SE467177B

SE467177B - Method and arrangement for showing the phase sequence of a three-phase system

Info

Publication number: SE467177B
Application number: SE9002795A
Authority: SE
Inventors: L Prabin
Original assignee: Enersearch Ab
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-06-01
Also published as: SE9002795L; SE9002795D0

Abstract

The invention relates to a method and arrangement for showing the phase sequence of a three-phase system. A second signal, which in terms of frequency and phase position corresponds to a first signal appearing between a phase conductor and the zero conductor, or between two phase conductors, is generated and maintained, even after the first signal is no longer sensed. The phase difference between the generated signal and a signal existing between other poles of the system is compared with predetermined values. From the result of the comparison, the relative phase position, or the phase difference, of the phase conductors is indicated. The arrangement according to the invention comprises measuring devices 14; 15, a phase-sequence indicator 16, a signal converter 17 connected to the phase conductors via the measuring devices 14; 15, a switch 19, a pulse generator 20, the output signal of which can be adjusted in terms of frequency and phase position for residual agreement with the signal from the signal converter 17, even if the signal from the signal converter 17 is discontinued, and a processing and comparator unit 21. <IMAGE>

Description

467 177 10 15 20 25 30 FIG. 1 är ett diagram över spänningen i ett 3-fas- system och FIG. 2 är ett principiellt blockschema över anord- ningen enligt uppfinningen. 467 177 10 15 20 25 30 FIG. 1 is a diagram of the voltage in a 3-phase system and FIG. 2 is a basic block diagram of the device according to the invention.

Av diagrammet i FIG. 1 framgår, att de tre fasspän- ningarna i ett 50 Hz 3-fassystem är inbördes fasåtskilda med motsvarande 6,7 ms. Fasskillnaden kan också uttryckas som 120°. Även system med andra frekvenser än 50 Hz kan kontrolleras, varvid andra tider för fasskillnaden förelig- ger.From the diagram in FIG. 1 shows that the three phase voltages in a 50 Hz 3-phase system are mutually phase-separated by the corresponding 6.7 ms. The phase difference can also be expressed as 120 °. Systems with frequencies other than 50 Hz can also be checked, with other times for the phase difference.

Ett utförande av uppfinningen framgår av FIG. 2. I det visade exemplet är de tre fasledningarna 10, 11 och 12 (R,S och T) samt nolledningen 13 (N) hos ett 3-fassystem tillgängliga för mätning. Anordningen innefattar en sig- nalomformare 17, från vilken utgår två mätdon 14; 15. I signalomformaren 17 omformas en mellan mätdonen 14; 15 upp- trädande signal, när dessa anslutits till antingen nolled- ningen 13 och en av fasledningarna 10, 11 eller 12, eller till två av fasledningarna, för att underlätta detektering av fasläge och frekvens hos den mellan mätdonen 14; 15 upp- trädande signalen. En utgång 18 hos signalomformaren är via en omkopplare 19 förbunden dels med en till frekvens och fasläge inställbar pulsgenerator 20 och dels med en behand- lings- och jämförarenhet 21. Omkopplaren 19 befinner sig vid mätningens början i det i figuren visade läget, varvid omformade signaler från signalomformarens utgång 18 ledes till pulsgeneratorn 20. En utgång 22 hos pulsgeneratorn 20 är förbunden med behandlings- och jämförarenheten 21. För indikering av mätningen, eller med andra ord för indikering av fasföljden, är en indikatorenhet 16 anordnad. Indika- torenheten 16 är förbunden med behandlings- och jämföraren- heten 21 via en ledning 23. Med kringkretsar av varierande komplexitet kan indikatorenheten indikera fasföljden på olika sätt, t ex en grön lysdiod för "rätt" fasföljd och en 10 15 20 25 30 467 177 röd för "fel", eller med en display, som visar fasföljden med en roterande pil eller liknande.An embodiment of the invention is shown in FIG. In the example shown, the three phase lines 10, 11 and 12 (R, S and T) and the neutral line 13 (N) of a 3-phase system are available for measurement. The device comprises a signal converter 17, from which two measuring devices 14 emanate; 15. In the signal converter 17, one between the measuring devices 14 is converted; Signal, when connected to either the neutral line 13 and one of the phase lines 10, 11 or 12, or to two of the phase lines, to facilitate detection of the phase position and frequency of it between the measuring devices 14; 15 appearing signal. An output 18 of the signal converter is connected via a switch 19 partly to a pulse generator 20 which can be adjusted to frequency and phase position and partly to a processing and comparator unit 21. At the beginning of the measurement the switch 19 is in the position shown in the figure, whereby converted signals from the output 18 of the signal converter is led to the pulse generator 20. An output 22 of the pulse generator 20 is connected to the processing and comparator unit 21. For indicating the measurement, or in other words for indicating the phase sequence, an indicator unit 16 is provided. The indicator unit 16 is connected to the processing and comparison unit 21 via a line 23. With circuits of varying complexity, the indicator unit can indicate the phase sequence in different ways, for example a green LED for "correct" phase sequence and a 10 15 20 25 30 467 177 red for "error", or with a display showing the phase sequence with a rotating arrow or similar.

