集功能；A/D转换I旲块主要完成对主电路的电流进彳丁米样；输出控制模块实现控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；通信模块可以实现上位机与下位机之间的通信。2.根据权利要求1所述的一种工厂负荷识别的装置，其特征在于:所述的A/D转换模块为12位模数转换器，A/D转换模块通过串行外设接口与输出控制模块连接。3.根据权利要求1所述的一种工厂负荷识别的装置，其特征在于:所述的通信模块内置同步串行口模块，最高数据传输速率达到5Mb/s。4.使用权利要求1-3所述的一种工厂负荷识别装置的方法，其特征在于:按照下列顺序依次进行:1)对待测电流信号进行采样，经A/D转换模块进行转换；2)再用计算机进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位系数。5.根据权利要求4所述的一种工厂负荷识别的方法，其特征在于:恶性负载接入电路时，电路中的功率值发生台阶性变化，电路中的谐波值变化很小，功率因数接近于I ;非线性类负载接入时，电路中的3次谐波值变化很大。6.根据权利要求5所述的一种工厂负荷识别的方法，其特征在于:电路的稳态发生变化时，首先判断电路的功率和电流值是否超过设定的阈值，超过的话系统跳闸，没有超过，系统继续进行判断；电路中的3次谐波电流增加，则有计算机类负载接入，系统不做任何动作；电路中的功率发生台阶性变化，功率因数增加，数值接近于1，并且谐波分量变化很小，则有阻性负载接入，系统做进一步判断；若功率值在瞬间达到平稳值，则是电磁类加热负载接入，系统不做任何判断；若功率以及电流经过若干周期后达到平稳值，则有电阻丝加热类负载接入，系统跳闸；几秒后，没有恶性负载的前提下，系统重新供电。
【专利摘要】本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种工厂负荷识别的装置及方法。包括主控制模块、信息检测模块、A/D转换模块、输出控制模块、保护模块等组成；主控制模块完成数据处理和输出控制功能；信息检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能；A/D转换模块主要完成对主电路的电流进行采样；输出控制模块实现控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；通信模块可以实现上位机与下位机之间的通信。本发明提供的方法能够提高其性能的可靠性，实现高精度、低功耗、小体积，同时更能适应负荷管理、电能分析、电量集抄、优化用电分析等功能的需要，最大限度的利用能源，减小断电影响，实现有序用电。
【IPC分类】G01R21/06, G01R19/25
【公开号】CN104931773
【申请号】CN201510330841
【发明人】李加升, 邓曙光, 李稳国, 熊洁, 胡赛纯, 杨冰
【申请人】湖南城市学院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月15日