一種簡易三相交流電相序測試方法

2023-06-12 06:04:26 4

專利名稱：一種簡易三相交流電相序測試方法
技術領域：
本發明涉及三相交流電相序測試技術領域，尤其涉及可對不同頻率三相電相位進行測試的一種簡易三相交流電相序測試方法。
背景技術：
目前，我國生產、配送的都是三相交流電。三相交流電的相位順序為相對關係，及可首先確定任意一相為A，落後A相120°的相為B相，落後A相240°及超前A相120°的相為C相。三相交流電是由三個頻率相同、電勢振幅相等、相位差互差120°角的交流電路組成的電力系統。在變壓器安裝、電動機接線、檢修等電氣安裝時經常需要對三相工頻交流電的相·序進行測量，保證正序運行或同相位並聯運行，避免出現重大設備運行事故。常用的現有技術通過對三相交流電同時採樣，通過旋轉坐標系和靜止坐標系間的比較和相位換算，確定相位的順序。這種方法的採樣部分和相位計算公式較為複雜，成本較高體積較大，只能用於專用的三相交流電相序測量儀，為電氣安裝、維護人員增加負荷。

發明內容
為了簡化三相工頻交流電的相序測量步驟，將測量方法簡化，減輕電氣、維護人員的工作負荷，本發明提出了一種簡易三相工頻交流電相序測試方法；本發明能夠把交流電的相位特性轉換為數字電路的時序特性進而進行檢測，具有電源單點採樣，系統構造簡單，最終的成品體積小巧，測試準確。為了實現上述發明目的，本發明採用技術方案如下
一種簡易三相工頻交流電相序測試方法，其步驟如下
1、取工頻交流電三相a、b、c的電源單點採樣數位訊號，將工頻交流電三相a、b、c的高電壓通過降壓裝置降為低壓，再將低壓的工頻交流電三相A、B、C通過半波整流裝置轉換為脈動的直流電壓；
2、對半波整流後的交流電進行時序化處理，將脈動的直流電壓通過光電隔離轉換裝置的電-光-電，轉換成具有時序特性的每一周期時A B C三個時序的前後特性的方波數字
信號;
3、判斷三相電相序，將具有時序特性的三相A、B、C的方波數位訊號，接入識別電路時序觸發器，對三相電A、B、C的相序進行檢測；檢測出某一相在tO時刻處於上升沿設此相為A相，再判斷下一個出現上升沿的時序即可判斷為B相，接下來只需再判斷下個上升沿的時序即為C相，從而三相電相序順序即可確定為正序；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為正序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED以50HZ的頻率一閃一滅式常亮；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為反序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED為長滅，此時需調整接入電線線序，從而達到矯正三相A、B、C相序目的。一種簡易三相工頻交流電相序測試方法，工頻交流電三相A、B、C的電源工頻為50HZ 或者 60HZ 或者 50HZ。一種簡易三相工頻交流電相序測量電路，由連接三相A、B、C交流電的三相同步變壓器降壓電路，通過三相半波整流電路與模擬相序轉數字時序電路相連；模擬相序轉數字時序電路通過識別電路時序觸發器與檢測發光二極體LED相連。一種簡易三相工頻交流電相序測量電路，所述三相同步變壓器降壓電路替換為電阻電容降壓電路。一種簡易三相工頻交流電相序測量電路，所述模擬相序轉數字時序電路為光電耦合電路。一種簡易三相工頻交流電相序測量電路，所述識別電路時序觸發器為同步RS觸發器。 由於採用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性
一種簡易三相交流電的相序測試方法，通過對三相電降壓，然後把三相電半波整形為標準觸發電平，即把交流電的相位特性轉換為數字電路的時序特性，通過純數字電路或者帶有單片機的智能數字電路對電平分析獲得相序。能夠做到相序指示，亂序保護，掉序保護(帶有單片機的數字電路時)。同時本發明的方法可針對不同頻率三相電進行測試。