Vid sättet enligt uppfinningen anslutes först ett av mätdonen 14 till nolledningen 13, om sådan finns, varefter det andra mätdonet 15 anslutes till antingen en första fas- ledning 10 eller en andra fasledning ll och den mellan mät- donen uppträdande signalen ledes in i signalomformaren 17.In the method according to the invention, first one of the measuring devices 14 is connected to the neutral line 13, if any, after which the second measuring device 15 is connected to either a first phase line 10 or a second phase line 11 and the signal occurring between the measuring devices is led into the signal converter 17. .

Företrädesvis utnyttjas en nollgenomgångsdetektor och en flankdetektor i signalomformaren 17 och endast noll- genomgång för positiv flank detekteras. I ett enkelt utförande utgöres utsignalen från signalomformaren av korta pulser, vilka uppträder med samma frekvens som den inkom- mande signalen. Även mer komplex signalkarakteristik kan bestämmas och överföras från signalomformaren. Utsignalen från signalomformaren ledes via utgången 18 till pulsgene- ratorn 20, i vilken en signal alstras, som till både frek- vens och fasläge överensstämmer med den mellan mätdonen uppträdande signalen. Den alstrade signalen bibehåller frekvens och fasläge, även efter det att signalen från sig- nalomformaren bortfaller. I ett alternativt utförande av pulsgeneratorn ingår också en frekvensbestämningsenhet, för att noggrann bestämning av signalens fasläge och frekvens skall kunna göras och indikeras. I ett digitalt system in- nefattar frekvensbestämningsenheten en digital frekvensräk- nare och ett digitalt minne för lagring av ett värde på frekvensen alternativt periodtiden. Utsignalen från puls- generatorn 20 utgöres företrädesvis av väl definierade fyr- kantpulser. För att åstadkomma den önskade utsignalen ut- nyttjas lämpligen en faslåst slinga eller liknande. När ut- signalen från pulsgeneratorn 20 uppnått önskad överens- stämmelse, eller synkronisering, med inkommande signal, vilket indikeras med ljus och/eller ljud, ledes utsignalen till behandlings- och jämförarenheten 21, och omkopplaren 19 förberedes för omkoppling. När ett av mätdonen, före- 467 177 10 15 20 25 30 trädesvis det som anslutits till annan ledning än nolled- ningen, flyttas till annan ledning sker omslag i omkopp- laren 19. Den nu mellan mätdonen uppträdande signalen om- formas på motsvarande sätt som beskrivits ovan och en om- formad signal ledes till behandlings- och jämförarenheten 21, i vilken jämförelse av fasläget sker med den från puls- generatorns utgång 22 tillförda, och fortlöpande upp- rätthållna, signalen. Företrädesvis sker jämförelsen genom att tiden mellan de inkommande signalernas nollgenomgångar, eller tiden mellan en bestämd flank hos signalerna mätes.Preferably a zero crossing detector is used and a edge detector in the signal converter 17 and only a zero crossing for positive edge is detected. In a simple embodiment, the output signal from the signal converter consists of short pulses, which occur at the same frequency as the incoming signal. Even more complex signal characteristics can be determined and transmitted from the signal converter. The output signal from the signal converter is passed via the output 18 to the pulse generator 20, in which a signal is generated which, in both frequency and phase position, corresponds to the signal occurring between the measuring devices. The generated signal maintains frequency and phase position, even after the signal from the signal converter is lost. An alternative embodiment of the pulse generator also includes a frequency determining unit, so that accurate determination of the phase position and frequency of the signal can be made and indicated. In a digital system, the frequency determination unit includes a digital frequency counter and a digital memory for storing a value of the frequency or the period time. The output signal from the pulse generator 20 preferably consists of well-defined square pulses. To achieve the desired output signal, a phase-locked loop or the like is suitably used. When the output signal from the pulse generator 20 has reached the desired match, or synchronization, with the incoming signal, which is indicated by light and / or sound, the output signal is passed to the processing and comparator unit 21, and the switch 19 is prepared for switching. When one of the measuring devices, preferably the 467 177 10 15 20 25 30 30 which is connected to a line other than the neutral line, is moved to another line, the switch 19 is switched on. The signal now occurring between the measuring devices is converted in a corresponding manner as described above and a reshaped signal is passed to the processing and comparing unit 21, in which comparison of the phase position takes place with the signal supplied from the output of the pulse generator 22, and continuously maintained. Preferably, the comparison takes place by measuring the time between the zero crossings of the incoming signals, or the time between a certain edge of the signals.

