三相電源斷相故障檢測方法、裝置及一種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三相電源斷相故障檢測方法、裝置，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)供電系統(tǒng)中，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)通過檢測常備用三 相電源的故障狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換。三相電源的故障狀態(tài)包括欠壓、過壓、斷相等，其中對 于三相電源斷相的檢測通常采用以下兩種方法：一種是通過檢測A相、B相、C相的相電壓 來判斷是否斷相，當(dāng)某相的相電壓小于30%額定相電壓時即判定為斷相；另一種是通過檢 測A相相電壓、BC線電壓來判斷是否斷相，同樣的當(dāng)A相相電壓小于30%額定相電壓或BC 線電壓小于30%額定線電壓時即判定為斷相。第一種方法能夠準(zhǔn)確判斷出斷相，但是硬件 電路復(fù)雜，成本相對高。第二種方法能節(jié)省一相的硬件采樣電路，電路簡單、成本低，但是由 于自動轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出側(cè)一般連接有電壓表、電力儀表等負(fù)載，在自動轉(zhuǎn)換開關(guān)常用或備用 進(jìn)線側(cè)的B相或C相斷相時，檢測出的B相與C相之間的線電壓值可能大于30%額定線電 壓而導(dǎo)致控制器判斷B相或C相斷相失誤，進(jìn)而嚴(yán)重影響整個供電系統(tǒng)的安全可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提供一種三相電源 斷相故障檢測方法、裝置，其不受所接負(fù)載的影響，對斷相故障的檢測準(zhǔn)確率高，且電路簡 單、實(shí)現(xiàn)成本低。
[0004] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0005] 三相電源斷相故障檢測方法，對三相電源第一相的相電壓以及第二相與第三相間 的線電壓分別進(jìn)行電壓采樣，然后根據(jù)電壓采樣結(jié)果計算得到第一相相電壓的值，以及以 下兩參數(shù)中的至少一個：第一相相電壓和第二相與第三相間線電壓的相位差△巾，在三相 電源一個周期T中第一相相電壓的上升沿過零時刻/下降沿過零時刻和第二相與第三相 間線電壓的上升沿過零時刻/下降沿過零時刻之間的時間差A(yù)t;接著計算A或At%
如果以下條件中的任意一 個得到滿足，則判斷所述三相電源出現(xiàn)斷相故障：第一相相電壓的值小于預(yù)設(shè)的相電壓閾 值，|90°-A(T|大于預(yù)設(shè)的相位差閾值，| 大于預(yù)設(shè)的時間差閾值；如所述三相 電源連接負(fù)載為單一三角形連接，則所述相位差閾值的取值范圍為[0°，60° ]，所述時間 差閾值的取值范圍為丨1) 如所述三相電源連接負(fù)載為非單一三角形連接，則所述相位 差閾值的取值范圍為[0°，30° ]，所述時間差閾值的取值范圍為[0，&h
[0006] 優(yōu)選地，第一相相電壓和第二相與第三相間線電壓的相位差A(yù)(})，根據(jù)At計算 得到：
[0007]A傘=360。XfXAt
[0008] 式中，f為所述三相電源的頻率，單位為Hz;時間差A(yù)t的單位為s。
[0009] 優(yōu)選地，所述上升沿過零時刻/下降沿過零時刻的檢測方法具體如下：對于每一 個電壓采樣點(diǎn)，將當(dāng)前采樣點(diǎn)的電壓值、上一采樣點(diǎn)的電壓值分別與電壓采樣過零基準(zhǔn)值 進(jìn)行比較，如果當(dāng)前采樣點(diǎn)的電壓值大于電壓采樣過零基準(zhǔn)值的同時，上一采樣點(diǎn)的電壓 值小于等于電壓采樣過零基準(zhǔn)值，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為上升沿過零時刻；反之，如果當(dāng)前采樣點(diǎn) 的電壓值小于電壓采樣過零基準(zhǔn)值的同時，上一采樣點(diǎn)的電壓值大于等于電壓采樣過零基 準(zhǔn)值，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為下降沿過零時刻。
[0010] 優(yōu)選地，對于連接負(fù)載為單一三角形連接、非單一三角形連接的三相電源，所述相 位差閾值分別為30 °、15 °，所述時間差閾值分別為g
