CN105606909A - 一种扇区遍历缺相检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扇区遍历缺相检测方法。该方法，首先，实时采样三相市电的线电压Uab、Ubc、Uca，然后，通过公式S(k)=S1(k)+S2(k)+S3(k)计算当前扇区及其前N-1个扇区的标志值，最后，通过判断当前扇区及其前N-1个扇区中，扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z的个数是否均大于等于，若扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z其中之一的个数小于，则三相市电缺相异常。本发明抗波形畸变、实用性广，本发明只关注波形所处的扇区位置，不关注波形本身的形变，对于多次过零的波形不敏感。

Description

一种扇区遍历缺相检测方法
技术领域
本发明涉及缺相检测方法，特别涉及一种扇区遍历缺相检测方法。
背景技术
传统的缺相检测技术有判断单相电压小于某个值来检测，此方法对于三相四线制这种检测相电压的可以检测，但当输入为三相三线制线电压检测时候，，由于线电压之间存在耦合关系，当缺相时，线电压一般不为0，会有交流电压存在。一般常规的方法不容易判断出缺相。
现有目前缺相检测主要有硬件检测和软件检测等两大类：
（一）硬件检测法：通过对输入电压进行采样，得到正弦波信号，配合一定的RC电路、再经过比较器（或施密特触发器）产生矩形波信号，后面再经过一定的逻辑电路即可判断出缺相。此方法有如下缺点：由于实际过程中RC参数不一定一致，运行老化过程中会有失效及误判的可能；另外，由于涉及到信号比较，在输入电压波形畸变或者是输入电压较低的情况下有可能误判，特别的当输入是三相三线制的时候，电压不为零；再有，用硬件检测的方式增加了成本。
（二）软件检测法：软件的方案有过零点检测其他两相的幅值大小及先后顺序来判断缺相，也有简单的通过判断电压是否小于某一个值的方法来判断。用单纯的电压法来判断缺相的话只适用于三相四线制(L-N）的系统，在三相三线制（L-L）的系统不适用。而过零点检测其他两项幅值大小及先后顺序的方法在输入波形畸变（特别是输入波形重复过零）的情况下，容易造成误判断。而且逻辑也比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扇区遍历缺相检测方法，该方法用于缺相判断。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种扇区遍历缺相检测方法，包括如下步骤，
步骤S1：实时采样三相市电的线电压Uab、Ubc、Uca，其中，采样频率为f，三相市电周期为T；
步骤S2：计算当前扇区标志值S(k)=S1(k)+S2(k)+S3(k)，并存储，其中，
当Uab>Ubc，S1(k)=4*Z，当Uab＜Ubc，S1(k)=0；
当Ubc>Uca，S2(k)=2*Z，当Ubc＜Uca，S2(k)=0；
当Uca>Uab，S3(k)=1*Z，当Ubc＜Uca，S3(k)=0；
步骤S3：分别计算当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区的扇区标志值，并判断该N个扇区中，扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z的个数是否均大于等于，若扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z其中之一的个数小于，则三相市电缺相异常；
其中，N为6的整数倍，N/f=T，N≥18，X为大于等于0的自然数，且X≤N/30，Z为正整数。
在本发明一实施例中，所述Z的取值为1。
在本发明一实施例中，所述N=60，X=2。
在本发明一实施例中，判断当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区中，
若扇区标志值等于2*Z或5*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺A相；
若扇区标志值等于6*Z或1*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺B相；
若扇区标志值等于3*Z或4*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺C相。
在本发明一实施例中，所述Z取值为1，Y为大于等于0的自然数，Y≤N/30。
在本发明一实施例中，所述N=60，Y=2。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）抗波形畸变，本发明只关注波形所处的扇区位置，不关注波形本身的形变，对于多次过零的波形不敏感；
（2）算法巧妙，计算量小，逻辑清晰，只需要判断电压波形的正负来划分区间，及判断各个区间所占的比重，来用于判断是否缺相；
（3）适用性广，可以适用于不带零线的三相三线制系统（L-L），也可以适用于带零线的三相四线制系统（L-N）；
（4）本方法可以判断出具体是缺哪一相。
附图说明
图1为本发明的一种扇区遍历缺相检测方法的流程原理图。
图2为理论的扇区波形图。
