CN111796154A - 一种监测用电设备电源连接部分异常的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种监测用电设备电源连接部分异常的装置及方法，其装置包含了数据处理单元、通讯单元，以及与数据处理单元相连接的电流采样单元和电压采样单元；电流采样单元采集主电路的电流值、电压采样单元采集主电路的电压值；数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，结合数据库中的稳态电流电压曲线，计算出用电设备的实际运行电压值，从而判断此用电设备的电源连接部分是否存在异常，解决因电源连接部分异常且长时间使用而引起的发热，甚至是电器火灾。此装置结构及方法简单，可以作为单独的设备进行使用，也可以将本发明提供的技术，植入到一些电器火灾探测产品中一起使用。
Description
技术领域
本发明属于用电监测技术领域，具体涉及到监测用电设备电源连接部分异常的装置及方法。
背景技术
目前，随着非侵入式负荷监测技术的研究与发展，已经可以通过只对主电路进行数据测量，然后对这些数据进行处理、事件检测、特征提取，就可以将各种用电设备的电流、电压、有功功率、无功功率的波形，以及相应的稳态、暂态的数值，进行详细的记录和建立用电设备的负荷特性数据库，使得每一个用电设备都有一个属于自己的负荷特性，可以很方便进行负荷识别。
基于这一技术，在实际运用中，通过实时采集主电路的电流、电压数据，根据电流数据变化（增量）情况，判断出有无用电设备启动工作；利用非侵入式负荷检测技术判断出用电设备的种类；根据用电设备的稳态电流值计算出该用电设备运行中的实际电压，如实际电压小于主电路的电压，从而判断用电设备的电源连接部分是否存在异常。
因此，本发明提供了一种监测用电设备电源连接部分异常的装置及方法，通过采集主电路的电流、电压值，通过预先将负荷特性、稳态电流电压曲线等数据植入数据库，然后通过对比、计算等方法，就可以知道用电设备的实际运行电压值，从而判断用电设备的电源连接部分是否存在异常。
本发明的意义在于，如果用电设备，特别是如：空调、热水器等大功率用电设备的实际运行电压值低于主电路的电压值时，很大原因是由于该用电设备的电源连接部分有电阻存在，对用电设备产生了分压，造成用电设备的实际运行电压值低于主电路的电压值。从用电安全的角度来讲，这个电阻的存在，其实就是一个发热体，如果任其继续长时间使用，很有可能会引起火灾。因此，本发明对于预防电器火灾具有重大的意义。
此装置及方法简单，可以作为单独的设备进行使用，也可以将本发明提供的技术，植入到一些电器火灾探测产品中一起使用。
发明内容
为了实现上述目的，本发明公开了一种监测用电设备电源连接部分异常的装置，包含了数据处理单元、通讯单元，以及与数据处理单元相连接的电流采样单元和电压采样单元；
所述电流采样单元采集主电路的电流值；
所述电压采样单元采集主电路的电压值。
并在数据处理单元中储存了各种用电设备的稳态电流电压曲线。
同时，还公开了一种监测用电设备电源连接部分异常的方法，该方法为：
步骤一：在数据处理单元的数据库中输入了用电设备的稳态电流电压曲线；
步骤二：数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，采集、提取稳态电流增量，在数据库中寻找与之对应的用电设备的稳态电流电压曲线，计算出用该用电设备的实际运行电压值；同时，数据处理单元通过电压采样单元，测量主电路的电压值，判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值是否一致（0.5%以内认为电压一致）；
步骤三：数据处理单元判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值一致后，将该用电设备的实际运行电压值与主电路的电压值进行比较，判断是否存在差值；
步骤四：数据处理单元确定两者之间存在差值后，判断此差值是否超出预设值，如超出预设值，利用通讯单元将此异常信息进行发送。
本发明的优点是：此装置及方法简单，直接在主电路上采集电流、电压值，计算出用电设备在运行中的实际电压，进而判断用电设备的电源连接部分是否异常。可以作为单独的设备进行使用，也可以将本发明提供的技术，植入到一些电器火灾探测产品中一起使用。
附图说明
图1：装置原理图；
图2：稳态电流电压曲线示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种监测用电设备电源连接部分异常的装置，参照图1和图2，包含了数据处理单元、通讯单元，以及与数据处理单元相连接的电流采样单元和电压采样单元；
所述电流采样单元采集主电路的电流值；
所述电压采样单元采集主电路的电压值。
并且，在数据处理单元的数据库中储存了用电设备的稳态电流电压曲线。
同时，通过如下方法，来判断用电设备电源连接部分是否异常：
步骤一：在数据处理单元的数据库中输入了用电设备的稳态电流电压曲线；
步骤二：数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，采集、提取稳态电流增量，在数据库中寻找与之对应的用电设备的稳态电流电压曲线，计算出用该用电设备的实际运行电压值；同时，数据处理单元通过电压采样单元，测量主电路的电压值，判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值是否一致；
