三相交流电相序检测方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电学技术领域，涉及一种三相交流电相序检测方法及其装置。它解决了现有技术相序判断过程复杂，判断电路复杂，成本较高等技术问题。本检测方法的检测过程如下：ａ、信号采集；ｂ、信号处理；ｃ、相序判断。检测装置包括连接在三相用电设备或者三相交流电源上用于采集各相电信号的Ａ相采样单元、Ｂ相采样单元和Ｃ相采样单元，处理器、排序单元、判断单元、Ａ相采样单元、Ｂ相采样单元、Ｃ相采样单元、模／数转换器等零部件。其优点在于：１、电网周期任意时刻都可以实时体现相序状态，相序判断及时有效，提高用电安全性。２、应用于数字控制领域时，将有效的简化外围硬件判断电路。３、相序检测方法简单实用，抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电学
，涉及三相交流电，尤其是涉及一种三相交流电相序检 测方法及其装置。
技术介绍
在三相用电设备应用领域中，三相交流电的相序对用电设备的正常运行有着重要 的影响，很多情况下不允许出现相反的供电相序。以三相交流电拖动的电力传动设备为例， 如行车、吊车、电梯等起重设备等，交流电机拖动的设备通过改变电动机供电电压的相序来 控制传动设备的运转方向。在正常运行中，一旦相序反相，运转方向也将发生改变，因此在 传动设备的控制中必需引入相序的检测，否则会造成设备故障，甚至人身伤害。因此，三相 电相序的正确检测是很多三相用电设备的基本要求。现有技术中，对于相序检测及保护的电路结构较为复杂，造价成本高，并且在实际 应用时安全性较差。现有相序测量技术中主要有两种方法方法一通过相序测量装置构 造不平衡负载，导致相序检测电路三相负载各相电压不平衡，同时将不平衡电压的大小关 系通过显示器件体现出来，由于相序不同时，同样两相负载上的相电压大小关系相反，据此 可以判断相序。这种方法在三相严重不平衡时，可能引起误判。方法二 利用三相交流电瞬 时电压波形的特征，在预定的时间隔交替扫描各相位；借助一种合适的预定的测算法来测 算测量值，仅仅测算两个时刻的测量值的符号来确定相序，以大约3倍于电网频率的测量 频率来测量三相电网信号，根据两个采样时刻的测量值符号信息，即可判断相序的正反，这 种方法本质上是基于波形特征的，波形的好坏对测量结果的准确性有影响。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献 公开了一种三相电源相序检测及断相保护电路，包括三相电路 处理信号、放大信号和触发信号，其中三相电路信号处理电路为三相电源B、A、C三相分别 经二极管Dl、D2、D3半波整流，再经电阻Rl、R2、R3衰减，通过由稳压管D4、D5、D6与电阻 R4、R5、R6组成的稳压电路削波后输出接近矩形的脉冲信号，送至数字集成IC，输出一个宽 度约3MS(50周交流电)的矩形负脉冲，矩形负脉冲的前沿正好与B相正弦波过零点同步， 负脉冲经过放大电路触发触发电路控制三相负载。如果接错相序或是断相，双向可控硅SCR 均不会开通，负载端将无电，避免了故障。还有人专利技术了一种三相交流电相序判断方法和装 置，该方案根据旋转矢量角的旋转方向确定三相交流电的相序，旋 转矢量角的旋转方向通过采集三相实时电压/电流信号，求取电压/电流旋转矢量的相角 差，计算一定时间间隔之间的旋转矢量相角差，根据所计算的旋转矢量相角差的符号确定 旋转矢量角的旋转方向，旋转矢量角的旋转方向可通过计算在一个市电周期之间的旋转矢 量相角差确定，旋转矢量角可根据反三角函数计算，其所处象限值由坐标变换后的两相值 的极性判别，相角差经滤波处理或求平均值后可以得到准确稳定的数据。上述方案虽然实现了相序检测，但是仍然存在着判断过程复杂，判断电路复杂，成 本较高等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种基于典型数据所对应的时刻的大小来判 断三相交流电的相序，实用可靠、抗干扰能力强的三相交流电相序检测方法。本专利技术的另一目的是提供一种设计合理，结构简单，易于实施，设备成本较低的三 相交流电相序检测装置。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案本三相交流电相序检测方法，其特 征在于，本检测方法的检测过程如下a、信号采集分别采集三相用电设备各相电信号或者分别采集连接在三相用电设 备上的三相交流电源各相电信号，所采集到的电信号即为A相信号、B相信号和C相信号；b、信号处理将A相信号、B相信号和C相信号按一定时序进行模数转换从而获得 与所述电信号相对应的数字信号，即A相数字信号、B相数字信号和C相数字信号，将A相数 字信号、B相数字信号和C相数字信号分别存储在A存储单元、B存储单元和C存储单元；C、相序判断由处理器分别读取A存储单元、B存储单元和C存储单元的上述数字 信号中的典型数据，并由处理器计算所述典型数据所对应的时刻，即Ta、Tb和Tc，然后处理 器根据Ta、Tb和Tc的大小进行排序，若Ta < Tb < Tc、或Tb < Tc < Ta、或Tc < Ta < Tb， 则判断为正相序，若Ta < Tc < Tb、或Tc < Tb < Ta、或Tb < Ta < Tc，则判断为反相序。