CN104597332A - 网络化三相电路相序检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络化三相电路相序检测装置，包括监测站，它包括核心控制器、无线通信装置、报警电路、继电器电路、监测站、信号调理电路、供电电路，所述监测站包括手持通信设备，所述信号调理电路与核心控制器连接，核心控制器分别与无线通信装置、报警电路、继电器电路连接，所述无线通信装置与手持通信设备无线通信连接，所述供电电路为上述电路提供电能，所述信号调理电路输入端连接三相电路的A、B、C端线。本发明能够实时，准确，快速地检测三相电路，并及时地通报操作者以便尽早排除故障；另外，采用手持通信设备代替传统的操作台可以优化操作界面，简化操作过程。

Description

网络化三相电路相序检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及三相电路的相序检测，具体涉及一种网络化三相电路相序检测装置，是一种用于检测三相电路的相序并将检测结果通过回传给监测站；本发明还涉及一种三相电路相序检测方法。

背景技术

为了能源获得方式的方便以及得到更大的动力，在很多动力设备中，经常采用三相电动机作为设备的动力源。但是三相电动机的转向与三相电源的相位接法有密切关系。当电动机发生相序接反的情况时，电动机会反转，进而导致电动机所带负载的损坏。

目前通常需要安装相序检测装置来解决电动机相序接反所带来的问题，其原理是通过检测相序错误，及时地禁止电动机接触器闭合而使得电动机无法工作，并且提示操作人员相序错误，从而避免电动机发生反转。

在380V电网中，采用阻容移相原理的相序继电器应用较为广泛，其检测相序错误的原理是搭建阻容移相网络，将一组待测电压分别移相并叠加，当相序连接正确时，叠加电压相位差小于180度，输出电压得到增强；当相序接反时，叠加电压相位相反输出电压近似为零。这样的相序装置虽然结构简单，但自动程度不高，易受干扰。

有的文献利用单片机系统来解决了上述问题，三相电路的相电压信号通过滤波，整形，隔离后转换成方波信号送给单片机，单片机检测三个方波信号的上跳沿的出现的顺序或时间，并判断是否出现缺相或反相；如果出现故障则利用本地的报警装置进行报警。而在实际应用中，上跳沿信号容易丢失，用三个上跳沿信号进行检测大大增加了误报率；而且检测装置与被检测对象共用一个电源也降低了检测装置的准确。另外报警模块设置在系统本地进行报警，使得操作者不能及时发现排除故障，尤其是在监测点较多的情况下，排查难度更大。而且整个系统的能源来自电网，易受电网的影响，且不环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种网络化三相电路相序检测装置及检测方法，这套装置能够实时，准确，快速地检测三相电路，并及时地通报操作者以便尽早排除故障；另外，采用手持通信设备代替传统的操作台可以优化操作界面，简化操作过程。

本发明解决技术问题的方案是：

一种网络化三相电路相序检测装置，包括监测站，它包括核心控制器、无线通信装置、报警电路、继电器电路、监测站、信号调理电路、供电电路，所述监测站包括手持通信设备，所述信号调理电路与核心控制器连接，核心控制器分别与无线通信装置、报警电路、继电器电路连接，所述无线通信装置与手持通信设备无线通信连接，所述供电电路为上述电路提供电能，所述信号调理电路输入端连接三相电路的A、B、C端线，所述三相电路的电信号，送入信号调理电路进行滤波整形后，再送入核心控制器进行处理，如发现异常，则核心控制器进行本地报警并通过无线通信装置将报警信号传送给手持通信设备，而且通过继电器隔离故障点。

