一种三相交流电相序检测的方法技术

本发明专利技术涉及三相交流电应用的技术领域，特别涉及一种三相交流电相序检测的方法，该方法具体包括下列步骤：S1、采集T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号；S2、记录下首次采集到的两相脉冲信号状态，每相检测到的高、低电平状态分别用1，0表示；S3、根据已知正相相序变化周期规律00->10->11->01->00，并结合当前采集到的两相信号的状态，进行相序判断。本发明专利技术用简单软硬件实现鉴相模块化，只是通过大功率电阻和光耦将三相220V电转化成单片机能正常识别的5V直流变电，最大限度的节省了硬件资源；本发明专利技术的鉴相思路简单明晰，只是通过单片机两个引脚的高低电平状态的任意一次变化情况来确定相序的正反。

【技术实现步骤摘要】
一种三相交流电相序检测的方法
本专利技术涉及三相交流电应用的
，特别涉及一种三相交流电相序检测的方法。
技术介绍
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。目前，我国生产、配送的都是三相交流电。仔细观察，可以发现马路旁电线杆上的电线共有4根，而进入居民家庭的进户线只有两根。这是因为电线杆上架设的是三相交流电的输电线，进入居民家庭的是单相交流电的输电线。自从19世纪末世界上首次出现三相制以来，它几乎占据了电力系统的全部领域。目前世界上电力系统所采用的供电方式，绝大多数是属于三相制电路。三相交流电比单相交流电有很多优越性，在用电方面，三相电动机比单相电动机结构简单，价格便宜，性能好；在送电方面，采用三相制，在相同条件下比单相输电节约输电线用铜量。使一个线圈在磁场里转动，电路里只产生一个交变电动势，这时发出的交流电叫做单相交流电。如果在磁场里有三个互成120度角的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势，这时发出的交流电叫做三相交流电。三个线圈在磁场里匀速转动，由于三个线圈是相同的，它们发出的三个电动势，最大值和频率都相同，但是它们的相位并不相同，由于三个线圈平面互成120度角，所以三个电动势的相位互差120度。在三相交流电的使用过程中，由于三相交流电的正相、反相、缺相，会给用电设备带来诸多损耗，比如因交流电反相导致电机反转从而造成的电机马达的物理损坏或次生故障发送的问题，因此，三相交流电的相位检测在三相交流电的应用过程中非常关键。中国专利技术专利公开了一种三相电压鉴相方法(公开号为CN103063934A)，技术方案具体为:S1、首先，在配电变压器低压侧供电线路首端A相、B相和C相及被检测用电地点各安装电压采集装置，在各电压上升过零点时刻进行采样，记录采样时刻t；S2、线路首端A相、B相和C相电压上升过零点参考时刻为t1、t2、t3，鉴相测量点电压上升过零点参考时刻为ti，获取首端过零点时刻和鉴相测量点过零点时刻数值，将首端过零点时刻和鉴相测量点过零点时刻数值上传至服务器，再将首端A相、B相和C相电压上升过零点时刻与鉴相测量点电压上升过零点时刻的采集值进行比较；S3、判断|t1-t2|、|t2-t3|、|t3-t1|的大小关系，当|t1-t2|为最小，即鉴相测量点电压为与t1相对应的A相，当|t2-t3|为最小，即鉴相测量点电压为与t2相对应的B相，当|t3-t1|为最小，即鉴相测量点电压为与t3相对应的C相。对比分析不足：以软件为主的鉴相方法，舍去了过多的硬件，对比文件和本申请的鉴相方法的区别在于确定对应相位的参照物不同，本申请是先用任意时刻两个相的电平状态点来确定对应的相位状态，然后等待下一个状态的出现，以判断相序变化的正，反，缺方向，而对比文件是用确定状态出现的时间段来确定对应相，再根据相位出现的顺序来判断相序正，反，缺方向。用计时来确定相位，需要计时器时刻计时占用CPU，且计时可能会存在误差，还要CPU对所记时间参数进行计算处理分析,故增加了计算的复杂度，同时准确度也受到了限制，如果没有很好的处理器，很难兼容其他占用CPU的软件功能。在对交流电进行时时鉴相方面，设“反应三相电源的整个变化规律的周期时间”为T，“等待第一个高电平出现的间”为Tw，那么“计时鉴相时间”t1＝T+Tw；若只看状态，在T中总共有四个不同的状态，而只要知道其中两个状态出现的先后就可以知道相序了，假设这四种状态出现的时间是相等的，那么每种状态出现的时间为T/4，因为是从中间切入的所以“状态鉴相时间”t2<＝T/2；因为T+Tw>T/2(时间大于0)，即t1>t2；所以本申请提出的鉴别相位的方法是更加高效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种三相交流电相序检测的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种三相交流电相序检测的装置。本专利技术的第一个目的通过下述技术方案实现：一种三相交流电相序检测的方法，包括下列步骤：S1、假设三相交流电的三相电路分别记为R相、S相、T相，分别采集T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号；S2、记录下首次采集到的两相脉冲信号状态，每相检测到的高、低电平状态分别用1，0表示；S3、根据已知正相相序变化周期规律00->10->11->01->00，并结合当前采集到的两相脉冲信号的电平高低状态，推出下个电平状态，并在电平状态持续时间内等待其状态变化是否与推论相符，然后确定相序，若相符则判断三相交流电是正相，若不相符，则相位错乱。优选的，所述步骤S1中采集三相交流电中T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号的具体步骤为：S11、通过串联大功率电阻进行降压限流；S12、以T相负半波为基准通过二极管分别截取与R相以及S相正半波之间相差夹角的相位电流信号；S13、通过光耦元件隔离后经输出端由5V电压与上偏置电阻构成的电路，还原幅度为5V电压的不同相差矢量两相信号。优选的，所述步骤S3中电平状态持续时间根据交流电的频率不同而取值不同，在特定频率F赫兹正弦交流电频率下，设某相交流电在特定电平状态下的起始与结束时刻对应角度分别为A1和A2，则对应电平状态的持续时间为T＝(A2-A1)/(360°*F)。本专利技术的另一个目的通过下述技术方案实现：一种三相交流电相序检测的装置，具体包括下列装置：相差夹角的相位电流信号采集装置，用于采集三相交流电中T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号；记录设置装置，用于记录下首次采集到的两相脉冲信号状态，每相检测到的高、低电平状态分别用1，0表示；单片机计算装置，用于根据已知正相相序变化周期规律00->10->11->01->00，并结合当前采集到的两相脉冲信号的电平高低状态，推出下个电平状态，并在电平状态持续时间内等待其状态变化是否与推论相符，然后通过判断三相交流电相序是否正确进而确定是否正相。优选的，所述的相差夹角的相位电流信号采集装置具体包括：降压限流装置，该降压限流装置通过串联大功率电阻对三相交流电进行降压限流；相位信号截取装置，该相位信号截取装置以T相负半波为基准通过二极管分别截取与R相以及S相正半波之间相差夹角的相位电流信号；信号隔离变换装置，该信号隔离变换装置通过光耦元件隔离后经输出端由5V电压与上偏置电阻构成的电路，还原幅度为5V电压的不同相差矢量两相信号。优选的，所述的单片机计算装置中状态持续时间根据交流电的频率不同而取值不同，在特定频率F赫兹正弦交流电频率下，设某相交流电在特定电平状态下的起始与结束时刻对应角度分别为A1和A2，则对应电平状态的持续时间为T＝(A2-A1)/(360°*F)。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本专利技术用简单软硬件实现鉴相模块化，只是通过大功率电阻和光耦将三相220V电转化成单片机能正常识别的5V直流变电，最大限度的节省了硬件资源，有效避免了硬件部分过于庞大而造成的一系列问题，比如，成本、维修、升级等方面的问题。2、本专利技术的鉴相思路简单明晰，只是通过单片机两个引脚的高低电平状态的任意一次变化情况来确定相序的正反，不需要太多的计算，只要几组逻辑判断就行。3、可移植性强且便于功能扩展，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相交流电相序检测的方法，其特征在于，包括下列步骤：S1、假设三相交流电的三相电路分别记为R相、S相、T相，分别采集T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号；S2、记录下首次采集到的两相脉冲信号状态，每相检测到的高、低电平状态分别用1，0表示；S3、根据已知正相相序变化周期规律00‑>10‑>11‑>01‑>00，并结合当前采集到的两相信号的电平高低状态，推出下个电平状态，并在电平状态持续时间内等待其状态变化是否与推论相符，然后确定相序，若相符则判断三相交流电是正相，若不相符，则相位错乱。

