CN101413982B - 电流回路短路检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电流回路短路检测方法和装置，包括以下步骤：采样零线电流值；根据三相电路电流值计算三相电流矢量和；数据处理单元接收零线电流值，从矢量和计算单元接收三相电流矢量和，比较零线电流值和三相电流矢量和，当差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。实施本发明的电流回路短路检测方法和装置，能对电表在工作过程中是否发生电流回路短路的非正常用电情况作出正确判断；而且，电路设计简单，节省硬件成本且可准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及电力计量检测技术，具体涉及电流回路短路检测方法及装置，更具体地说，涉及一种用于三相电表中的电流回路短路检测的装置及方法。
背景技术
三相电表在现场使用中一般接入三相四线电网。正常的电流回路如图1所示。有时会遇到人为将电流回路短路的窃电行为。在三相四线电表端子上，人为使用短接单元将接入电能表内部的一相，两相或三相电流回路短路，负载能够正常工作，但电表计量电流小于实际负载工作电流，造成电能损失。任意一相的电线线路短接如图2所示。普通的电表没有检测这种人为的通过短路方式减小电表计量电流的功能，因而该事件发生后不能被及时的发现制止，往往给供电部门造成巨大损失。
因此，需要一种电流回路短路检测的装置及方法，用于在电表在工作过程中对是否发生电流回路短路的非正常用电情况作出正确判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有电表不能检测电流回路的短路情况的缺陷，提供一种能对电表在工作过程中是否发生电流回路短路的非正常用电情况作出正确判断的电路回路短路的检测方法。
本发明要解决的另一技术问题在于，针对现有电表不能检测电流回路的短路情况的缺陷，提供一种能对电表在工作过程中是否发生电流回路短路的非正常用电情况作出正确判断的电路回路短路的检测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种电流回路短路检测方法，包括以下步骤：S1.采样零线电流值；S2.根据三相电路电流值计算三相电流矢量和；S3.比较零线电流值和三相电流矢量和，如差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述步骤S3由数据处理单元完成，所述方法还包括预先在所述数据处理单元存储失压门限值、电流门限值和差值门限值的步骤。
所述步骤S3还包括以下步骤：S31)接收三相电路电压值；S32)分别比较三相电路电压值和失压门限值，当三相电路电压值均高于失压门限值且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述步骤S3还包括以下步骤：S33)接收三相电路电流值；S34)分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值、三相电路电流值均不为零且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述步骤S3还包括以下步骤：S35)在三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，判定电流回路短路事件发生。
本发明解决其另一技术问题所采用的技术方案是构造一种电流回路短路检测装置，包括用于采样电流回路中零线电路电流值的一个采样单元；输入三相电路电流值并根据所述三相电路电流值计算输出三相电流矢量和的一个矢量和计算单元；一个数据处理单元，从采样单元接收零线电流值，从矢量和计算单元接收三相电流矢量和，比较所述零线电流值和三相电流矢量和，当差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述数据处理单元还包括用于存储失压门限值、电流门限值和差值门限值的存储单元。
所述数据处理单元包括一个判定装置，用于接收三相电路电压值，比较三相电路电压值和失压门限值，当三相电路电压值均高于失压门限值且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述数据处理单元还包括一个判定装置，用于接收三相电路电流值，分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值、三相电路电流值均不为零且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
所述数据处理单元还包括一个判定装置，在三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，判定电流回路短路事件发生。
实施本发明的所述的电流回路短路检测方法和装置，具有以下有益效果：能对电表在工作过程中是否发生电流回路短路的非正常用电情况作出正确判断；更进一步的，本发明采用的方法和装置，电路设计简单，节省硬件成本且检测准确，还可检测是否有负载接地的情况。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是正常三相电表的连接电路图；
图2是三相电表中任一相短接的电路图；
图3是本发明电流回路短路检测装置的结构示意图；
图4是本发明电流回路短路检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图3是本发明电流回路短路检测装置一个实施例的结构示意图。上述电流回路短路检测装置300包括至少一个采样单元301，一个矢量和计算单元302和一个数据处理单元303。其中，采样单元301可为电流采样器，也可由单独的电压采样器和电流采样器组成，也可由其它可完成电压电流采样功能的元件或设备组成。采样单元301可用于从三相电路中的采集三相瞬时电流值，从零线电路中采集零线电流值。采样单元301还可用于从三相电路中的采集三相电路电压值。矢量和计算单元302可从采样单元301接收三相瞬时电流值，并计算三相电流的矢量和；也可直接接收三相瞬时电流值，并计算三相电流矢量和。数据处理单元303，用于从采样单元301接收零线电流值，从矢量和计算单元302接收三相电流矢量和，并比较所述零线电流值和三相电流矢量和，当差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。这是由于当电表正常工作时，三相电流矢量和与零线电流应该大小相当。如三相电流矢量和与零线偏差较大时，可以判定有电表的计量电流被分流，即电路回路被短路或电路回路的电流被分流。因而将所述三相电流矢量和与零线电流值比较，当差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。所述差值门限值为2.5A。数据处理单元303还包括用于存储失压门限值、电流门限值和差值门限值的存储单元3031。
采样单元301还可用于采样三相电路电压值。数据处理单元303还可包括一个判定装置3032，从采样单元301接收三相电路电压值，或直接获取三相电路电压值，分别比较三相电路电压值和失压门限值，当三相电路电压值均高于失压门限值且满足零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生，还可检测是否有负载接地。
