[發明專利]三相交流電檢測方法及檢測裝置

無效

• 申請號: 201110041867.8
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102135562A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 郭前崗;周西峰;鞠華磊;楊文杰;徐揚
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種三相交流電檢測方法及檢測裝置。

背景技術

在工農業生產及日常生活中，常常需要對三相交流電的相序、電壓等物理量進行實時監控。以三相交流電為電源的電力拖動系統，如起重機和電梯等，三相交流的相序直接決定設備的運轉方向，在正常運轉過程中，相序一旦反相，運轉方向也隨即反向，極可能造成設備故障甚至人身傷害，因此在這類設備的控制系統中必須加入相序檢測功能；三相交流電的過壓會造成設備的過熱，嚴重時會使設備燒毀；欠壓會造成設備的無法啟動，對于正在運行的電力拖動系統，當負載不變，電壓的降低會導致電流迅速增大，極易造成電機過熱而燒毀，為保證設備安全需要為系統配備電壓檢測裝置。

傳統的三相電相序檢測方式主要有兩類：一是,不使用微處理器，構建復雜的硬件電路進行監控。如利用“過零法”將三相交流電轉換為反映相序的方波信號，再通過邏輯門電路進行相序檢測；二是，使用微處理器，但需要利用隔離電路進行強弱電的隔離。傳統的相序檢測技術硬件結構復雜，價格高，軟件開銷大，特別是隨著科技的發展，對檢測裝置數字化、網絡化和實時性的要求不斷提高，傳統的檢測裝置和方法很難滿足要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有三相交流電檢測技術存在的硬件結構復雜、成本高的缺陷，提供一種電路結構簡單、實現方便的三相交流電檢測方法及檢測裝置。

本發明的三相交流電檢測方法，包括以下步驟：

步驟A、將三相電分別調理為加直流偏置的正弦弱電信號；

步驟B、在一個周期內分別對各相經調理后的正弦弱電信號進行不斷的AD采樣，并記錄每相的最大值、最小值以及各自出現的時間；

步驟C、根據步驟B中得到的各相的最大值和最小值得出每一相的峰峰值，然后與預先設置的缺相、過壓及欠壓門檻值相比較，判斷是否出現缺相、過壓、欠壓或三相不平衡；根據所記錄的三相加直流偏置的正弦弱電信號的最大值出現的時間先后順序判斷相序。

所述將三相電分別調理為加直流偏置的正弦弱電信號按照以下方法：通過星形連接的電阻組成的帶中性點的分壓電路，得到相對于中性點的正弦弱電信號；再通過與中性點連接的直流基準電壓源抬高中性點的電壓，使中性點相對于AD采樣模塊地的電壓為固定值，從而得到加直流偏置的正弦弱電信號。

進一步地，所述加直流偏置的正弦弱電信號在輸出之前還經過低通濾波電路濾除高頻干擾信號。

本發明的三相交流電檢測裝置，包括依次信號連接的信號采樣單元、主控模塊、人機接口模塊，所述信號采樣單元包括將三相電分別調理為加直流偏置的正弦弱電信號的三相電調理電路，以及對經調理的加直流偏置的正弦弱電信號進行AD采樣的AD采樣模塊；所述三相電調理電路包括由星型連接的電阻組成的帶中性點的分壓電路，以及與所述分壓電路的中性點連接的直流基準電壓源。

作為進一步優化方案，所述信號采樣單元還包括用于濾除所述加直流偏置的正弦弱電信號中的高頻干擾信號的低通濾波電路。

作為又一優化方案，本發明的三相交流電檢測裝置還包括與所述主控模塊連接的并受其控制的繼電器組。從而可在檢測到異常時，直接通過繼電器組的關斷來控制三相交流電的通斷和輸出相序的轉換。

進一步地，本發明的三相交流電檢測裝置還包括與所述主控模塊連接的通信接口。從而可以將現場檢測到的三相交流電信息實時傳輸給上層管理系統。所述通信接口優選CAN（Controller?Area?Network）總線接口。

本發明與現有技術相比有如下有益效果：

一、本發明外圍硬件電路簡單，不需要光耦隔離器件，即可將三相交流電的幅值和相位信息完整傳輸給主控模塊；

?二、本發明的相序檢測算法的計算量小，抗干擾能力強，可提供準確的三相交流電相序信息；

三、本發明可實現相序、相電壓、缺相、欠壓、過壓或三相不平衡的綜合檢測；

四、本發明可以實現現場檢測數據的實時上傳，方便實現數字化和網絡化管理。可以通過上層管理系統或本地輸入單元，方便實現三相交流電的通斷、輸出相序和欠壓過壓檢測門檻值的設置；

五、由于硬件簡單、可靠，可以單獨作為一個三相交流電設備的電源監控單元，也可以方便的移植到其它復雜監控系統中。

附圖說明

圖1為本發明的三相交流電檢測裝置的功能結構框圖；

圖2為本發明的三相交流電檢測裝置中三相電調理電路的電路原理圖，其中（a）為分壓電路，（b）為直流基準電壓源，（c）為低通濾波電路；

圖3為三相交流電通過調理電路之后的信號波形；