图3为缺A相波形图。
图4为缺B相波形图。
图5为缺C相波形图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本发明的一种扇区遍历缺相检测方法，包括如下步骤，
步骤S1：实时采样三相市电的线电压Uab、Ubc、Uca，其中，采样频率为f，三相市电周期为T；
步骤S2：计算当前扇区标志值S(k)=S1(k)+S2(k)+S3(k)，并存储，其中，
当Uab>Ubc，S1(k)=4*Z，当Uab＜Ubc，S1(k)=0；
当Ubc>Uca，S2(k)=2*Z，当Ubc＜Uca，S2(k)=0；
当Uca>Uab，S3(k)=1*Z，当Ubc＜Uca，S3(k)=0；
步骤S3：分别计算当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区的扇区标志值，并判断该N个扇区中，扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z的个数是否均大于等于，若扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z其中之一的个数小于，则三相市电缺相异常；
其中，N为6的整数倍，N/f=T，N≥18，X为大于等于0的自然数，且X≤N/30，Z为正整数。
N=18,24,30,36,42,48,54,60,66……（N的取值有一个最小的采样限制，即一个市电周期内要采至少18点，相对应X=0,0,1,1,1,1,1,2,2……（X一般取值不超过N的1/30）；
为了进一步判断哪一相缺相，判断当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区中，
若扇区标志值等于2*Z或5*Z的个数是否大于等于N/2-Y，则三相市电缺A相；
若扇区标志值等于6*Z或1*Z的个数是否大于等于N/2-Y，则三相市电缺B相；
若扇区标志值等于3*Z或4*Z的个数是否大于等于N/2-Y，则三相市电缺C相；
其中，Y为大于等于0的自然数，Y≤N/30。
优选的，Z的取值为1，N=60，X=2，Y=2。
输入三相三线制系统，由于线电压之间存在耦合关系，当缺相时，线电压一般不为0，会有交流电压存在。在市电正常情况下，一个周期内共跨过6个扇区，依次为5-4-6-2-3-1。每个扇区所占的时间分别为T/6，（T为市电周期）。如附图2所示：5-4-6-2-3-1。三相市电缺A相，扇区标志值等于2或5的所占的时间分别T/2，如附图3所示；三相市电缺B相，扇区标志值等于6或1的所占的时间分别T/2，如附图4所示；三相市电缺C相，扇区标志值等于3或4的所占的时间分别T/2，如附图5所示。
本发明提供的上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤S1：实时采样三相市电的线电压Uab、Ubc、Uca，其中，采样频率为f，三相市电周期为T；
步骤S2：计算当前扇区标志值S(k)=S1(k)+S2(k)+S3(k)，并存储，其中，
当Uab>Ubc，S1(k)=4*Z，当Uab＜Ubc，S1(k)=0；
当Ubc>Uca，S2(k)=2*Z，当Ubc＜Uca，S2(k)=0；
当Uca>Uab，S3(k)=1*Z，当Ubc＜Uca，S3(k)=0；
步骤S3：分别计算当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区的扇区标志值，并判断该N个扇区中，扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z的个数是否均大于等于，若扇区标志值等于6*Z、5*Z、4*Z、3*Z、2*Z、1*Z其中之一的个数小于，则三相市电缺相异常；
其中，N为6的整数倍，N/f=T，N≥18，X为大于等于0的自然数，且X≤N/30，Z为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：所述Z的取值为1。
3.根据权利要求1所述的一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：所述N=60，X=2。
4.根据权利要求1所述的一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：判断当前扇区以及临近当前扇区前N-1扇区中，
若扇区标志值等于2*Z或5*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺A相；
若扇区标志值等于6*Z或1*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺B相；
若扇区标志值等于3*Z或4*Z的个数是否大于等于，则三相市电缺C相。
5.根据权利要求4所述的一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：所述Z取值为1，Y为大于等于0的自然数，Y≤N/30。
6.根据权利要求5所述的一种扇区遍历缺相检测方法，其特征在于：所述N=60，Y=2。
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