CN105182177B

CN105182177B - 一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法

Info

Publication number: CN105182177B
Application number: CN201510411567.2A
Authority: CN
Inventors: 刘益熹; 陈伟雄; 黄兵
Original assignee: Shenzhen Huawo Meter Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Huawo Meter Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2018-06-01
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: CN105182177A

Abstract

本发明提出一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法，先找出零线未断前的费马点；再零线参考点漂浮并最终稳定在重心位置，三相电压的矢量和为0；作出断零线前后各电压的矢量互相逻辑关联关系图，以其中任意一条边画出一个等边三角形，等边三角形与步骤2的图一边重合，重合边相对的有等边三角形的一个角和步骤2的图的一个角，在两个角之间连线，再按同样方法画出另一个连线，两连线交点为断零线后的费马点；由得到的断零线后的费马点计算断零线前所有相关值,得出电网实际供电的状态。有益效果：在断零线条件下，通过本方法测算出电网实际供电的状态。可以判断定是源端(供电电网)，还是负载端(用户)接线出现问题，快捷准确。

Description

一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法

技术领域

本发明属于三相表工作状态检测领域，涉及一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法。

背景技术

随着电子科技的发展，电子式多功能电能表，技术越发成熟，也越来越多的应用在智能电网之中。

典型的电子式多功能电能表也由底盒、上盖、面板、端盖、铅封螺钉、接线插孔等部分组成。这些部分和传统的感应式电能表是一致的。特别是电子式多功能电能表的对外接线方式和感应式电能表一致。这就保证了电子式多功能电能表在实际应用中尽可能少的避免发生因接线错误或破坏表计或发生计量错误。但无论是人为疏忽还是故意为之，或者是线路故障，零线没有正确接线的情况还是有可能存在的。

无论是对机械式电表，还是对电子式多功能表来讲，在三相电压非平衡情况下，零线漏接意味着电能计量的错误。断零线条件上，虽然电网的供电是存在的，但由于零线的缺失，客观上造成电表的计量结果，无法反映电网的真实状态。因为作为电表计量的参考地端己经漂移，此时按正常检测的三相电压都是不准确的。

业界最经常的处理方法，是由电表记录下断零线的条件正在发生，并由工作人员进行接线维护解决。但在纠正接线错误之前，并未提供一种行之有效的解决方法。

发明内容

本发明提出一个正确检测三相电压，三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法。

技术方案：一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法，步骤1，根据零线未断前保存的数据，作出三相的电压及各相之间夹角的关系图，从关系图找出零线未断前的费马点；

步骤2，作出断零线后三相电压的矢量平衡图，零线参考点漂浮并最终稳定在重心位置，三相电压的矢量和为0；

步骤3，作出断零线前后各电压的矢量互相逻辑关联关系图，在步骤2的图的基础上，以其中任意一条边画出一个等边三角形，等边三角形与步骤2的图一边重合，重合边相对的有等边三角形的一个角和步骤2的图的一个角，在两个角之间连线，再按同样方法画出另一个连线，两个连线的交点为断零线后的费马点；

步骤4，根据步骤3得到的断零线后的费马点计算断零线前所有相关值；

步骤5，根据计算的数据得出电网实际供电的状态。

有益效果：在断零线条件下，通过本方法测算出电网实际供电的状态。可以判断定是源端(供电电网)，还是负载端(用户)接线出现问题，快捷准确。

附图说明

图1是三相的电压及各相之间夹角的关系图；

图2是断零线后三相电压的矢量平衡图；

图3是断零线前后各电压的矢量互相逻辑关联关系图；

图4是断零线前后两个费马点的关系图；

图5是作出三个等边三角形的断零线前后各电压的矢量互相逻辑关联关系图；

图6是断零线时精度回溯可能性分析图。

具体实施方式

一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法，步骤1，根据零线未断前保存的数据，作出三相的电压及各相之间夹角的关系图，从关系图找出零线未断前的费马点；