圖I為三相交流電三相間的相序 圖2為三相交流電三相半波整流後相序 圖3為三相交流電半波整流通過電路處理後的數字電路時序 圖4為通過數字時序圖判斷交流電相序的示意圖。圖5為簡易三相交流電相序測量儀原理圖。圖6為同步RS觸發器原理圖。
具體實施例方式如圖1、2、3、4、5所示，一種簡易三相工頻交流電相序測方試法，把半波整流後的交流相序圖(即電壓-時間圖)轉換為數字電路中時序圖(電平-時間圖)。然後通過識別電路對三相電相序進行檢測，其具體步驟如下
1、取工頻交流電三相a、b、c的電源單點採樣數位訊號，將工頻交流電三相a、b、c的高電壓通過降壓裝置降為低壓，再將低壓的工頻交流電三相A、B、C通過半波整流裝置轉換為脈動的直流電壓；
2、對半波整流後的交流電進行時序化處理，將脈動的直流電壓通過光電隔離轉換裝置的電-光-電，轉換成具有時序特性的每一周期時A B C三個時序的前後特性的方波數位訊號；光電隔離轉換裝置為三個光耦U1、光耦U2、光耦U3組成。3、判斷三相電相序，將具有時序特性的三相A、B、C的方波數位訊號，接入識別電路時序觸發器U4，對三相電A、B、C的相序進行檢測；檢測出某一相在tO時刻處於上升沿設此相為A相，再判斷下一個出現上升沿的時序即可判斷為B相，接下來只需再判斷下個上升沿的時序即為C相，從而三相電相序順序即可確定為正序；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為正序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED以50HZ的頻率一閃一滅式常亮；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為反序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED為長滅，此時需調整接入電線線序，從而達到矯正三相A、B、C相序目的。工頻交流電三相A、B、C的電源工頻為50HZ中國等國家交流電頻率，或者60HZ美國、日本等國家交流電頻率，或者其他頻率150HZ交流三相電，即適用於不同頻率的三相交流電測量。一種簡易三相工頻交流電相序測量電路，由連接三相A、B、C交流電的三相同步變壓器降壓電路，通過三相半波整流電路與模擬相序轉數字時序電路相連；模擬相序轉數字時序電路通過識別電路時序觸發器與檢測發光二極體LED相連。所述三相同步變壓器降壓電路替換為電阻電容降壓電路。所述模擬相序轉數字時序電路為光電耦合電路。所述識別電路時序觸發器為同步RS觸發器。
即轉換電路型式為一下幾種
一、交流電一同步變壓一半波整流一模擬相序轉數字時序電路；
二、交流電一電阻電容降壓一半波整流一模擬相序轉數字時序電路；
三、交流電一同步變壓一光電耦合轉數字時序電路；
四、交流電一電阻電容降壓一光電耦合轉數字時序電路。以工頻交流電為例
三相交流電是由三個頻率相同、電勢振幅相等、相位差互差120°角的交流電路組成的電力系統。目前，我國生產、配送的都是三相交流電。三相交流電的相位順序為相對關係，及可首先確定任意一相為A，落後A相120°的相為B相，落後A相240° (及超前A相120° )的相為C相。本發明針對三相交流電的這些特性提出了以下的測量方法對所測交流電壓進行半波整流(見圖2)，對半波整流後的交流電進行時序化處理(見圖3)，得到圖3中時序化圖後通過數字電路判斷每一周期時A B C三個時序的前後特性，來判斷三相電的相序圖。比如檢測出某一相在圖4 tO時刻處於上升沿假設此相為A相，接下來只需判斷下一個出現上升沿的時序即可判斷為B相，接下來只需判斷下個上升沿的時序即為C相，從而三相電相序順序即可確定。工作時，三相電電纜接入三相電測序儀，通過阻容降壓達到光電隔離器額定電壓後接入光電隔離器，光電隔離器同時又是半波整流器，內部二極體只通過正向電壓；通過光電隔離器的交流電被轉換為數字電路的時序信號(圖3);這三個時序信號接入觸發器；當接入三相電測序儀為正序時(即圖4中接入模式)，觸發器U4輸出端二極體以50HZ的頻率一閃一滅(等同於常亮)。當接入三相電測序儀為反序時後二極體長滅，此時需調整接入電線線序，從而達到矯正相序目的，如下觸發器真值表；