其中，所述信号调理电路包括滤波整形电路、隔离电路，滤波整形电路与隔离电路连接，检测三相电路的线电压。

其中，所述手持通信设备包括智能手机，PDA或平板电脑。

其中，所述核心控制器是CPLD或FPGA。

其中，所述无线通信装置是WIFI，蓝牙或4G无线通信装置。

其中，所述供电电路包括太阳能电池、储能装置、DC-DC电路，所述太阳能电池与储能装置连接，储能装置与DC-DC电路连接。

一种三相电路相序检测方法，有以下步骤：

a、三相电路相序检测装置共有三组，三组的输入端首尾相连形成角形负载，三相电路的A、B、C端线分别接入角形负载的A，B，C端线，从而测量三相电的线电压，线电压的正弦信号经过信号调理电路变成方波信号，分别对应的线电压U_AB、U_BC、U_CA，当正序时，U_AB为上跳沿时，U_BC为零，U_CA为高电平，U_BC为上跳沿时，U_CA为零，U_AB为高电平，U_CA为上跳沿时，U_AB为零，U_BC为低电平，如果电平顺序不是上述顺序时，则为逆序；

b、当出现单独的U_AB或U_BC或U_CA时，则为缺相。

本发明的有益效果在于：

本发明采用上跳沿信号与电平信号结合检测三相电路的相序，减少了误报率；采用了太阳能电池单独供电方式，减少了系统受到的干扰，提高了系统的稳定性；采用了无线通信及智能手机、PDA或平板电脑等手持通信设备平台，大大提高了操作者排除故障的效率，也使得装置安装方便。

附图说明

图1为本发明供电电路的结构示意图；

图2为本发明工作原理的方框示意图；

图3为本发明信号调理电路的电路原理图；

图中：10供电电路，101太阳能电池，102储能装置，103双向DC-DC，20三相电路相序检测装置，201核心控制器，202无线通信装置，203报警电路，204继电器电路，30监测站，40信号调理电路；401滤波整形电路，402隔离电路；R1～R12电阻；U1、U2、U3光耦合器；JP1接线端子；A、B、C三相电路的三个端线；U_AB、U_BC、U_CA三相电路的三个线电压。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1-3，

本发明的一种网络化三相电路相序检测装置，包括监测站，它包括核心控制器、无线通信装置、报警电路、继电器电路、监测站、信号调理电路、供电电路，所述监测站包括手持通信设备，所述信号调理电路与核心控制器连接，核心控制器分别与无线通信装置、报警电路、继电器电路连接，所述无线通信装置与手持通信设备无线通信连接，所述供电电路为上述电路提供电能，所述信号调理电路输入端连接三相电路的A、B、C端线，所述三相电路的电信号，送入信号调理电路进行滤波整形后，再送入核心控制器进行处理，如发现异常，则核心控制器进行本地报警并通过无线通信装置将报警信号传送给手持通信设备，而且通过继电器隔离故障点。

所述信号调理电路包括滤波整形电路、隔离电路，滤波整形电路与隔离电路连接，检测三相电路的线电压。

所述手持通信设备包括智能手机，PDA或平板电脑。

所述核心控制器是CPLD或FPGA。

所述无线通信装置是WIFI，蓝牙或4G无线通信装置。

所述供电电路包括太阳能电池、储能装置、DC-DC电路，所述太阳能电池与储能装置连接，储能装置与DC-DC电路连接。

本发明的一种三相电路相序检测方法，有以下步骤：

a、三相电路相序检测装置共有三组，三组的输入端首尾相连形成角形负载，三相电路的A、B、C端线分别接入角形负载的A，B，C端线，从而测量三相电的线电压，线电压的正弦信号经过信号调理电路变成方波信号，分别对应的线电压U_AB、U_BC、U_CA，当正序时，U_AB为上跳沿时，U_BC为零，U_CA为高电平，U_BC为上跳沿时，U_CA为零，U_AB为高电平，U_CA为上跳沿时，U_AB为零，U_BC为低电平，如果电平顺序不是上述顺序时，则为逆序；

