一种投切开关数据采集系统及其控制、采集和应用方法与流程

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种投切开关数据采集系统及其控制、采集和应用方法。

背景技术：

目前，晶闸管投切开关因其优异的性能而被广泛使用。晶闸管投切开关控制的电容器组可以对变化很大的负荷，如电梯、起重机和轧机等，进行迅速的功率因数补偿，用晶闸管代替接触器使投切速度可以很快，也减少了接触器易于磨损而带来的维护和更换工作量。

然而在实际使用的过程中，无法检测和控制投切开关的运行状态，使得功率因数的补偿存在盲目性。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种投切开关数据采集系统及其控制、采集和应用方法，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种投切开关数据采集系统，同时还包括该系统的控制、采集和应用方法，从而可对投切开关的运行状态进行精确的控制，并对控制数据进行获取，以使得功率因数补偿的可控性和可溯性提高。

本发明的技术方案为：

一种投切开关数据采集系统，包括：投切模块、控制器和云端；

所述投切模块控制的电容器组包括六个端子，六个端子两两一组，且每组两端子间均依次设置有电感l、电容c和电阻r，其中，三组端子分别通过三个第一投切开关与三相配网电路的la、lb和lc相线连接，任一所述电阻r均并联有第二投切开关；

所述控制器分别与各所述第一投切开关和第二投切开关连接，用于向所述第一投切开关和第二投切开关发送控制指令，同时对所述第一投切开关和第二投切开关的数据进行采集，并将所述数据传送至所述云端；

所述云端用于对所述数据进行分类及保存，并按照分类将数据发送至指定人员和/或用户。

进一步地，所述云端还用于所述数据的下载。

进一步地，所述云端还用于在所述数据发生异常时，向所述指定人员和/或用户报警。

投切开关数据采集系统的控制方法，在将所述电容c投入任意两相间之前，对所述电容c进行充电，以使得所述电容c两端的电压接近交流电压正半周的峰值。

进一步地，所述电容c的充电方法为：

驱动两所述第一投切开关，通过两所述第一投切开关在两相间连入所述电感l、电容c和电阻r，并通过所述电阻r对所述电容c进行充电；

充电结束后，闭合与所述电阻r并联的所述第二投切开关，所述电容c投入两相间。

投切开关数据采集系统的采集方法，分别对所述第一投切开关和第二投切开关的投切时间点进行采集，从而获得每一电容c的充电时间、功率补偿时间和补偿次数。

投切开关数据采集系统的应用方法，用于对负荷变化率超过设定值的用电设备和/或投切模块进行工作管理。

进一步地，对负荷变化率超过设定值的用电设备的工作管理方法如下：

在所述用电设备启动时，所述控制器对第一投切开关的投切时间点进行采集，从而对投入电容c的两相间的补偿时间段进行统计；当所述补偿时间段在预设时间周期内未出现时，则判定用电设备异常。

进一步地，对投切模块的工作管理方法如下：

在所述用电设备启动时，所述控制器对所述第一投切开关和第二投切开关的投切时间点进行采集，从而对投入电容c的两相间的补偿时间段和所投入的电容c的充电时间段进行统计；当所述补偿时间段大于设定值和/或充电时间段大于设定值时，则判定投切模块工作异常。

由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明中，提供了一种电容器组经过改进的投切模块，从而使得整个投切开关数据采集系统可较为方便的实现数据的采集。具体的，将电容器组设置六个端子，且通过第一投切开关的设置，可选择通过一组端子将电容c接入电路中，而这种选择权以及选择的时间可通过控制系统进行精确的控制和采集，并通过云端进行数据的保存和共享，从而使得功率因数补偿的可控性和可溯性提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中投切开关数据采集系统的框架图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

如图1所示，一种投切开关数据采集系统，包括：投切模块、控制器和云端；投切模块控制的电容器组包括六个端子，六个端子两两一组，且每组两端子间均依次设置有电感l、电容c和电阻r，其中，三组端子分别通过三个第一投切开关与三相配网电路的la、lb和lc相线连接，任一电阻r均并联有第二投切开关；控制器分别与各第一投切开关和第二投切开关连接，用于向第一投切开关和第二投切开关发送控制指令，同时对第一投切开关和第二投切开关的数据进行采集，并将数据传送至云端；云端用于对数据进行分类及保存，并按照分类将数据发送至指定人员和/或用户。

本发明中，提供了一种电容器组经过改进的投切模块，从而使得整个投切开关数据采集系统可较为方便的实现数据的采集，具体的，将电容器组设置六个端子，且通过第一投切开关的设置，可选择通过一组端子将电容c接入电路中，而这种选择权以及选择的时间可通过控制系统进行精确的控制和采集，并通过云端进行数据的保存和共享，从而使得功率因数补偿的可控性和可溯性提高。在上述方案中，整个电容器组的接法新颖且简单，可实现电容c的预充电，从而降低电涌的发生几率，同时通过电阻r也可对电路的最大电流进行限制，从而避免各电气元件的损坏。

