CN106546830A - 一种n相电压缺相及逆相序检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种N相电压缺相与逆相的检测方法，包括步骤：将N相交流电压进行调理获得到边沿特性较好的N相方波脉冲信号；将N相方波脉冲信号进行缺相检测；将N相方波脉冲信号进行逆相序检测；将检测结果与正常情况下的参考结果比较，得到检测结论。上述方法具有逻辑判断简单、元器件较少的优点，利用逻辑代数分析、化简、设计线路，实现了缺相与逆相序检测，低功耗，抗干扰性能强，运算速度快，输出适应性能高，同时降低了成本，不需要对N相电压都进行模拟‑数字转换采集，不需要复杂的软件算法。

Description

一种N相电压缺相及逆相序检测方法

技术领域

本发明涉及缺相或逆相序检测技术领域，尤其涉及一种N相电压缺相与逆相序检测方法。

背景技术

在柴油发电机组运行或并机过程中，如果多相电压存在缺相，柴油发电机组启动后会引起升温和热损坏。如果多柴油发电机组并机时多相电压相序不同，电压之间巨大的电位差产生的大环流和机械冲击，将严重危害柴油发电机组安全。

通常的相序检测要么控制逻辑复杂，需要过多的门电路进行逻辑判断；要么通过微处理器的模拟-数字转换功能对调理后的多相电压值都进行采集，再通过复杂的软件算法得出缺相或逆相序结论，不但成本高而且复杂。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种N相电压缺相及逆相序检测方法，用以解决现有技术中存在的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

在基于本发明的一个实施例中，提供了一种N相电压缺相与逆相序检测方法，N为≥2的正整数，包括步骤：

S101、将N相交流电压进行调理获得到边沿特性较好的N相方波脉冲信号；

S102、将N相方波脉冲信号进行缺相检测；

S103、将N相方波脉冲信号进行逆相序检测；

S104、将检测结果与正常情况下的参考结果比较，得到检测结论。

在基于本发明的另一个实施例中，N相电压具体为三相电压。

在基于本发明的另一个实施例中，步骤S101具体包括：

将发电机组输出的三相交流电压通过电磁互感应器件获得三相交变电压UA、UB、UC；将UA、UB、UC的输出端接过零比较器的反相输入端，获得三相方波脉冲信号；将三相方波脉冲信号送入有施密特触发器特性输入的非门进行整形，得到整形后的三相方波脉冲信号FA、FB、FC。

在基于本发明的另一个实施例中，步骤S102具体包括：

将三相方波脉冲信号FB、FC、FA作为D触发器的时钟信号，分别通过D触发器N₁、N₂和N₃进行判断，N₁、N₂和N₃结果分别为FA’、FB’、FC’，将FA’、FB’、FC’送入三输入与非门进行逻辑判断，输出结果Y为缺相检测结果。

在基于本发明的另一个实施例中，步骤S103具体包括：

将A、B、C相中任意两项的脉冲信号作为D触发器的输入，相位在前的脉冲信号作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

在基于本发明的另一个实施例中，步骤S103具体包括：

将A相脉冲信号FA和B相脉冲信号FB作为D触发器N₄的输入，FA作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N4进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

在基于本发明的另一个实施例中，步骤S104具体包括：

正常情况下，FA’、FB’、FC’为高电平，Y、Z为低电平；

当发电机组输出的三相交流电压A相缺相时，FA’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；当B相缺相时，FB’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；当C相缺相时，FC’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；

当发电机组输出的三相交流电压逆相序时，逆相序检测结果Z由低电平变为高电平。

在基于本发明的另一个实施例中，将检测结果与正常情况下的参考结果比较具体包括波形比对或电平比较。

在基于本发明的另一个实施例中，还包括，得到检测结论后，根据检测结果的输出电平变化，接能够识别电平变化的报警装置，对危险情况自动报警。

本发明有益效果如下：

本发明提出的N相电压缺相与逆相序检测方法，逻辑判断简单、元器件较少，利用逻辑代数分析、化简、设计线路，实现了缺相与逆相序检测，低功耗，抗干扰性能强，运算速度快，输出适应性能高，同时降低了成本，不需要对N相电压都进行模拟-数字转换采集，不需要复杂的软件算法。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为三相交流电压调理电路示意图；

图2为三相方波脉冲信号检测电路示意图；

图3为正常情况的脉冲波形示意图；

图4为缺相时的脉冲波形示意图；

图5为逆相序时的脉冲波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

根据本发明的一个具体实施例，公开了一种N相电压缺相及逆相序检测方法，包括：

S101、将N相交流电压进行调理获得到边沿特性较好的N相方波脉冲信号；

具体包括：

将发电机组输出的N相交流电压通过电磁互感应器件获得N相交变电压；将所述N相交变电压的输出端分别接过零比较器的反相输入端，获得N相方波脉冲信号；将N相方波脉冲信号分别送入有施密特触发器特性输入的非门进行整形，得到边沿特性较好的N相方波脉冲信号。

S102、将N相方波脉冲信号进行缺相检测；

具体包括：

将N相方波脉冲信号中相位相邻的任意两项作为D触发器N₁-N_n的输入，每两项中相位在前的方波脉冲信号作为对应的D触发器的时钟信号，分别通过D触发器进行判断，将输出结果送入N输入与非门进行逻辑判断，输出结果为缺相检测结果；

