[发明专利]三相交流电相序检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于电学技术领域，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。

背景技术

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[申请号：200620045859.5]，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D1、D2、D3半波整流，再经电阻R1、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。还有人发明了一种三相交流电相序判断方法和装置[申请号：02118647.2]，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。

发明内容

本发明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。

本发明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，本发明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。