CN107576840B - 移相器负载识别方法、装置及用电保护*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移相器负载识别方法、装置及用电保护***，所述方法包括：获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载；在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发出报警信息。如此，极大的提高了用电管理的合理性、实用性和可视性。

Description

移相器负载识别方法、装置及用电保护***

技术领域

本发明涉及用电安全管理技术领域，具体而言，涉及一种移相器负载识别方法、装置及用电保护***。

背景技术

在人口密集度较大的居住区，比如，工厂、学校、出租房等场所使用违规电器容易引发严重的安全事故。出于用电安全管理的需要，在此类场所中需要限制大功率负载的使用，常用的方法是采用限电器，在检测用电回路中的大功率负载时进行拉闸保护或报警。

由于危险性较高的大功率负载常为纯阻性负载，现有技术中采用的限电器一般根据用电回路中是否存在大功率的纯阻性负载来进行判断。针对这种限电器，违章用电者会采用移相器(如防限电插座、移相插座等)，使大功率的纯阻性负载出现非线性的电气特性，以躲避限电器的识别。现有技术的限电器无法识别采用了移相器的大功率负载，不能做到用电安全的有效控制。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种移相器负载识别方法，应用于移相器负载识别装置，所述方法包括：

获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载；

在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发出报警信息。

进一步地，在上述方法中，所述移相器负载识别装置记录有新负载接入前所述用电回路中的基准电流值；在所述获取用电回路中多个采样点的电流值的步骤之前，所述方法还包括：

在检测到所述用电回路中有新负载接入时，根据当前的功率值计算功率增量；

判断所述功率增量是否大于预设增量阈值；

若所述功率增量未超过预设增量阈值，重新获取所述用电回路中当前的电流值作为新的基准电流值；

若所述功率增量超过所述预设增量阈值，再进入所述对所述用电回路中的电流进行多次采样记录的步骤。

进一步地，在上述方法中，所述若所述电流增量未超过预设增量阈值，重新获取所述用电回路中当前的电流值作为新的基准电流值的步骤，包括：

若所述功率增量未超过预设增量阈值，间隔第一预设时长后重新获取所述用电回路中当前的电流值作为新的基准电流值。

进一步地，在上述方法中，所述获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载的步骤，包括：

对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数；

当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载。

进一步地，在上述方法中，所述移相器负载识别装置中包括一计数器；所述对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数的步骤，包括：

每间隔第二预设时长获取一个电流采样周期中多个采样点的电流值。

判断当前采样的电流采样周期中是否存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值；

若当前采样的电流采样周期中存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，将所述计数器的计数值加1，其中，所述计数器的计数值为所述采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数。

进一步地，在上述方法中，在所述将所述计数器的计数值加1的步骤之后，所述方法还包括：

检测在已采样到多个电流采样周期中，是否仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值；

若电流采样周期中仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，将所述计数器的计数值减1。

进一步地，在上述方法中，所述当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到所述第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载的步骤，包括：

判断所述计数器的计数值是否达到所述第一预设数量；

在所述计数值达到所述第一预设数量时，判定为所述用电回路中存在使用了移相器的负载；

在所述计数器的计数值未达到所述第一预设数量时，判断电流采样周期数是否达到第二预设数量，其中，所述第二预设数量大于所述第一预设数量；

若所述电流采样周期数未达到所述第二预设数量，获取新一轮电流采样周期中多个采样点的电流值。

本发明的另一目的在于提供一种移相器负载识别装置，所述装置包括：

判断模块，用于获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载；

报警模块，用于在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发出报警信息。

进一步地，在上述装置中，所述判断模块包括：

记录子模块，用于对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于预设斜率阈值的电流采样周期数；

判定子模块，用于当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载。

本发明的另一目的在于提供一种用电保护***，所述***包括电流检测装置、控制装置及移相器负载识别装置；

所述电流检测装置连接于用电回路中并与所述移相器负载识别装置连接，用于检测所述用电回路中的电流值并发送给所述移相器负载识别装置；

所述移相器负载识别装置与所述控制装置连接，用于根据所述电流检测装置发送的多个采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载；并在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发送报警信息给所述控制装置；

所述控制装置用于在接收到所述移相器负载识别***发送的报警信息后断开所述用电回路的供电。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的移相器负载识别方法、装置及用电保护***，通过获取用电回路中多个采样点的电流，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载。如此，填补了现有技术无法识别移相器负载的缺陷，极大的提高了用电管理的合理性、实用性和可视性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的用电保护***的示意图；

图2为本发明实施例提供的移相器负载识别装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的移相器负载识别方法的示意图之一；