【技术特征摘要】
1.一种三相交流电相序检测的方法，其特征在于，包括下列步骤：S1、假设三相交流电的三相电路分别记为R相、S相、T相，分别采集T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号；S2、记录下首次采集到的两相脉冲信号状态，每相检测到的高、低电平状态分别用1，0表示；S3、根据已知正相相序变化周期规律00->10->11->01->00，并结合当前采集到的两相脉冲信号的电平高低状态，推出下个电平状态，并在电平状态持续时间内等待其状态变化是否与推论相符，然后确定相序，若相符则判断三相交流电是正相，若不相符，则相位错乱。2.根据权利要求1所述的一种三相交流电相序检测的方法，其特征在于，所述步骤S1中采集三相交流电中T相与R相以及S相之间相差夹角的相位电流信号的具体步骤为：S11、通过串联大功率电阻进行降压限流；S12、以T相负半波为基准通过二极管分别截取与R相以及S相正半波之间相差夹角的相位电流信号；S13、通过光耦元件隔离后经输出端由5V电压与上偏置电阻构成的电路，还原幅度为5V电压的不同相差矢量两相信号。3.根据权利要求1所述的一种三相交流电相序检测的方法，其特征在于：所述步骤S3中电平状态持续时间根据交流电的频率不同而取值不同，在特定频率F赫兹正弦交流电频率下，设某相交流电在特定电平状态下的起始与结束时刻对应角度分别为A1和A2，则对应电平状态的持续时间为T＝(A2-A1)/(360°*F)。4.一种三相交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建飞，谢唯，
申请(专利权)人：东莞市润星机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44