步骤5，根据计算的数据得出电网实际供电的状态。

具体测算例

1)断零线前，三相电压及夹角的关系如图1，具体特征：零线位置处在费马点位置N’，即∠R’N’Y’＝∠Y’N’B’＝∠B’N’R’＝120度。

2)断零线后，三相电压及夹角的关系如图2，具体特征：1、原有的零线参考点漂浮，并最终稳定在重心位置，即三相电压的矢量平衡。任意两相电压的矢量与其它一相的矢量大小相等方向相反，即三相电压的矢量和为0。

3)断零线前后矢量互相逻辑关联关系，如图3，具体特征：1、RY＝R’Y’，YB＝Y’B’，BR＝B’R’。这也为后面互推计算提供了基础。2、以任意一相的相电压为边画一个等边三角形，连接三角形的顶点到对边顶点。画两条这样的线，则交点为费马点N。

4)己知断零线后矢量，求零线电压，如图4，

1、NN’即为零线浮地在断零线后漂移的位置，即零线漂移电压

2、求相相电压：

2.1、RY²(R’Y’²)＝RN²+YN²+2*RN*YN*cos(∠_RNY)；

2.2、YB²(Y’B’²)＝YN²+BN²+2*YN*BN*cos(∠_YNB)；

2.3、RB²(R’B’²)＝RN²+BN²+2*RN*BN*cos(∠_RNB)；

3、求面积：

p＝(RY+YB+RB)/2；

S＝sqrt(p*(p–RY)*(p–YB)*(p–RB))；

4、求费马点到重心距离(零线电压)：

NN’＝[((RY²+BY²+YB²–4*(3^1/2)*S)/2)^1/2]/3；

5)己知断零线后矢量，倒推出断零线前所有相关值，如图5，

1.己知RN、YN、BN、∠_RNY、∠_YNB、∠_BNR六个参量.

2.由第四大点，己求出相电压(RY、BY、RB)、零线电压NN’。

断零线前三相电压有以下关系：

RN’^2+YN’^2–RN’*YN’＝RY^2

BN’^2+YN’^2–BN’*YN’＝BY^2

BN’^2+RN’^2–BN’*RN’＝RB^2

解此三元二次方程为一种方法，可能有复数解或无解且比较复杂，所以采用另一种为采用下面方法。

3.由于RY，BY，RB在步2己求出，故有以下关系：

RY^2+YB^2–2*RY*YB*cos(∠_RYB)＝RB^2

YB^2+RB^2–2*YB*RB*cos(∠_YBR)＝RY^2

RY^2+RB^2–2*RY*RB*cos(∠_BRY)＝BY^2

故

∠_RYB＝ARCCOS((RY^2+YB^2-RB^2)/2*RY*YB)；

∠_YBR＝ARCCOS((YB^2+RB^2-RY^2)/2*YB*RB)；

∠_BRY＝ARCCOS((RY^2+RB^2-BY^2)/2*RY*RB)；

4.可以证明三角形RYN’旋转60度后可以三角形XYM重叠，故三角形MYN’是个等边三角形。同时由原来关系可以知道，三角形RYX、BYX、RBY都为等边三角形。求三角形XYB的面积：

S＝0.5*XY*BY*SIN(∠_XYB)

＝0.5*RY*BY*SIN(60+∠_RYB)；故面积可算。

5.由相关资料可知BX＝XM+MN’+BN’＝RN’+BN’+YN’。由于BX如此重要，同时BX为三角形BXY的底边，所以先求BX的长度。

BX^2＝XY^2+BY^2-2*XY*BY*cos(∠_XYB)

＝RY^2+BY^2-2*XY*BY*cos(60+∠_RYB)

由此式可以倒推算出BX。

6.三角形BXY的面积S＝BX*(高度H)/2；由于S、BX分别由4、5两步算出，故可以算出高度H。

H＝2S/BX

7.由于三角形XYM是由三角形RYN’旋转60度后得到的，可以证明MYN’是个等边三角形。所以己经高度H，可以算出等边三角形的一边YN’的长度。

YN’＝H/((3^0.5)*2)；

8.由上面7步可以算出YN’，用同样方法可以算出RN’、BN’。此结果RN’、BN’、YN’即倒推回来的零线未断开前的三相电压。

9.推算出三相电压后，基于同样的方法，可以再逆推算功率等。

6)断零线时精度回溯可能性分析，如图6，

图6中，1.cos(r)＝cos(-r)；2.从NCUT电压线开始,电流逆时针转为正,否则为负。对于R相,对于COS三角函数来讲

电压被顺拉(TYPE1)