图4为本发明实施例提供的移相器负载识别方法的示意图之二；

图5a为正常纯阻性负载的电流特性示意图；

图5b为移相器负载的电流特性示意图。

图标：100-用电保护***；110-移相器负载识别装置；111-判断模块；112-报警模块；120-电流检测装置；130-控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，图1为本发明较佳实施例提供的用电保护***100，所述***包括电流检测装置120、控制装置130及移相器负载识别装置110。

所述电流检测装置120连接于用电回路中并与所述移相器负载识别装置110连接，用于检测所述用电回路中的负载的总电流值并发送给所述移相器负载识别装置110。

所述移相器负载识别装置110还与所述控制装置130连接，请参照图2，所述移相器负载识别装置110包括判断模块111及报警模块112。

所述判断模块111，用于获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载。

进一步地，所述判断模块111可以包括记录子模块及判定子模块。

所述记录子模块用于对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于预设斜率阈值的电流采样周期数；

所述判定子模块用于当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载。

所述报警模块112，用于在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发出报警信息。

所述控制装置130用于在接收到所述移相器负载识别***发送的报警信息后断开所述用电回路的供电。

请参照图3，图3为一种应用于图1所示的移相器负载识别装置110的移相器负载识别方法的步骤流程示意图，以下将对所述方法包括各个步骤进行详细阐述。

步骤S110，获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载。

可选地，在本实施例中，所述移相器负载识别装置110记录有新负载接入前所述用电回路中的基准功率值。在步骤S110之前所述方法还可以包括步骤S211、S212及S213。

步骤S211，在检测到所述用电回路中有新负载接入时，根据当前的功率值计算功率增量。

所述移相器负载识别装置110获取所述用电回路中电流值，在检测到当前的功率值发生变化的时候，判断为有新的负载接入所述用电回路。所述移相器负载识别装置110根据当前的电流值与所述基准电流值计算得到电流增量。

步骤S212，判断所述功率增量是否大于预设增量阈值。

如果所述功率增量没有超过所述预设增量阈值，则表示新接入的负载功率较小，危险性也较小，可以不进行是否使用了移相器的判断流程。故在所述电流增量未超过所述预设增量阈值时，进入步骤S213更新所述基准电流值。

如果所述功率增量超过了所述预设增量阈值，则表示新接入的负载功率较大，如果该新接入的负载为使用了移相器的大功率阻性负载，则其危险性也较大，需要进行是否使用了移相器的判断流程。故在所述功率增量超过了所述预设增量阈值时，再进入步骤S110。

步骤S213，重新获取所述用电回路中当前的功率值作为新的基准功率值。

可选地，若所述功率增量未超过预设增量阈值，间隔第一预设时长后重新获取所述用电回路中当前的功率值作为新的基准功率值。在本实施例中，所述第一预设时长可以设置为3秒。如此，间隔一段时间等待功率稳定后更新记录的所述基准功率值，防止负载接入瞬间的大电流导致记录的基准功率值不准确。

在进入判断是否使用了移相器的步骤后，所述移相器识别装置对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于预设斜率阈值的电流采样周期数。

当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载。

在本实施例，为了保证判断的准确性，需要进行多次判稳判断。具体地，所述移相器负载识别装置110中包括一计数器，请参照图4，步骤S110可以包括子步骤S111-S113。可选地，请再次参照图4，为了将因采样点漂移而发生畸变等现象滤出，提高识别精度，步骤S110还可以包括子步骤S114及S115。下面对这些子步骤进行详细阐述。

子步骤S111，每间隔第二预设时长获取一个电流采样周期中多个采样点的电流值。

在本实施例中，需要对多个电流采样周期的电流特性进行分析，故每间隔第二预设时长对一个电流采样周期中的多个采样点进行采样。

可选地，在本实施例中，所述第二预设时长可以设置为500ms，针对每个电流采样周期获取20个采样点的电流值。

子步骤S112，判断当前电流采样周期中是否存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值。

请参照图5a，经发明人大量研究发现，一般接入纯阻性负载的用电回路中，电流的变化趋势呈平滑的正弦波，相邻采样点之间的电流增量的斜率不会超过预设斜率阈值。

请参照图5b，而使用了移相器的用电回路中，因为移相器的作用，通过改变电压电流之间的相角，破坏正弦波的波形，使得相邻两个采样点之间电流增量的斜率可能出现超过所述预设斜率阈值的情况。

基于上述发现，在本实施列中，所述移相器负载识别装置110通过计算相邻两个采样点之间电流增量的斜率作为以判断用电回路中是否存在使用了移相器的负载。

若当前电流采样周期中存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，则进入子步骤S113。

若当前电流采样周期中不存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，则进入子步骤S117。

子步骤S113，将所述计数器的计数值加1，其中，所述计数器的计数值为所述采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数。