b、当出现单独的U_AB或U_BC或U_CA时，则为缺相。

本发明的网络化三相电路相序检测装置包括供电模块10、三相电路相序检测装置20和监测站30，所述供电电路10包括太阳能电池101、储能装置102和双向DC-DC103，双向DC-DC一方面控制储能装置充放电状态的切换，另一方面保证供电电路10向三相电路相序检测装置20输出电能，本实施例中，太阳能电池101采用70W的单晶硅电池板，储能装置102采用12V 6Ah的蓄电池，双向DC-DC103采用12V-5V的DC-DC电路，所述监测站30是小米3智能手机，所述三相电路相序检测装置20包括信号调理电路40、核心控制器201、无线通信装置202、报警电路203和继电器电路204，三相电路的A，B，C端线直接连接在信号调理电路40的三个输入端上，信号调理电路40采用三相电的线电压，再经过滤波，整形和隔离变成三个方波信号，并将信号送给核心控制器201，核心控制器201根据信号的顺序判断是否出现故障相序，具体方法是：a)三相电路相序检测装置共有三组，三组的输入端首尾相连形成角形负载，三相电路的A，B，C端线分别接入角形负载的A，B，C端线，从而测量三相电的线电压，线电压的正弦信号经过整形电路和隔离电路变成方波信号，分别对应的线电压U_AB，U_BC，U_CA，当正序时，U_AB为上跳沿时，U_BC为零，U_CA为高电平，U_BC为上跳沿时，U_CA为零，U_AB为高电平，U_CA为上跳沿时，U_AB为零，U_BC为低电平，如果电平顺序不是上述顺序时，则为逆序，b)当出现单独的U_AB或U_BC或U_CA时，则为缺相，当出现故障相序时，核心控制器201先利用继电器电路204隔离故障点，再通过报警电路203进行本地报警，并通过无线通信模块202将报警信号传给监测站，在本实施例中，核心控制器201选用市场现售的FPGA最小系统，继电器电路204选用DS2Y-S-DC12V，报警电路203选用市场现售的蜂鸣器，无线通信装置202选用蓝牙装置HC-06。

所述信号调理电路40参照图2，滤波整形模块401的三个滤波整形电路，采用角形连接，采集三相电路的线电压信号，并转换成方波信号，方波信号经过隔离电路402的三个隔离电路进入核心控制器201。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种网络化三相电路相序检测装置，包括监测站，其特征在于：它包括核心控制器、无线通信装置、报警电路、继电器电路、监测站、信号调理电路、供电电路，所述监测站包括手持通信设备，所述信号调理电路与核心控制器连接，核心控制器分别与无线通信装置、报警电路、继电器电路连接，所述无线通信装置与手持通信设备无线通信连接，所述供电电路为上述电路提供电能，所述信号调理电路输入端连接三相电路的A、B、C端线，所述三相电路的电信号，送入信号调理电路进行滤波整形后，再送入核心控制器进行处理，如发现异常，则核心控制器进行本地报警并通过无线通信装置将报警信号传送给手持通信设备，而且通过继电器隔离故障点。

2.如权利要求1所述的三相电路相序检测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括滤波整形电路、隔离电路，滤波整形电路与隔离电路连接，检测三相电路的线电压。

3.如权利要求1所述的三相电路相序检测装置，其特征在于：所述手持通信设备包括智能手机，PDA或平板电脑。

4.如权利要求1所述的三相电路相序检测装置，其特征在于：所述核心控制器是CPLD或FPGA。

5.如权利要求1所述的三相电路相序检测装置，其特征在于：所述无线通信装置是WIFI，蓝牙或4G无线通信装置。

6.如权利要求1所述的三相电路相序检测装置，其特征在于：所述供电电路包括太阳能电池、储能装置、DC-DC电路，所述太阳能电池与储能装置连接，储能装置与DC-DC电路连接。

7.一种三相电路相序检测方法，其特征在于有以下步骤：

a、三相电路相序检测装置共有三组，三组的输入端首尾相连形成角形负载，三相电路的A、B、C端线分别接入角形负载的A，B，C端线，从而测量三相电的线电压，线电压的正弦信号经过信号调理电路变成方波信号，分别对应的线电压U_AB、U_BC、U_CA，当正序时，U_AB为上跳沿时，U_BC为零，U_CA为高电平，U_BC为上跳沿时，U_CA为零，U_AB为高电平，U_CA为上跳沿时，U_AB为零，U_BC为低电平，如果电平顺序不是上述顺序时，则为逆序；

b、当出现单独的U_AB或U_BC或U_CA时，则为缺相。