一種三相交流電相序檢測方法及裝置的製作方法
2023-06-24 18:01:31 2
專利名稱：一種三相交流電相序檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於三相交流電技術領域，具體涉及ー種三相交流電相序檢測方法，以及採用所述檢測方法的三相交流電相序檢測裝置。
背景技術：
三相交流電相序對三相用電設備能否正常運轉有著至關重要的影響。一般情況下，三相用電設備的三相交流電源要求為正序(如圖I所示)，而不允許出現負序(如圖2所示)。以電カ傳動設備為例，三相交流電源一旦相序錯誤，會造成電カ傳動設備反向運轉，導致電力傳動設備出現故障，甚至造成操作人員的人身傷害。因此，在電カ傳動設備的控制中需要引入三相交流電相序檢測和判別功能。
現有技術中，採用提取三相交流電的角頻率信息，通過判斷所述角頻率信息來確定三相交流電的相序。該方法雖然能夠實現相序的準確檢測，但是由於需要提取三相交流電的角頻率信息，且在角頻率提取過程中存在反饋迴路以及誤差信號的調節，其控制系統較為複雜。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種簡單實用、無需反饋迴路及參數調整，並能夠快速、準確檢測出三相交流電相序的三相交流電相序檢測方法，以及採用所述檢測方法的三相交流電相序檢測裝置。解決本發明技術問題所採用的技術方案是所述三相交流電相序檢測方法包括如下步驟I)對三相交流電信號的瞬時值進行實時採樣，得到ー組瞬時值；2)採用坐標變換的方式將所述一組瞬時值轉換為兩相靜止坐標系下的電信號分量;3)對所述電信號分量進行反正切計算，得出採樣時刻對應的一個輸出信號值；4)執行步驟I) 3) —次或多次，從而得出一個或多個相鄰的與採樣時刻對應的輸出信號值；5)將步驟3)得出的輸出信號值與步驟4)得出的一個或多個輸出信號值組成周期函數，所述周期函數在ー個最小正周期內為一次函數，且所述周期函數的周期與三相交流電信號的周期相同，根據所述周期函數在ー個最小正周期內的增減性來判斷三相交流電相序的正負若所述周期函數在ー個最小正周期內為增函數，則判斷所述三相交流電相序為正序；若所述周期函數在ー個最小正周期內為減函數，則判斷所述三相交流電相序為負序。優選的是，所述三相交流電信號為三相交流相電壓信號或三相交流相電流信號。優選的是，在步驟2)中，所述坐標變換的方式採用Clarke坐標變換；所述Clarke坐標變換的公式為=^
權利要求
1.ー種三相交流電相序檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟 1)對三相交流電信號的瞬時值進行實時採樣，得到ー組瞬時值； 2)採用坐標變換的方式將所述一組瞬時值轉換為兩相靜止坐標系下的電信號分量； 3)對所述電信號分量進行反正切計算，得出採樣時刻對應的一個輸出信號值； 4)執行步驟I) 3)—次或多次，從而得出一個或多個相鄰的與採樣時刻對應的輸出信號值； 5)將步驟3)得出的輸出信號值與步驟4)得出的一個或多個輸出信號值組成周期函數，所述周期函數在ー個最小正周期內為一次函數，且所述周期函數的周期與三相交流電 信號的周期相同，根據所述周期函數在ー個最小正周期內的增減性來判斷三相交流電相序的正負若所述周期函數在ー個最小正周期內為增函數，則判斷所述三相交流電相序為正 序；若所述周期函數在ー個最小正周期內為減函數，則判斷所述三相交流電相序為負序。
2.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述三相交流電信號為三相交流相電壓信號或三相交流相電流信號。
3.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，在步驟2)中，所述坐標變換的方式採用Clarke坐標變換； 所述Clarke坐標變換的公式為 其中Da、Db與D。為三相交流電信號的瞬時值，Da與De為將瞬時值Da、Db與D。進行Clarke坐標變換後得到的兩相靜止坐標系下的電信號分量。
