CN102944760A - 一种简易三相交流电相序测试方法 - Google Patents

一种简易三相交流电相序测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及三相交流电相序测试技术领域，公开一种简易三相工频交流电相序测试方法，取工频交流电三相A、B、C的脉动的直流电压信号，并进行时序化处理，将脉动的直流电压通过光电隔离转换装置转换成每一周期时ABC三个时序的电源单点采样数字信号；通过识别电路时序触发器，判断三相电A、B、C的相序，当接入三相A、B、C的方波数字信号为正序时，发光二极管LED常亮；反序时二极管LED为长灭；本发明能够把三相电半波整形为标准触发电平，本发明还能够做到相序指示，乱序保护，掉序保护；同时本发明还可针对不同频率三相电进行测试。

Description

一种简易三相交流电相序测试方法
技术领域
本发明涉及三相交流电相序测试技术领域，尤其涉及可对不同频率三相电相位进行测试的一种简易三相交流电相序测试方法。 
背景技术
目前，我国生产、配送的都是三相交流电。三相交流电的相位顺序为相对关系，及可首先确定任意一相为A，落后A相120°的相为B相，落后A相240°及超前A相120°的相为C相。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。 
在变压器安装、电动机接线、检修等电气安装时经常需要对三相工频交流电的相序进行测量，保证正序运行或同相位并联运行，避免出现重大设备运行事故。常用的现有技术通过对三相交流电同时采样，通过旋转坐标系和静止坐标系间的比较和相位换算，确定相位的顺序。这种方法的采样部分和相位计算公式较为复杂，成本较高体积较大，只能用于专用的三相交流电相序测量仪，为电气安装、维护人员增加负荷。 
发明内容
为了简化三相工频交流电的相序测量步骤，将测量方法简化，减轻电气、维护人员的工作负荷，本发明提出了一种简易三相工频交流电相序测试方法；本发明能够把交流电的相位特性转换为数字电路的时序特性进而进行检测，具有电源单点采样，系统构造简单，最终的成品体积小巧，测试准确。 
为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案如下： 
一种简易三相工频交流电相序测试方法，其步骤如下：
1、取工频交流电三相A、B、C的电源单点采样数字信号，将工频交流电三相A、B、C的高电压通过降压装置降为低压，再将低压的工频交流电三相A、B、C通过半波整流装置转换为脉动的直流电压；
2、对半波整流后的交流电进行时序化处理，将脉动的直流电压通过光电隔离转换装置的电-光-电，转换成具有时序特性的每一周期时A B C 三个时序的前后特性的方波数字信号；
3、判断三相电相序，将具有时序特性的三相A、B、C的方波数字信号，接入识别电路时序触发器，对三相电A、B、C的相序进行检测；检测出某一相在t0时刻处于上升沿设此相为A相，再判断下一个出现上升沿的时序即可判断为B相，接下来只需再判断下个上升沿的时序即为C相，从而三相电相序顺序即可确定为正序；当接入三相A、B、C的方波数字信号为正序时，触发器输出端连接的发光二极管LED以50HZ的频率一闪一灭式常亮；当接入三相A、B、C的方波数字信号为反序时，触发器输出端连接的发光二极管LED为长灭，此时需调整接入电线线序，从而达到矫正三相A、B、C相序目的。
一种简易三相工频交流电相序测试方法，工频交流电三相A、B、C的电源工频为：50HZ或者60HZ或者50HZ。 
一种简易三相工频交流电相序测量电路，由连接三相A、B、C交流电的三相同步变压器降压电路，通过三相半波整流电路与模拟相序转数字时序电路相连；模拟相序转数字时序电路通过识别电路时序触发器与检测发光二极管LED相连。 
一种简易三相工频交流电相序测量电路，所述三相同步变压器降压电路替换为电阻电容降压电路。 
一种简易三相工频交流电相序测量电路，所述模拟相序转数字时序电路为光电耦合电路。 
一种简易三相工频交流电相序测量电路，所述识别电路时序触发器为同步RS触发器。 
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性： 
一种简易三相交流电的相序测试方法，通过对三相电降压，然后把三相电半波整形为标准触发电平，即把交流电的相位特性转换为数字电路的时序特性，通过纯数字电路或者带有单片机的智能数字电路对电平分析获得相序。能够做到相序指示，乱序保护，掉序保护（带有单片机的数字电路时）。同时本发明的方法可针对不同频率三相电进行测试。
附图说明
图1为三相交流电三相间的相序图； 
图2为三相交流电三相半波整流后相序图；
图3为三相交流电半波整流通过电路处理后的数字电路时序图；
图4为通过数字时序图判断交流电相序的示意图。
图5为简易三相交流电相序测量仪原理图。 
图6为同步RS触发器原理图。 
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，一种简易三相工频交流电相序测方试法，把半波整流后的交流相序图（即电压-时间图）转换为数字电路中时序图（电平-时间图）。然后通过识别电路对三相电相序进行检测，其具体步骤如下： 
1、取工频交流电三相A、B、C的电源单点采样数字信号，将工频交流电三相A、B、C的高电压通过降压装置降为低压，再将低压的工频交流电三相A、B、C通过半波整流装置转换为脉动的直流电压；
2、对半波整流后的交流电进行时序化处理，将脉动的直流电压通过光电隔离转换装置的电-光-电，转换成具有时序特性的每一周期时A B C 三个时序的前后特性的方波数字信号；光电隔离转换装置为三个光耦U1、光耦U2、光耦U3组成。
3、判断三相电相序，将具有时序特性的三相A、B、C的方波数字信号，接入识别电路时序触发器U4，对三相电A、B、C的相序进行检测；检测出某一相在t0时刻处于上升沿设此相为A相，再判断下一个出现上升沿的时序即可判断为B相，接下来只需再判断下个上升沿的时序即为C相，从而三相电相序顺序即可确定为正序；当接入三相A、B、C的方波数字信号为正序时，触发器输出端连接的发光二极管LED以50HZ的频率一闪一灭式常亮；当接入三相A、B、C的方波数字信号为反序时，触发器输出端连接的发光二极管LED为长灭，此时需调整接入电线线序，从而达到矫正三相A、B、C相序目的。工频交流电三相A、B、C的电源工频为：50HZ中国等国家交流电频率，或者60HZ美国、日本等国家交流电频率，或者其他频率150HZ交流三相电，即适用于不同频率的三相交流电测量。 
一种简易三相工频交流电相序测量电路，由连接三相A、B、C交流电的三相同步变压器降压电路，通过三相半波整流电路与模拟相序转数字时序电路相连；模拟相序转数字时序电路通过识别电路时序触发器与检测发光二极管LED相连。 
所述三相同步变压器降压电路替换为电阻电容降压电路。 
所述模拟相序转数字时序电路为光电耦合电路。 
所述识别电路时序触发器为同步RS触发器。 
即转换电路型式为一下几种： 
一、交流电→同步变压→半波整流→模拟相序转数字时序电路；
二、交流电→电阻电容降压→半波整流→模拟相序转数字时序电路；
三、交流电→同步变压→光电耦合转数字时序电路；
四、交流电→电阻电容降压→光电耦合转数字时序电路。
以工频交流电为例： 
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。目前，我国生产、配送的都是三相交流电。三相交流电的相位顺序为相对关系，及可首先确定任意一相为A，落后A相120°的相为B相，落后A相240°（及超前A相120°）的相为C相。
本发明针对三相交流电的这些特性提出了以下的测量方法：对所测交流电压进行半波整流（见图2），对半波整流后的交流电进行时序化处理（见图3），得到图3中时序化图后通过数字电路判断每一周期时A B C 三个时序的前后特性，来判断三相电的相序图。 
比如：检测出某一相在图4 t0时刻处于上升沿假设此相为A相，接下来只需判断下一个出现上升沿的时序即可判断为B相，接下来只需判断下个上升沿的时序即为C相，从而三相电相序顺序即可确定。 
工作时，三相电电缆接入三相电测序仪，通过阻容降压达到光电隔离器额定电压后接入光电隔离器，光电隔离器同时又是半波整流器，内部二极管只通过正向电压；通过光电隔离器的交流电被转换为数字电路的时序信号（图3）；这三个时序信号接入触发器；当接入三相电测序仪为正序时（即图4中接入模式），触发器U4输出端二极管以50HZ的频率一闪一灭（等同于常亮）。当接入三相电测序仪为反序时后二极管长灭，此时需调整接入电线线序，从而达到矫正相序目的，如下触发器真值表； 
S CP R Q
1 1 0 1
1 0 0 0
0 1 0 0
任意值 任意值 1 0
当同步RS触发器输入端S、CP、R值为1、1、0时，同步RS触发器输出端Q值为1时，为正序时二极管以50HZ的频率一闪一灭式常亮。

