CN108490275A - 一种快速三相相序数字检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速三相相序数字检测方法及其装置，该检测方法包括：对三相交流电压进行采样获得三相电压信号，对三相电压信号进行数字变换获得中间变量m和n，选定某个时刻，在该时刻m和n均大于零或均小于零，确定随后时间内m和n经过零值的先后顺序，据此判断出三相电压的相序。本发明具有快速，简单，易于实现，同时能够减少硬件成本，系统稳定性强的优点。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，涉及相序检测，特别涉及一种三相相序数字检测方法及其装置。
背景技术
目前三相系统相序检测，大部分采用比较复杂的模拟电路检测，此种检测方法增加电路硬件成本，同时也会增加装置的体积；也有部分采用数字锁相环的检测方法，此种方法需要快速的计算与锁相运算，算法复杂。以上方法都难以实现减少成本，同时计算简单的特点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种快速简单的三相相序数字检测方法及其装置。
本发明提供一种快速三相相序数字检测方法，包括以下几个步骤：步骤一：利用信号采集单元对三相交流电压进行采样，三相电压Va，Vb，Vc经过采样单元后变为数字信号；步骤二：利用数字信号处理单元对采集的数字信号进行数字滤波和变换，将三相电压Va，Vb，Vc变换为两个中间变量m和n；步骤三：相序检测单元采用如下相序检测算法判断相序:选定某个时刻K，在该时刻，中间变量m和n均处于大于零的状态（或者m和n均处于小于零的状态），以此为基点，确认随后时间内m和n经过零值的先后顺序，据此判断三相系统的相序。
优选地，还包括步骤四：输出相序检测结果。
优选地，所述步骤三中，判断三相系统的相序的具体方法是，在K时刻后的K+T时刻，m或n中某一个变量首次变为小于零（或者首次变为大于零），若m比n先经过零值，则相序为Va，Vb，Vc；若n比m先经过零值，则相序为Va，Vc，Vb。
本发明提供一种快速三相相序数字检测装置，该三相相序数字检测装置包括：信号采集单元、数字信号处理单元、相序检测单元；所述信号采集单元用于对三相交流电压进行采样，得到采样信号Va，Vb，Vc；所述数字信号处理单元将采样信号Va，Vb，Vc进行数字变换得到中间变量m和n；所述相序检测单元采用如下相序检测算法判断相序：选定某个时刻K，在该时刻，中间变量m和n均处于大于零的状态（或者m和n均处于小于零的状态）， 以此为基点，确认随后时间内m和n经过零值的先后顺序，据此判断三相系统的相序。
优选地，还包括相序输出显示单元，用于输出相序检测单元判断的相序结果。
优选地，判断三相系统的相序的具体方法是，在所述K时刻后的K+T时刻，m或n中某一个变量首次变为小于零（或者首次变为大于零），若m比n先经过零值，则相序为Va，Vb，Vc，若n比m先经过零值，则相序为Va，Vc，Vb。
本发明的优点在于：快速，简单，易于实现，同时能够减少硬件成本，系统稳定性强，具体表现在：采用现有微处理器资源，不增加其他元器件，通过对三相电压Va，Vb，Vc进行采样，并完成数字滤波，基本沿用了数字系统的现有资源，不增加额外电路，减少硬件成本；通过简单的变换运算，得到中间变量m和n，然后通过m和n经过零值的顺序判断三相系统的相序，算法简单易于实现，同时程序的代码不到10行就能完成，不占用很多的计算单元，极大的降低微处理器的计算资源，系统稳定性强；能够快速的检测相序顺序，由于m和n从全部大于零（或全部小于零）的时刻到m或n经过零值的时间小于半个市电周期，检测时间最短为半个市电周期，如果采用DQ变换的方法判断相序，需要进行DQ变换，最快时间也需要1个市电周期；本方法只用通过简单的算法逻辑，不仅能够判断正常三相系统的相序，同时能够在缺相情况下也得到准确的相序信息。
附图说明
图1为本发明三相相序检测流程示意图。
图2为市电三相电压的波形。
图3为中间变量m和n的波形。
图4为相序检测算法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.一种快速三相相序数字检测方法，其特征在于,包括以下几个步骤：
步骤一：利用信号采集单元对三相交流电压进行采样，三相电压Va，Vb，Vc经过采样单元后变为数字信号；
步骤二：利用数字信号处理单元对采集的数字信号进行数字滤波和变换，将三相电压Va，Vb，Vc变换为两个中间变量m和n；
步骤三：相序检测单元采用如下相序检测算法判断相序:选定某个时刻K，在该时刻，中间变量m和n均处于大于零的状态，或者m和n均处于小于零的状态， 以此为基点，确认随后时间内m和n经过零值的先后顺序，从而判断三相系统的相序。
2.根据权利要求1所述的一种快速三相相序数字检测方法，其特征在于：还包括步骤四，输出相序检测结果。
3.根据权利要求1或2所述的一种快速三相相序数字检测方法，其特征在于：所述步骤
二中，将三相电压Va，Vb，Vc变换为两个中间变量m和n的公式为：。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种快速三相相序数字检测方法，其特征在于：所述步骤三中，判断三相系统的相序的具体方法是，在K时刻后的K+T时刻，m或n中某一个变量首次变为小于零，或者m和n中的某一个变量首次变为大于零，若m比n先经过零值，则相序为Va，Vb，Vc；若n比m先经过零值，则相序为Va，Vc，Vb。
5.一种快速三相相序数字检测装置，其特征在于，该相序数字检测装置包括信号采集单元、数字信号处理单元、相序检测单元，所述信号采集单元用于对三相交流电压进行采样，得到采样信号Va ,Vb，Vc；所述数字信号处理单元将采样信号Va，Vb，Vc进行数字变换得到中间变量m和n；所述相序检测单元采用如下相序检测算法判断相序：选定某个时刻K，在该时刻，中间变量m和n均处于大于零的状态，或者m和n均处于小于零的状态， 以此为基点，确认随后时间内m和n经过零值的先后顺序，从而判断三相系统的相序。
6.根据权利要求5所述的一种快速三相相序数字检测装置，其特征在于：还包括相序输出显示单元，用于输出显示相序检测结果。
7.根据权利要求5或6所述的一种快速三相相序数字检测装置，其特征在于：数字信号处理
单元利用下面的公式将采样信号Va，Vb，Vc进行数字变换得到中间变量m和n：。
8.根据权利要求5或6或7所述的一种快速三相相序数字检测装置，其特征在于：判断三相系统的相序的具体方法是，在所述K时刻后的K+T时刻，m或n中某一个变量首次变为小于零（或者首次变为大于零），若m比n先经过零值，则相序为Va，Vb，Vc，若n比m先经过零值，则相序为Va，Vc，Vb。
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