本发明的上述实施例还具有以下优点：投切模块可实现多电路共享，只需将未投入的电容c两端的端子通过投切开关投入其他电路即可，提高了整个投切模块的利用率。在上述技术方案中，需要强调的是，需要对各个第一投切开关和第二投切开关进行区分，以保证数据的一一对应，区分的方式可通过唯一性的编码等任意方式实现。

作为本实施例的优选，云端还用于数据的下载，通过数据的下载可实现对数据的主动查看，另外云端还用于在数据发生异常时，向指定人员和/或用户报警。

实施例二

本实施例中的投切开关数据采集系统与实施例一中相同，此处不再赘述，本实施例中，将对上述系统的控制方法进行详述：具体的，包括在将电容c投入任意两相间之前，对电容c进行充电，以使得电容c两端的电压接近交流电压正半周的峰值，避免电涌的发生，具体的，电容c的充电方法为：

驱动两第一投切开关，通过两第一投切开关在两相间连入电感l、电容c和电阻r，并通过电阻r对电容c进行充电；充电结束后，闭合与电阻r并联的第二投切开关，电容c投入两相间。

实施例三

本实施例中的投切开关数据采集系统与实施例一中相同，此处不再赘述，本实施例中，将对上述系统的采集方法进行详述：包括分别对第一投切开关和第二投切开关的投切时间点进行采集，从而获得每一电容c的充电时间、功率补偿时间和补偿次数。

在本实施例中，对于任意第一投切开关，当其与另一个第一投切开关同时动作以将一电容c接入电路中时，将其与功率补偿的电路一一对应，此时间点作为该电路功率补偿的时间起始点，同时也作为投入的电容c的充电时间起点，当充电完成后，以第二投切开关闭合的时间点作为电容c的充电完成的时间，而电路功率补偿的时间终点则为本实施例中上述的两个第一投切开关中至少其一再次进行投切时的时间点。

综上所述，本实施例中数据的采集方式为时间点的采集，而控制器通过不同时间点之间的时间间隔、以及每一时间间隔发生的频率和发生的时间等作为数据判断的依据。

实施例四

本实施例中的投切开关数据采集系统与实施例一中相同，此处不再赘述，本实施例中，将对上述系统的应用方法进行详述：用于对负荷变化率超过设定值的用电设备和/或投切模块进行工作管理。

具体的，对负荷变化率超过设定值的用电设备的工作管理方法如下：

在用电设备启动时，控制器对第一投切开关的投切时间点进行采集，从而对投入电容c的两相间的补偿时间段进行统计；当补偿时间段在预设时间周期内未出现时，则判定用电设备异常，此处的异常仅为检修或者维护的依据，而并非实际意义上的故障问题。以电梯为例，电梯承载人员按动电梯且电梯启动的时间点控制器接收信号，此时控制器向ab相、bc相或者ac相中需要执行投入电容c命令的第一投切开关发出指令，通过第一投切开关的投切向有需要的电路中投入电容c，此时间点作为该电路中电梯的功率补偿的起始点，此时控制器可判定该电梯启动，同时记录启动时间和启动次数，当补偿完成后以第一投切开关再次投切的时间点作为功率补偿的时间终点，那么时间起点和时间终点之间的时间段则可认为是该电梯运行过程中的功率补偿时间段。

上述数据的获得具有以下意义：对于电梯的管理人员和/或部门而言，当一电梯长时间未获得上述的功率补偿时间段，则至少可能发生了例如电梯故障或者电梯利用率低等问题，同时也可对电梯使用频率较高的时间段等进行获知，从而当电梯存在于公共场合时，在使用频率较高的时间段采取派专人维护等相应的措施保证电梯的正常运行安全等。

而对投切模块的工作管理方法如下：

在用电设备启动时，控制器对第一投切开关和第二投切开关的投切时间点进行采集，从而对投入电容c的两相间的补偿时间段和所投入的电容c的充电时间段进行统计；当补偿时间段大于设定值和/或充电时间段大于设定值时，则判定投切模块工作异常，同样的，此处的工作异常并非故障，仅为检修或者维护的依据。

当补偿时间段大于设定值时，至少说明功率因数补偿的速度降低，因此需要对投切模块进行检查，而充电时间段大于设定值时，则可能为电容c发生故障，例如漏电等，因此同样需要对投切模块进行检查。

对上述数据进行具体应用时，可对多个厂家的投切模块进行性能的评价，具有深远意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。