RN’L3＝R’N’L3–R’N’R无异议；

RN’L1＝R'N’L1-R'N’R无异议；

RN’L4＝R'N’L4-R’N'R无异议；

RN’L2＝360+L2N'R'-RN'R'＝|L2N’R’–RN’R’|；

总结:

1.如电流未绕过原倒推电压线(如L2),则

360+R’N’L-R'N'R

2.如电流己绕过原倒推电压线(如L1,L3,L4),则

R’N’L-R'N'R

3.统一规律,即TYPE1情况下.为|LN’R’–RN’R’|；

对于B相,对于COS三角函数来讲

电压被逆拉(TYPE2)

BN’L5＝B'N’L5+B'N'B；无异议；

BN’L7＝B'N'L7+B'N'B；

BN’L6＝B'N'L6+B'N'B–360；

总结:

1.如电流未绕过原倒推电压线(如L5,L7),则

BNL+B'N'B

2.如电流己绕过原倒推电压线(如L6),则

BNL+B'N'B-360

3.统一规律,即TYPE1情况下.为|LN’R’+RN’R’|；

监视原有电压(费马点状态):

可以确定,对于某一相电压,肯定是由另外的两相电压来决定其正偏或反偏.必需是大的那一相,把电压拉到正偏.

1.对R相,若Y>B,则TYPE1else TYPE2

2.对Y相,若B>R,则TYPE1else TYPE2

3.对B相,若R>Y,则TYPE1else TYPE2

接线示例1

示例一为正常接线

表1接线示例1原方法与本方法的比较结果

可见，如果是正常接线，不管是否采用此算法方法，结果都是差不多的。

接线示例2

示例二为异常接线，电网过来的零线，没有接到表的N相端子座上，即断零线状态。

表2接线示例2原方法与本方法的比较结果

可见，如果是此种异常接线：

(1)三相供电电压平衡条件下，是否采用此算法方法，结果差异不大。

(2)三相供电电压非平衡条件下，可见，如果是此种异常接线：

A：未采用此算法方法，算出的电压结果是电表相线端子座与电表零线端子座之间的电压。与实际供电差异较大。

B：采用此算法方法，算出的电压结果是电表相线端子座与供电零线接入线之间的电压。即实际供电电压。

接线示例3

示例三为异常接线，电网过来的零线，接到了B相的端子座上，没有接到表的N相端子座上，即断零线状态。

表3接线示例3原方法与本方法的比较结果

可见，如果是此种异常接线：

(1)未采用此算法方法，算出的电压结果是电表相线端子座与电表零线端子座之间的电压。与实际供电差异较大。

(2)采用此算法方法，算出的电压结果是电表相线端子座与供电零线接入线之间的电压。即实际供电电压。

接线示例4

示例四为异常接线，电网过来的零线悬空不接，B相除了接到B相端子座上，还接到零线端子座之上。

表4接线示例4原方法与本方法的比较结果

可见，如果是此种异常接线：

Claims

1.一种检测三相表断零线情况下实际电网供电状态的方法，其特征是：

步骤一，根据零线未断前保存的数据，作出三相的电压及各相之间夹角的关系图，从关系图找出零线未断前的费马点；

步骤二，作出断零线后三相电压的矢量平衡图，零线参考点漂浮并最终稳定在重心位置，三相电压的矢量和为0；

步骤三，作出断零线前后各电压的矢量互相逻辑关联关系图，在步骤二的图的基础上，以其中任意一条边画出一个等边三角形，等边三角形与步骤二的图一边重合，重合边相对的有等边三角形的一个角和步骤二的图的一个角，在两个角之间连线，再按同样方法画出另一个连线，两个连线的交点为断零线后的费马点；

步骤四，根据步骤三得到的断零线后的费马点计算断零线前所有相关值；

步骤五，根据计算的数据得出电网实际供电的状态。