在此，数据处理单元提取的稳态电流增量，与数据库中所述的稳态电流电压曲线为相同运行状态下的稳态电流，例如空调，数据库中会存储空调的制冷、制热以及待机等状态下的稳态电流电压曲线，数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，如采集、提取稳态电流增量为制冷状态下的稳态电流，则会利用数据库中的空调的制冷状态下的稳态电流电压曲线进行计算实际运行电压值；如采集、提取稳态电流增量为制热状态下的稳态电流，则会利用数据库中的空调的制热状态下的稳态电流电压曲线进行计算实际运行电压值。
步骤三：数据处理单元判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值一致后，将该用电设备的实际运行电压值与主电路的电压值进行比较，判断是否存在差值；
步骤四：数据处理单元确定两者之间存在差值后，判断此差值是否超出预设值，如超出预设值，利用通讯单元将此异常信息进行发送。
实际监测方法举例：
参照图1和图2，在“用电设备n”未启动工作之前，电流采集单元采集的电流为：I=I1+I2，当“用电设备n”启动工作后，电流采集单元采集的电流为：I=I1+I2+In，
进一步，数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，确定有一个电流增量为In的用电设备投入到主电路之中运行，并在数据库中，寻找到“用电设备n”的稳态电流电压曲线与之相对应，然后数据处理单元根据电流In的电流值，计算“用电设备n”的实际运行电压值；具体的，如果测得电流In的电流值为18.7A，通过稳态电流电压曲线，可以得知此时“用电设备n”的实际运行电压值为：203V。此时，如果数据处理单元测得主电路的电压值为219.5V，上次测得主电路的电压值为220V，比较两侧测得主电路的电压值，确定误差值小于0.5%。
进一步的，数据理单元将“用电设备n”的实际运行电压值与主电路的电压值进行比较，确定“用电设备n”的实际运行电压值（203V）比主电路的电压值（220V）低了17V。
此时，这个17V的压降，就是“用电设备n”的电源连接部分存在了一个异常电阻R’，从而判断此“用电设备n”在电源连接部分产生了异常。
进一步，如果将预设值（用电设备的实际运行电压值低于主电路电压值的差值）设置为10V的话，那么数据处理单元确定此时的差值超出了预设值，通讯单元将此异常信息进行发送。
本发明的意义在于，如果用电设备，特别是如：空调、热水器等大功率用电设备的实际运行电压值低于主电路的电压值时，很大原因是由于该用电设备的电源连接部分有电阻存在，对该用电设备产生了分压，造成用电设备的实际运行电压值低于主电路的电压值。从用电安全的角度来讲，这个电阻的存在，其实就是一个发热体，如果任其继续长时间使用，很有可能会引起火灾。因此，本发明对于预防电器火灾具有重大的意义。
本发明的优点是：此装置及方法简单，直接在主电路上采集电流、电压值，计算出用电设备在运行中的实际电压，进而判断用电设备的电源连接部分是否异常。可以作为单独的设备进行使用，也可以将本发明提供的技术，植入到一些电器火灾探测产品中一起使用。
最后，需要说明的是：以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书的保护范围。
Claims (4)
1.一种监测用电设备电源连接部分异常的装置，其特征在于包含了数据处理单元、通讯单元，以及与数据处理单元相连接的电流采样单元和电压采样单元；
所述电流采样单元采集主电路的电流值；
所述电压采样单元采集主电路的电压值。
2.根据权利要求1所述的一种监测用电设备电源连接部分异常的装置，其特征在于所述的数据处理单元含有数据库，数据库中输入了各种用电设备的稳态电流电压曲线。
3.一种监测用电设备电源连接部分异常的方法，其特征在于，该方法为：
步骤一：在数据处理单元的数据库中输入了用电设备的稳态电流电压曲线；
步骤二：数据处理单元利用非侵入式负荷监测技术，采集、提取稳态电流增量，在数据库中寻找与之对应的用电设备的稳态电流电压曲线，计算出用该用电设备的实际运行电压值；同时，数据处理单元通过电压采样单元，测量主电路的电压值，判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值是否一致；
步骤三：数据处理单元判断本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值一致后，将该用电设备的实际运行电压值与主电路的电压值进行比较，判断是否存在差值；
步骤四：数据处理单元确定两者之间存在差值后，判断此差值是否超出预设值，如超出预设值，利用通讯单元将此异常信息进行发送。
4.根据权利要求3所述的一种监测用电设备电源连接部分异常的方法，其特征在于本次测量的主电路电压值与上次测量的主电路电压值误差在±0.5%以内，数据处理单元就认为两次测量的主电路电压值一致。
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