Det uppmätta värdet på fasskillnaden jämföres därefter med ett förutbestämt, lagrat värde, vilket motsvarar fas- skillnaden mellan två på varandra följande fassignaler i ett 3-fassystem. Som framgår av FIG. 1 är skillnaden i tid mellan två på varandra följande faser ungefär 6,7 ms, och om den uppmätta tidsskillnaden, med godtycklig tolerans, överensstämmer med detta värde, står det klart, att den senast uppmätta signalen är av den närmast efter den första signalens fas kommande fasen. Detta resultat, som vanligt- vis är det önskade, indikeras på indikatorenheten 16 som "rätt" eller på annat sätt, t ex med en medurs roterande visare. Är däremot tidsskillnaden, eller fasskillnaden, dub- belt så stor, dvs ungefär 13 ms, motsvaras detta av att den andra uppmätta fasen ligger före den först uppmätta fasen, vilket indikeras som "fel", med tändande av en röd lysdiod, eller på annat lämpligt sätt.The measured value of the phase difference is then compared with a predetermined, stored value, which corresponds to the phase difference between two consecutive phase signals in a 3-phase system. As shown in FIG. 1, the difference in time between two successive phases is approximately 6.7 ms, and if the measured time difference, with arbitrary tolerance, corresponds to this value, it is clear that the last measured signal is of the one immediately after the phase of the first signal coming phase. This result, which is usually the desired one, is indicated on the indicator unit 16 as "correct" or otherwise, for example with a clockwise rotating hand. If, on the other hand, the time difference, or phase difference, is twice as large, ie approximately 13 ms, this corresponds to the second measured phase being before the first measured phase, which is indicated as "wrong", with lighting of a red LED, or otherwise appropriate way.

Om ingen nolledning är tillgänglig utföres mätningen så att ett första mätdon 14 anslutes till första fasled- ningen och ett andra mätdon 15 anslutes till andra fasled- ningen. När överenstämmelse föreligger, dvs synkronisering föreligger mellan alstrad och inkommande signal föreligger, flyttas mätdonet 14 till andra fasledningen och mätdonet till tredje fasledningen. Det är också möjligt, att genom -a 10 15 467 177 användning av flera omkopplare och lagring av flera tids- värden säkerställa fasföljden med annan anslutningsordning av mätdonen.If no neutral line is available, the measurement is performed so that a first measuring device 14 is connected to the first phase line and a second measuring device 15 is connected to the second phase line. When there is a match, ie there is synchronization between generated and incoming signal, the measuring device 14 is moved to the second phase line and the measuring device to the third phase line. It is also possible, by using several switches and storing several time values, to ensure the phase sequence with a different connection order of the measuring devices.

