惡性負載識別器

“識別器”限制的不是用電總功率，而是瞬間的階躍功率，如果階躍功率大於事先的設定，系統將自動切斷負載電路，在間隔一段時間後，系統自動嘗試性恢復供電，經過識別判斷沒有大功率阻性電熱負載接入電路，從而繼續正常供電。

概述

可能很多同學都有這種經歷，在寢室里4台電腦開著，電扇開著、日光燈開著都可以正常運行，沒有任何問題，但是什麼電器都不開，就插了一個小小的電熱杯，電錶就跳閘了。為什麼會出現這種現象呢？電腦的功率都是250W～300W的，4台電腦功率之和絕對在一個電熱杯之上，但為什麼可以帶4台電腦同時工作但不能接入一個300W的電熱杯呢？兩者有什麼不同呢？下面我們就來研究一下。

我們平時使用的最多的加熱裝置就是熱得快、電熱杯或者電飯鍋，它們的工作原理就是電流流過電阻絲，電阻絲髮熱來燒水。對於220V電網來說，這類負載相當於一個純電阻接到電網裡，學過電路的同學都知道，交流220V加到電阻上，其兩端的電壓波形和流過電阻的電流波形是同相的，也就是說，兩者相位差是0。這類負載我們稱之為純電阻性負載。

計算機相當於什麼負載呢？我們知道我們的電腦機箱的後上方，有一個方塊狀的鐵盒子，那就是計算機的電源。這個電源對於電網來說，就是電網的一個負載。計算機的電源是開關電源（注意，這可不是有開關的電源喔），屬於非線性負載（也叫整流性負載）。開關電源的原理是先把220V@50hz交流電整流為高壓直流，再把高壓直流逆變為高壓高頻交流，再通過高頻變壓器降為低壓高頻交流，再轉為低壓直流輸出，這種電源的效率要比傳統穩壓器高得多。把計算機的開關電源當做220V電網的一個負載，這種負載在220V市電輸入端看來等效於一個容性負載，雖然它的電壓波形還是正弦波，但是它的電流波形已經畸變了，不再是規則的正弦波，而是接近脈衝波的波形（其實這種非線性負載才是對電網有危害的惡性負載，會給電網帶來高次諧波）。

使用效果

那么電錶如何識別這兩種負載呢？方法有很多種，但都是通過單片機+AD轉換器，對220V輸出端的電壓電流的波形實時採樣，然後編制相應的程式，通過算法，判斷這兩種負載的功率各占多大的比例，僅僅限制純電阻性負載的接入。

給宿舍安裝“智慧型負載識別器”的目的是很明確的，就是為了限制違章電器的使用，消除隱患，保障廣大師生的生命財產安全。

識別的原理是：通過電錶測量出增加那部分負載的功率和功率因數，因為電熱杯之類的阻性負載的功率因數較高，達到0.99以上，再通過判斷增加的功率，二者即識別出惡性負載實行斷電控制。目前我所能做到的識別是：功率因數大於0.9999998，最小增量負載大於20W。即可實現斷電。之後由管理員來實現送電。達到安全用電的目的，以保護學生朋友們的人身和財產安全。