4.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，在步驟3)中，對所述電信號分量進行反正切計算的公式為 其中y為所述輸出信號值，Da與De為將瞬時值Da、Db與D。進行Clarke坐標變換後得到的兩相靜止坐標系下的電信號分量。
5.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述採樣周期大於採樣誤差且小於三相交流電信號的周期。
6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特徵在於，在步驟5)中，判斷所述周期函數在一個最小正周期內是增函數還是減函數的方法為 令Ay = y(n)-y(n-l),其中，y(n)與y(n_l)分別為三相交流電信號中某ー電信號的ー個最小正周期內相鄰兩次採樣時刻得到的三相交流電信號的瞬時值對應的輸出信號值， 若0< Ay <2 π，則所述周期函數在ー個最小正周期內為增函數；若-2JI < Ay<0，則所述周期函數在ー個最小正周期內為減函數。
7.根據權利要求5所述的檢測方法，其特徵在幹，所述採樣周期小於或等於三相交流電信號的周期的O. I倍。
8.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟I)還包括對所述一組瞬時值進行標麼化處理，標麼化處理的公式為dx = Dx/dmax (3) 其中x為a、b、c，Da,Db與D。為三相交流電信號的瞬時值，dmax為三相交流電信號的最大值，da、db與d。為三相交流電信號的瞬時值的標么值。
9.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟3)還包括對所述一個輸出信號值進行標麼化處理，標麼化處理的公式為y* = y/2 π (4) 其中，y為所述輸出信號值，y*為所述輸出信號值的標么值。
10.ー種三相交流電相序檢測裝置，其特徵在於，包括三相交流電採樣模塊、坐標系變換模塊、反正切函數計算模塊以及相序方向判斷模塊； 所述三相交流電採樣模塊用於對三相交流電信號的瞬時值進行實時採樣； 所述坐標系變換模塊用於將三相交流電採樣模塊實時採樣得到的三相靜止坐標系下的至少兩組的三相交流電信號的瞬時值分別轉換為兩相靜止坐標系下的電信號分量，並將其實時傳輸至反正切函數計算模塊； 所述反正切函數計算模塊用於分別對所述電信號分量進行反正切計算，得出至少兩個的輸出信號值，並將其實時輸出至相序方向判斷模塊； 所述相序方向判斷模塊用於根據所述至少兩個的輸出信號值組成的周期函數在ー個最小正周期內的增減性來判斷三相交流電相序的正負。
11.根據權利要求10所述的檢測裝置，其特徵在於，所述檢測裝置還包括有第一標么化處理模塊和/或第二標麼化處理模塊， 所述第一標麼化處理模塊用於對所述三相交流電採樣模塊實時採樣得到的至少兩組的三相交流電信號的瞬時值進行標麼化處理，並將標麼值實時輸出至坐標系變換模塊； 所述第二標麼化處理模塊用於對所述反正切函數計算模塊得出的至少兩個的輸出信號值進行標麼化處理，並將標麼值實時輸出至相序方向判斷模塊。
全文摘要
本發明提供一種三相交流電相序檢測方法，包括如下步驟1)對三相交流電信號的瞬時值進行實時採樣；2)採用坐標變換的方式將所述瞬時值轉換為兩相靜止坐標系下的電信號分量；3)對所述電信號分量進行反正切計算，得出輸出信號值；4)執行步驟1)～3)一次或多次，從而得出一個或多個輸出信號值；5)將步驟3)得出的輸出信號值與步驟4)得出的一個或多個輸出信號值組成周期函數，若所述周期函數在一個最小正周期內為增函數，則判斷所述三相交流電相序為正序；反之為負序。相應地，還提供一種採用上述檢測方法的三相交流電相序檢測裝置。本發明所述三相交流電相序檢測方法及裝置具有簡單實用、無需反饋迴路及參數調整等優點。
文檔編號G01R29/18GK102680806SQ201210119020
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者鄭平 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方能源科技有限公司