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的A相信号、B相信号和C相信号为由 电压信号或电流信号。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的A相信号、B相信号和C相信号分别 由A相采样单元、B相采样单元和C相采样单元采集。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的A相采样单元、B相采样单元和C相 采样单元为电压互感器、电流互感器和分压电阻中的任意一种。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的典型数据为过零点、最大值或最小 值中的任意一项。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的A相信号、B相信号和C相信号分别 通过模/数转换器按一定时序进行模数转换从而获得相对应的A相数字信号、B相数字信 号和C相数字信号。上述的三相交流电相序检测方法是在下述装置中实现的三相交流电相序检测装 置，其特征在于，本装置包括连接在三相用电设备或者三相交流电源上用于采集各相电信 号的A相采样单元、B相采样单元和C相采样单元，所述的A相采样单元、B相采样单元和C 相采样单元分别与模/数转换器相连接且模/数转换器能够将所述电信号按一定时序进行 模数转换从而获得与所述电信号相对应的数字信号，即A相数字信号、B相数字信号和C相 数字信号，所述的模/数转换器与用于存储A相数字信号的A存储单元、用于存储B相数字 信号的B存储单元和用于存储C相数字信号的C存储单元相连接，处理器与A存储单元、B 存储单元和C存储单元相连接，且处理器能够分别读取A存储单元、B存储单元和C存储单 元的上述数字信号中的典型数据并由处理器计算所述典型数据所对应的时刻，即Ta、Tb和 Tc，所述的处理器包括能够根据Ta、Tb和Tc的大小进行排序的排序单元和连接在排序单 元上能够根据排序结果判断正相序或反相序的判断单元，并且若Ta < Tb < Tc、或Tb < Tc< Ta、或Tc < Ta < Tb，则判断单元判断为正相序，若Ta < Tc < Tb、或Tc < Tb < Ta、或 Tb < Ta < Tc，则判断单元判断为反相序。在上述的三相交流电相序检测方法中，所述的A相采样单元、B相采样单元和C相 采样单元为电压互感器、电流互感器和分压电阻中的任意一种。与现有的技术相比，本三相交流电相序检测方法及其装置的优点在于1、在电网 周期任意时刻都可以实时体现相序状态，相序判断及时有效，而且实现了三相电网严重畸 变条件下对相序的准确检测，提高用电安全性。2、当应用于数字控制领域时，将有效的简化 外围硬件判断电路。3、相序检测方法简单实用，抗干扰能力强，为三相用电设备或者三相交 流电源提供了快速准确的三相交流电相序信息。附图说明图1是本专利技术提供的结构框图。图中，三相用电设备1、三相交流电源2、A存储单元31、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相交流电相序检测方法，其特征在于，本检测方法的检测过程如下：ａ、信号采集：分别采集三相用电设备（１）各相电信号或者分别采集连接在三相用电设备（１）上的三相交流电源（２）各相电信号，所采集到的电信号即为Ａ相信号、Ｂ相信号和Ｃ相信号；ｂ、信号处理：将Ａ相信号、Ｂ相信号和Ｃ相信号按一定时序进行模数转换从而获得与所述电信号相对应的数字信号，即Ａ相数字信号、Ｂ相数字信号和Ｃ相数字信号，将Ａ相数字信号、Ｂ相数字信号和Ｃ相数字信号分别存储在Ａ存储单元（３１）、Ｂ存储单元（３２）和Ｃ存储单元（３３）；ｃ、相序判断：由处理器（４）分别读取Ａ存储单元（３１）、Ｂ存储单元（３２）和Ｃ存储单元（３３）的上述数字信号中的典型数据，并由处理器（４）计算所述典型数据所对应的时刻，即Ｔａ、Ｔｂ和Ｔｃ，然后处理器（４）根据Ｔａ、Ｔｂ和Ｔｃ的大小进行排序，若Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃ、或Ｔｂ＜Ｔｃ＜Ｔａ、或Ｔｃ＜Ｔａ＜Ｔｂ，则判断为正相序，若Ｔａ＜Ｔｃ＜Ｔｂ、或Ｔｃ＜Ｔｂ＜Ｔａ、或Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ，则判断为反相序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国治，
申请(专利权)人：徐国治，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]