[0011] 三相電源斷相故障檢測裝置，包括：分別用于對三相電源第一相的相電壓以及第 二相與第三相間的線電壓進(jìn)行電壓采樣的相電壓采樣電路、線電壓采樣電路，以及與相電 壓采樣電路、線電壓采樣電路分別連接的故障判斷單元；所述故障判斷單元包括計算模塊、 判斷模塊；所述計算模塊用于根據(jù)相電壓采樣電路的采樣結(jié)果計算第一相相電壓的值，以 及以下兩參數(shù)中的至少一個：第一相相電壓和第二相與第三相間線電壓的相位差A(yù)巾，在 三相電源一個周期T中第一相相電壓的上升沿過零時刻/下降沿過零時刻和第二相與第 三相間線電壓的上升沿過零時刻/下降沿過零時刻之間的時間差A(yù)t，接著計算出A 或At%
所述判斷模塊用于 根據(jù)計算模塊的輸出結(jié)果判斷所述三相電源是否出現(xiàn)斷相故障：如果以下條件中的任意一 個得到滿足，則判斷所述三相電源出現(xiàn)斷相故障：第一相相電壓小于預(yù)設(shè)的相電壓閾值， 90°-A(TI大于預(yù)設(shè)的相位差閾值，I- 大于預(yù)設(shè)的時間差閾值；如所述三相電 4： 源連接負(fù)載為單一三角形連接，則所述相位差閾值的取值范圍為[0°，60° ]，所述時間差 閾值的取值范圍為[0,i]，如所述三相電源連接負(fù)載為非單一三角形連接，則所述相位差 0 閾值的取值范圍為[0°，30° ]，所述時間差閾值的取值范圍為:[0，_&_]
[0012] 優(yōu)選地，所述計算模塊包括過零時間差檢測子模塊、相位差計算子模塊；所述過零 時間差檢測子模塊用于在所述三相電源的一個周期內(nèi)，分別利用電壓采樣結(jié)果檢測出第一 相相電壓的上升沿過零時刻/下降沿過零時刻、第二相與第三相間線電壓的上升沿過零時 刻/下降沿過零時刻，并計算出兩者的時間差A(yù)t;所述相位差計算子模塊用于按照下式計 算得到第一相相電壓和第二相與第三相間線電壓的相位差A(yù):
[0013]A傘=360。XfXAt
[0014] 式中，f為所述三相電源的頻率，單位為Hz;時間差A(yù)t的單位為s。
[0015] 優(yōu)選地，所述上升沿過零時刻/下降沿過零時刻的檢測方法具體如下：對于每一 個電壓采樣點(diǎn)，將當(dāng)前采樣點(diǎn)的電壓值、上一采樣點(diǎn)的電壓值分別與電壓采樣過零基準(zhǔn)值 進(jìn)行比較，如果當(dāng)前采樣點(diǎn)的電壓值大于電壓采樣過零基準(zhǔn)值的同時，上一采樣點(diǎn)的電壓 值小于等于電壓采樣過零基準(zhǔn)值，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為上升沿過零時刻；反之，如果當(dāng)前采樣點(diǎn) 的電壓值小于電壓采樣過零基準(zhǔn)值的同時，上一采樣點(diǎn)的電壓值大于等于電壓采樣過零基 準(zhǔn)值，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為下降沿過零時刻。
[0016] 優(yōu)選地，對于連接負(fù)載為單一三角形連接、非單一三角形連接的三相電源，所述相 位差閾值分別為30°、15°，所述時間差閾值分別為:^^ 12z4
[0017] 根據(jù)相同的發(fā)明思路還可以得到以下技術(shù)方案：
[0018] -種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，包括如上任一技術(shù)方案所述三相電源斷相故障檢測裝置。
[0019] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 本發(fā)明利用相電壓與線電壓在斷相前后相位差的變化來實(shí)現(xiàn)電源斷相的判別，有 效克服了傳統(tǒng)的基于線電壓值的斷相檢測方法受負(fù)載影響導(dǎo)致的誤判問題，能大幅提高三 相電源斷相檢測準(zhǔn)確率，進(jìn)而提高供電系統(tǒng)的安全可靠性；
[0021] 本發(fā)明可基于現(xiàn)有的三相電源故障檢測電路，不需要高效的處理器和復(fù)雜的硬件 電路，僅需要對現(xiàn)有三相電源故障檢測電路進(jìn)行簡單的軟件修改即可實(shí)現(xiàn)；
[0022] 本發(fā)明具有硬件電路簡單，實(shí)現(xiàn)成本低的特點(diǎn)，既可適用于原有產(chǎn)品的升級改造， 也可用于新產(chǎn)品的設(shè)計。
【附圖說明】
[0023] 圖1為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0024] 圖2為現(xiàn)有三相電源斷相檢測裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0025] 圖3為三相電壓均正常時，A相相電壓與BC線電壓的波形圖；
[0026] 圖4為B相斷相情況下，A相相電壓與BC線電壓的波形圖；
[0027] 圖5為C相斷相情況下，A相相電壓與BC線電壓的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0029] 圖