S114，检测在已采样到的多个电流采样周期中，是否仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值。

若检测在已采样到的多个电流采样周期中，仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，则认为该电流增量可能是由于采样点漂移而导致的，不应将该电流采样周期计入采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期中，故进入步骤S115。

若检测在已采样到的多个电流采样周期中，不是仅有一个所述流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，则认为确实存在采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，故进入步骤S116。

子步骤S115，将所述计数器的计数值减1。

子步骤S116，判断所述计数器的计数值是否达到所述第一预设数量。

在本实施例中，可以设置为在第二预设数量的电流采样周期中，存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量，则认为所述用电回路中存在使用了移相器的负载，其中，所述第二预设数量大于所述第一预设数量。可选地，所述第一预设数量大于所述第二预设数量的二分之一。例如，在5个电流采样周期中，存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到3个，则认为所述用电回路中存在使用了移相器的负载。

故所述移相器负载识别装置110进行是否存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数的判断。

若所述计数值达到所述第一预设数量，则认为所述用电回路中存在使用了移相器的负载，进入步骤S120。

若所述计数值未达到所述第一预设数量，则进入步骤S117。

步骤S117，判断电流采样周期数是否达到第二预设数量。

若所述的电流采样周期数未达到所述第二预设数量，则进入步骤S111，继续进行新一轮电流采样周期的采样。

若所述计数器的计数值尚未达到所述第一预设数量，但所述采样的电流采样周期数达到了所述第二预设数量，则采样点电流增量的斜率超过所述预设斜率阈值可能由于暂时电压波动引起的，所述用电回路中不存在使用了移相器的负载，判断流程结束。

步骤S120，在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时进行报警。

在本实施例中，所述移相器负载识别装置110可以向所述控制装置130发出信号，进行报警或断开所述用电回路的供电。

综上所述，本发明提供的移相器负载识别方法、装置及用电保护***100，通过获取用电回路中多个采样点的电流，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载。如此，填补了现有技术无法识别移相器负载的缺陷，极大的提高了用电管理的合理性、实用性和可视性。

在本申请所提供的实施例中，应所述理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种移相器负载识别方法，应用于移相器负载识别装置，其特征在于，所述方法包括：

获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载；

在检测到所述用电回路中存在使用了移相器的负载时发出报警信息；

所述移相器负载识别装置记录有新负载接入前所述用电回路中的基准功率值；在所述获取用电回路中多个采样点的电流值的步骤之前，所述方法还包括：

在检测到所述用电回路中有新负载接入时，根据当前的功率值计算功率增量；

判断所述功率增量是否大于预设增量阈值；

若所述功率增量未超过预设增量阈值，获取所述用电回路中当前的功率值作为新的基准功率值；

若所述功率增量超过所述预设增量阈值，再进入所述获取用电回路中多个采样点的电流值的步骤；

所述若所述功率增量未超过预设增量阈值，获取所述用电回路中当前的功率值作为新的基准功率值的步骤，包括：

若所述功率增量未超过预设增量阈值，间隔第一预设时长后获取所述用电回路中当前的功率值作为新的基准功率值；

所述获取用电回路中多个采样点的电流值，根据采样点之间电流增量的斜率判断所述用电回路中是否存在使用了移相器的负载的步骤，包括：

对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于预设斜率阈值的电流采样周期数；

当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载；

所述移相器负载识别装置中包括一计数器；所述对多个电流采样周期中的电流值进行采样，记录采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数的步骤，包括：

每间隔第二预设时长获取一个电流采样周期中多个采样点的电流值；

判断当前电流采样周期中是否存在相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值；

若当前电流采样周期中相邻两个采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，将所述计数器的计数值加1，其中，所述计数器的计数值为所述采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数；

在所述将所述计数器的计数值加1的步骤之后，所述方法还包括：

检测在已采样到的多个电流采样周期中，是否仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值；

若在电流采样周期中仅有一个所述电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值，将所述计数器的计数值减1；

所述当记录的采样点之间电流增量的斜率大于所述预设斜率阈值的电流采样周期数达到所述第一预设数量时，判定所述用电回路中存在使用了移相器的负载的步骤，包括：

判断所述计数器的计数值是否达到所述第一预设数量；

在所述计数值达到所述第一预设数量时，判定为所述用电回路中存在使用了移相器的负载；

在所述计数器的计数值未达到所述第一预设数量时，判断电流采样周期数是否达到第二预设数量，其中，所述第二预设数量大于所述第一预设数量；

若所述电流采样周期数未达到所述第二预设数量，获取新一轮电流采样周期中多个采样点的电流值。

Images