数据处理单元303还可包括一个判定装置3032从采样单元301接收三相电路电流值或直接获取三相电路电流值，分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流均不为零并且满足零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。当电表的任一相或者两相短接时，由于短接电路的内阻减小，电路电流会有明显的上升，因而与当三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值这两项条件都满足时，更能判定电流回路短路事件发生。
此外，当三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，结合上述三种情况，数据处理单元303的判定装置3032更能准确判定电流回路短路事件发生，还可检测是否有负载接地。
图4是本发明电流回路短路检测方法的流程图。进行电流回路短路检测之前，数据处理单元的存储单元3031接收并存储失压门限值、电流门限值和差值门限值。所述差值门限值为2.5A。在步骤401中，采样单元301从零线电路中采集零线电流值。在步骤402中，矢量和计算单元302接收三相瞬时电流值，并计算三相电流矢量和。在步骤403中，数据处理单元303，从采样单元301接收零线电流值，从矢量和计算单元302接收三相电流矢量和，并比较所述零线电流值和三相电流矢量和，当差值绝对值不小于差值门限值2.5A时，进入步骤404a判定电流回路短路事件发生；当差值绝对值小于差值门限值2.5A时，进如步骤404b，判定电流回路正常。
在本发明的又一实施例中，加入新的判定条件，用于更加准确的判定电流回路短路情况是否发生。在步骤401中，采样单元301还从三相电路中获取三相电流值，在步骤403中，数据处理单元303的判定装置3032还接收三相电路电流值，分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值、三相电路电流值均不为零且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。这一实施例对电流回路短路的判定更加准确。
在本发明的另一实施例中，加入另一新的判定条件，用于更加准确的判定电流回路短路情况是否发生。在步骤401中，采样单元301还从三相电路中获取三相电压值，在步骤403中，数据处理单元303的判定装置3032还接收三相电路电压值，分别比较三相电路电压值和电压门限值，当三相电路电压值均高于电压门限值、且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。这一实施例对电流回路短路的判定更加准确。
在本发明的第三实施例中，加入上述两个实施例中的判定条件，在三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，判定装置3032判定电流回路短路事件发生。采用本实施例，对于电流回路短路的判定更为精确。
Claims (10)
1.一种电流回路短路检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采样零线电流值；
S2.根据三相电路电流值计算三相电流矢量和；
S3.比较零线电流值和三相电流矢量和，如差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
2.根据权利要求1所述电流回路短路检测方法，其特征在于，所述步骤S3由数据处理单元完成，所述方法还包括预先在所述数据处理单元存储失压门限值、电流门限值和差值门限值的步骤。
3.根据权利要求2所述电流回路短路检测方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S31)接收三相电路电压值；
S32)分别比较三相电路电压值和失压门限值，当三相电路电压值均高于失压门限值且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
4.根据权利要求2所述电流回路短路检测方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S33)接收三相电路电流值；
S34)分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值、三相电路电流值均不为零且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
5.根据权利要求2-4中任何一项所述电流回路短路检测方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S35)在三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，判定电流回路短路事件发生。
6.一种电流回路短路检测装置，其特征在于，包括：
用于采样电流回路中零线电路电流值的一个采样单元；
输入三相电路电流值并根据所述三相电路电流值计算输出三相电流矢量和的一个矢量和计算单元；
一个数据处理单元，从采样单元接收零线电流值，从矢量和计算单元接收三相电流矢量和，比较所述零线电流值和三相电流矢量和，当差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
7.根据权利要求6所述电流回路短路检测装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括用于存储失压门限值、电流门限值和差值门限值的存储单元。
8.根据权利要求6所述电流回路短路检测装置，其特征在于，所述数据处理单元包括一个判定装置，用于接收三相电路电压值，比较三相电路电压值和失压门限值，当三相电路电压值均高于失压门限值且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
9.根据权利要求6所述电流回路短路检测装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括一个判定装置，用于接收三相电路电流值，分别比较三相电路电流值和电流门限值，当三相电路电流值均不小于电流门限值、三相电路电流值均不为零且零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值时，判定电流回路短路事件发生。
10.根据权利要求6-9中任一权利要求所述电流回路短路检测装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括一个判定装置，在三相电路电流值均不小于电流门限值且三相电路电流值均不为零、零线电流值和三相电流矢量和的差值绝对值不小于差值门限值并且三相电路电压值均高于失压门限值时，判定电流回路短路事件发生。
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