Genom sättet och anordningen enligt uppfinningen möj- liggöres också kontroll av om fasledningen i olika 1-fas- uttag utgöres av samma fas. Vid en sådan kontroll anslutes först de båda mätdonen till fas respektive nolla i ett för- sta uttag, varefter mätdonen flyttas till annat uttag. Om ingen fasskillnad föreligger eller fasskillnaden är 1800, är faserna desamma.The method and device according to the invention also make it possible to check whether the phase line in different 1-phase sockets consists of the same phase. In such a check, the two measuring devices are first connected to phase and zero in a first socket, after which the measuring devices are moved to another socket. If there is no phase difference or the phase difference is 1800, the phases are the same.

Anordningens komponenter kan utföras i integrerad form, varvid hela anordningen, med undantag för mätdonen, kan byggas in i konventionella mätinstrument såsom t ex voltmetrar. I ett sådant inbyggt utförande sker lämpligen mätning av amplituden på spänningen samtidigt som fas- följden bestämmes.The components of the device can be made in an integrated form, whereby the entire device, with the exception of the measuring devices, can be built into conventional measuring instruments such as, for example, voltmeters. In such a built-in design, the amplitude of the voltage is suitably measured at the same time as the phase sequence is determined.

Claims

467 177 10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

1. A phase sequence display of a three-phase system, -ra wherein measurement is performed on the phase lines of the three-phase system (l0, l1, l2) and any zero line (13), characterized in that a first, between a first phase line (10) and a zero signal that that line (13), or if there is no zero line between a first phase line (10) and a second phase line (11), the present and around a zero level oscillating signal is sensed, an electrical signal corresponds to the first signal, is generated and maintained, even after the first signal is no longer sensed, a value of the phase difference between a second signal, which occurs between the second phase line (II) and the neutral line (13), or if zero line between the second phase line (11) and the third phase line (12), and the electrical, continuously maintained, the signal is determined, the value of the phase difference is compared with at least one predetermined value and the result of the comparison is used to indicate the phase sequence between the signals present in the phase lines.

2. A method according to claim 1, characterized in that

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the value of the phase difference is determined as the time difference between the zero crossings for the second signal and the electrical signal and the predetermined value consists of a time value. the first signal is sensed by measuring the voltage between the respective lines and the zero crossing of the signal on either of positive or negative edge is detected and caused to generate a pulse, the length of which is less than the period of the first signal.

Device for phase sequence display of a three-phase system, that in which measurement is performed on the phase lines (10, 11, 12) of the three-phase system and any zero line (13), comprising at least two measuring devices (14; 15) and an indicator unit (16 ) for the phase sequence, characterized in that the measuring devices (14; 15) are connected to a signal converter (17) for converting a signal occurring between the measuring devices (14; 15), the signal converter is connected via a switch (19) with a pulse generator (20), the output signal of which is adjustable to the frequency and phase position to the remaining correspondence with the signal from the signal converter (19), even if the signal from the signal converter (19) is omitted, and partly with a processing and comparator unit (21 ), the pulse generator (20) is connected to the processing and comparator unit (21) and the processing and comparator unit (21) is connected to the indicator unit (16).

Device according to claim 4, characterized in that indicator means are arranged for indicating the completed setting of frequency and phase position and the switch (19) is operatively connected to the pulse generator (20) for switching when frequency and phase position has been set.

Device according to claim 4 or 5, characterized in that the signal converter (17) comprises a zero-crossing detector and a edge detector.

Device according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the processing and comparing unit (21) comprises a time measuring circuit for measuring the time between the corresponding phase positions of the converted signal and an output signal generated by the pulse generator. and comparison means 5 for comparing measured value over time and at least a predetermined value.