Claims (6)

1.一种简易三相工频交流电相序测试方法，其特征在于：其具体步骤如下：
1）、取工频交流电三相A、B、C的电源单点采样数字信号，将工频交流电三相A、B、C的高电压通过降压装置降为低压，再将低压的工频交流电三相A、B、C通过半波整流装置转换为脉动的直流电压；
2）、对半波整流后的交流电进行时序化处理，将脉动的直流电压通过光电隔离转换装置的电-光-电，转换成具有时序特性的每一周期时A B C 三个时序的前后特性的方波数字信号；
3）、判断三相电相序，将具有时序特性的三相A、B、C的方波数字信号，接入识别电路时序触发器，对三相电A、B、C的相序进行检测；检测出某一相在t0时刻处于上升沿设此相为A相，再判断下一个出现上升沿的时序即可判断为B相，接下来只需再判断下个上升沿的时序即为C相，从而三相电相序顺序即可确定为正序；当接入三相A、B、C的方波数字信号为正序时，触发器输出端连接的发光二极管LED以50HZ的频率一闪一灭式常亮；当接入三相A、B、C的方波数字信号为反序时，触发器输出端连接的发光二极管LED为长灭，此时需调整接入电线线序，从而达到矫正三相A、B、C相序目的。
2.如权利要求1所述的一种简易三相工频交流电相序测试方法，其特征在于：工频交流电三相A、B、C的电源工频为：50HZ，或者60HZ，或者150HZ。
3.一种如权利要求1所述简易三相工频交流电相序测试方法的电路，其特征在于：相序测试电路由连接三相A、B、C交流电的三相同步变压器降压电路，通过三相半波整流电路与模拟相序转数字时序电路相连；模拟相序转数字时序电路通过识别电路时序触发器与检测发光二极管LED相连。
4.如权利要求3所述的简易三相工频交流电相序测试电路，其特征在于：所述三相同步变压器降压电路替换为电阻电容降压电路。
5.如权利要求3所述的简易三相工频交流电相序测试电路，其特征在于：所述模拟相序转数字时序电路为光电耦合电路。
6.如权利要求3所述的简易三相工频交流电相序测试电路，其特征在于：所述识别电路时序触发器为同步RS触发器。
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