[发明专利]检测市电电压和市电频率的新方法及检测电路

说明书

本发明公开了检测市电电压和市电频率的新方法及检测电路，该方法为分别将ABC三相的相电压信号同时送至运算放大器，经过降压和抬升为0‑3V的电压后，送至AD芯片电压检测口；将处理后的ABC三个相电压信号两两作为比较器的同相输入端和反向输入端；将比较器形成的方波信号送至MCU市电频率检测口，通过判断AB相线电压对应方波第一次上升沿和下一次上升沿间是否依次出现BC相线电压和CA相线电压对应方波的上升沿，控制MCU中间间隔时间来检测市电频率。其既兼顾N线接与不接的情况，适用于三相三线制系统和三相四线制系统；消除电压检测中运算放大器抬升电压的误差；软件中通过依次判断各线电压对应方波信号上升沿的策略能以较小的运算量克服上升沿的毛刺干扰。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是涉及一种检测市电电压和市电频率的新方法及检测电路。

背景技术

在电力系统中，电网频率是评估电能质量的三大指标之一，也是实施电力系统安全稳定控制的重要依据。因此电网频率检测成为电力系统自动控制领域的一项重要技术。而随着电力系统的扩大，电力系统对电网电能质量提出了更高的要求，电能质量中的电压问题已成为供电企业目前面临的重要问题，所以电压检测在电网中也越显重要。

目前市电频率和市电电压常用的检测的方法有三种：

第一种是专利CN201210316867.9《一种电网频率的检测方法》中的方法:将市电N线和L线间的正弦波信号经运算放大器降压和抬升为正电压后，送至MCU电压检测入口进行电压检测，同时也送至电压比较器反相输入端，再将电压比较器产生的方波信号送至MCU频率检测入口进行频率检测，在MCU中控制捕捉上升沿和下降沿信号的时间间隔，检测出市电频率，检测电路如图1所示。

第二种方法是将市电ABC三相相电压的正弦波信号经过运算放大器降压和抬升为正电压后送至AD进行电压检测，再将AB相线电压U_AB的正弦波信号经过电阻回路降压处理后送至电压比较器，产生一串与市电频率对应的方波信号，最后将该方波信号送至MCU频率检测入口进行频率检测，检测电路如图2所示。

第三种方法是将AB相线电压U_AB，BC相线电压U_BC和B相的相电压的正弦波信号分别经过运算放大器降压和抬升为正电压后送至AD进行电压检测，将处理后的AB相线电压U_AB送至比较器反相输入端，产生一串与市电频率对应的方波信号，最后将该方波信号送至MCU频率检测入口进行频率检测，检测电路如图3所示。

然而，第一种方法中，如果市电的N线不接入检测电路，经运算放大器降压和抬升电压后的电压正弦波会失真，导致市电频率的检测结果会存在误差，所以不能兼顾三相三线制系统和三相四线制系统，而且在MCU中用上升沿和下降沿的间隔时间与200HZ频率对应的正弦波半周期的时间作比较的方法去检测市电频率，可以解决市电L和N间的正弦波过零点左右产生毛刺导致市电频率检测不正常的问题，但该方法在三相电网系统中运算量大。第二种方法中，因为市电L线间的线电压较大，必须经过降压处理后才能送至比较器，形成方波信号，消耗硬件资源，而且电网电压经电阻回路降压，因此引入输入阻抗。第三种方法中，市电电压检测时无法抵消检测电路中的1.5V的抬升电压，导致市电电压检测存在误差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种检测市电电压和市电频率的新方法及检测电路。