s Icp IrIqι_ι_ο I
I~ O~ O O
O~ I~ O O
HmM I任意值 Mo
當同步RS觸發器輸入端S、CP、R值為1、1、0時，同步RS觸發器輸出端Q值為I時，為正序時二極體以50HZ的頻率一閃一滅式常亮。
權利要求
1.一種簡易三相工頻交流電相序測試方法，其特徵在於其具體步驟如下 1)、取工頻交流電三相A、B、C的電源單點採樣數位訊號，將工頻交流電三相A、B、C的高電壓通過降壓裝置降為低壓，再將低壓的工頻交流電三相A、B、C通過半波整流裝置轉換為脈動的直流電壓； 2)、對半波整流後的交流電進行時序化處理，將脈動的直流電壓通過光電隔離轉換裝置的電-光-電，轉換成具有時序特性的每一周期時A B C三個時序的前後特性的方波數位訊號; 3)、判斷三相電相序，將具有時序特性的三相A、B、C的方波數位訊號，接入識別電路時序觸發器，對三相電A、B、C的相序進行檢測；檢測出某一相在tO時刻處於上升沿設此相為A相，再判斷下一個出現上升沿的時序即可判斷為B相，接下來只需再判斷下個上升沿的時序即為C相，從而三相電相序順序即可確定為正序；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為正序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED以50HZ的頻率一閃一滅式常亮；當接入三相A、B、C的方波數位訊號為反序時，觸發器輸出端連接的發光二極體LED為長滅，此時需調整接入電線線序，從而達到矯正三相A、B、C相序目的。
2.如權利要求I所述的一種簡易三相工頻交流電相序測試方法，其特徵在於工頻交流電三相A、B、C的電源工頻為50HZ，或者60HZ，或者150HZ。
3.—種如權利要求I所述簡易三相工頻交流電相序測試方法的電路，其特徵在於相序測試電路由連接三相A、B、C交流電的三相同步變壓器降壓電路，通過三相半波整流電路與模擬相序轉數字時序電路相連；模擬相序轉數字時序電路通過識別電路時序觸發器與檢測發光二極體LED相連。
4.如權利要求3所述的簡易三相工頻交流電相序測試電路，其特徵在於所述三相同步變壓器降壓電路替換為電阻電容降壓電路。
5.如權利要求3所述的簡易三相工頻交流電相序測試電路，其特徵在於所述模擬相序轉數字時序電路為光電耦合電路。
6.如權利要求3所述的簡易三相工頻交流電相序測試電路，其特徵在於所述識別電路時序觸發器為同步RS觸發器。
全文摘要
本發明涉及三相交流電相序測試技術領域，公開一種簡易三相工頻交流電相序測試方法，取工頻交流電三相A、B、C的脈動的直流電壓信號，並進行時序化處理，將脈動的直流電壓通過光電隔離轉換裝置轉換成每一周期時ABC三個時序的電源單點採樣數位訊號；通過識別電路時序觸發器，判斷三相電A、B、C的相序，當接入三相A、B、C的方波數位訊號為正序時，發光二極體LED常亮；反序時二極體LED為長滅；本發明能夠把三相電半波整形為標準觸發電平，本發明還能夠做到相序指示，亂序保護，掉序保護；同時本發明還可針對不同頻率三相電進行測試。
文檔編號G01R29/18GK102944760SQ20121039455
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者李利明, 朱忠民, 謝豔紅, 陶韜, 祝鑫 申請人:中色科技股份有限公司