[发明专利]三相交流电检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相交流电检测方法及检测装置。

背景技术

在工农业生产及日常生活中，常常需要对三相交流电的相序、电压等物理量进行实时监控。以三相交流电为电源的电力拖动系统，如起重机和电梯等，三相交流的相序直接决定设备的运转方向，在正常运转过程中，相序一旦反相，运转方向也随即反向，极可能造成设备故障甚至人身伤害，因此在这类设备的控制系统中必须加入相序检测功能；三相交流电的过压会造成设备的过热，严重时会使设备烧毁；欠压会造成设备的无法启动，对于正在运行的电力拖动系统，当负载不变，电压的降低会导致电流迅速增大，极易造成电机过热而烧毁，为保证设备安全需要为系统配备电压检测装置。

传统的三相电相序检测方式主要有两类：一是,不使用微处理器，构建复杂的硬件电路进行监控。如利用“过零法”将三相交流电转换为反映相序的方波信号，再通过逻辑门电路进行相序检测；二是，使用微处理器，但需要利用隔离电路进行强弱电的隔离。传统的相序检测技术硬件结构复杂，价格高，软件开销大，特别是随着科技的发展，对检测装置数字化、网络化和实时性的要求不断提高，传统的检测装置和方法很难满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有三相交流电检测技术存在的硬件结构复杂、成本高的缺陷，提供一种电路结构简单、实现方便的三相交流电检测方法及检测装置。

本发明的三相交流电检测方法，包括以下步骤：

步骤A、将三相电分别调理为加直流偏置的正弦弱电信号；

步骤B、在一个周期内分别对各相经调理后的正弦弱电信号进行不断的AD采样，并记录每相的最大值、最小值以及各自出现的时间；

步骤C、根据步骤B中得到的各相的最大值和最小值得出每一相的峰峰值，然后与预先设置的缺相、过压及欠压门槛值相比较，判断是否出现缺相、过压、欠压或三相不平衡；根据所记录的三相加直流偏置的正弦弱电信号的最大值出现的时间先后顺序判断相序。

所述将三相电分别调理为加直流偏置的正弦弱电信号按照以下方法：通过星形连接的电阻组成的带中性点的分压电路，得到相对于中性点的正弦弱电信号；再通过与中性点连接的直流基准电压源抬高中性点的电压，使中性点相对于AD采样模块地的电压为固定值，从而得到加直流偏置的正弦弱电信号。

进一步地，所述加直流偏置的正弦弱电信号在输出之前还经过低通滤波电路滤除高频干扰信号。

本发明的三相交流电检测装置，包括依次信号连接的信号采样单元、主控模块、人机接口模块，所述信号采样单元包括将三相电分别调理为加直流偏置的正弦弱电信号的三相电调理电路，以及对经调理的加直流偏置的正弦弱电信号进行AD采样的AD采样模块；所述三相电调理电路包括由星型连接的电阻组成的带中性点的分压电路，以及与所述分压电路的中性点连接的直流基准电压源。

作为进一步优化方案，所述信号采样单元还包括用于滤除所述加直流偏置的正弦弱电信号中的高频干扰信号的低通滤波电路。

作为又一优化方案，本发明的三相交流电检测装置还包括与所述主控模块连接的并受其控制的继电器组。从而可在检测到异常时，直接通过继电器组的关断来控制三相交流电的通断和输出相序的转换。

进一步地，本发明的三相交流电检测装置还包括与所述主控模块连接的通信接口。从而可以将现场检测到的三相交流电信息实时传输给上层管理系统。所述通信接口优选CAN（Controller Area Network）总线接口。

本发明与现有技术相比有如下有益效果：

一、本发明外围硬件电路简单，不需要光耦隔离器件，即可将三相交流电的幅值和相位信息完整传输给主控模块；

 二、本发明的相序检测算法的计算量小，抗干扰能力强，可提供准确的三相交流电相序信息；

三、本发明可实现相序、相电压、缺相、欠压、过压或三相不平衡的综合检测；

四、本发明可以实现现场检测数据的实时上传，方便实现数字化和网络化管理。可以通过上层管理系统或本地输入单元，方便实现三相交流电的通断、输出相序和欠压过压检测门槛值的设置；

五、由于硬件简单、可靠，可以单独作为一个三相交流电设备的电源监控单元，也可以方便的移植到其它复杂监控系统中。

附图说明

图1为本发明的三相交流电检测装置的功能结构框图；

图2为本发明的三相交流电检测装置中三相电调理电路的电路原理图，其中（a）为分压电路，（b）为直流基准电压源，（c）为低通滤波电路；

图3为三相交流电通过调理电路之后的信号波形；