S103、将N相方波脉冲信号进行逆相序检测；

具体包括：

将N相方波脉冲信号中任意相邻两项作为D触发器N_n+1的输入，相位在前的脉冲信号作为D触发器的时钟信号，通过D触发器进行判断，输出结果为逆相序检测结果。

S104、将检测结果与正常情况下的参考结果比较，得到检测结论，

正常情况下的参考结果中缺相检测结果和逆相序检测结果都为低电平，当检测结果中缺相检测结果电平发生变化说明N相电压缺相，当逆相序检测结果变为高电平时，说明N相电压逆相序。

在本发明的另一个具体实施例中，N相电压为三相电压，缺相及逆相序检测方法具体包括：

S201、将三相交流电压进行调理获得边沿特性较好的三相方波脉冲信号FA、FB、FC，电路示意图如附图1所示：

具体包括：将发电机组输出的三相交流电压通过电磁互感应器件获得三相交变电压UA、UB、UC；将UA、UB、UC的输出端接过零比较器的反相输入端，获得三相方波脉冲信号；将三相方波脉冲信号送入有施密特触发器特性输入的非门进行整形，得到边沿特性较好的三相方波脉冲信号FA、FB、FC。UA、UB、UC的电压峰-峰值范围在过零比较器输入范围以内。

边沿特性较好的方波脉冲信号，在作为D触发器输入信号时，能够有效触发、防止误触发或重复触发。

S202、将三相方波脉冲信号FA、FB、FC进行缺相检测，电路示意图如附图2所示。

具体包括：

将三相方波脉冲信号FB、FC、FA作为D触发器的时钟信号，分别通过D触发器N₁、N₂和N₃进行判断，N₁、N₂和N₃结果分别为FA’、FB’、FC’，将FA’、FB’、FC’送入三输入与非门进行逻辑判断，输出结果Y为缺相检测结果。

S203、将三相方波脉冲信号FA、FB、FC进行逆相序检测。

具体包括：

将A、B、C相中任意两项的脉冲信号作为D触发器的输入，相位在前的脉冲信号作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

例如，如附图2所示，将A相脉冲信号FA和B相脉冲信号FB作为D触发器N₄的输入，FA作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

同样也可以将FB、FC作为D触发器N₄的输入，FB作为D触发器N₄的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果；或者将FC、FA作为D触发器N₄的输入，FC作为D触发器N4的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

S204、将检测结果与正常情况下的参考结果比较，得到检测结论。

在发电机组正常的情况下，三相方波脉冲信号FA、FB、FC波形、D触发器结果FA’、FB’、FC’波形、检测结果Y、Z波形如附图3所示。正常情况下，B相脉冲信号FB作为D触发器N₁的时钟信号，FB上升沿时，FA为高电平，N₁输出FA’为高电平；C相脉冲信号FC作为D触发器N₂的时钟信号，FC上升沿时，FB为高电平，N₂输出FB’为高电平；A相脉冲信号FA作为D触发器N₃的时钟信号，FA上升沿时，FC为高电平，N₃输出FC’为高电平；三与非门输入FA’、FB’、FC’都为高电平，输出的缺相检测Y为低电平。

正常工作时，A相脉冲信号FA和B相脉冲信号FB作为D触发器N₄的输入，FA作为D触发器的时钟信号，FA上升沿时，FB为低电平，N₄输出的逆相序检测结果Z为低电平。

当发电机组输出的三相交流电压A相缺相时，三相方波脉冲信号FA、FB、FC波形、D触发器结果FA’、FB’、FC’波形、缺相检测结果Y波形如附图4所示。FA’、FB’、FC’的波形分别为“低”、“高”、“低”，三与非门的输出的Y为高电平。同样，B、C相缺相时，三与非门的输出的Y都为高电平。

当发电机组输出的三相交流电压逆相序时，三相方波脉冲信号FA、FB、FC波形、逆相序检测结果Z波形如附图5所示。A相脉冲信号FA作为D触发器N₄的时钟信号，FA上升沿时，FB为高电平，N4输出的逆相序检测结果Z为高电平。

具体的，比较方式包括波形比对或电平比较等方法。

进一步，根据Y、Z的电平变化，后续接能够识别电平变化的报警装置、指示器、指示灯等，或微处理器等，对危险情况自动报警，避免人为观察的疏忽或延迟。

针对技术方案中的数字电路器件可以是TTL集成电路，也可以是COMS集成电路。

综上所述，本发明实施例提供了一种N相电压缺相及逆相序检测方法，其有益效果是逻辑判断简单、元器件较少，利用逻辑代数分析、化简、设计线路，实现了缺相与逆相序检测，低功耗，抗干扰性能强，运算速度快，输出适应性能高，同时降低了成本，不需要对三相电压都进行模拟-数字转换采集，不需要复杂的软件算法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种N相电压缺相与逆相序检测方法，N为≥2的正整数，其特征在于，包括步骤：

S101、将N相交流电压进行调理获得到边沿特性较好的N相方波脉冲信号；

S102、将N相方波脉冲信号进行缺相检测；

S103、将N相方波脉冲信号进行逆相序检测；

S104、将检测结果与正常情况下的参考结果比较，得到检测结论。

2.如权利要求1所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，所述N相电压具体为三相电压。

3.如权利要求2所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，步骤S101具体包括：

将发电机组输出的三相交流电压通过电磁互感应器件获得三相交变电压UA、UB、UC；将UA、UB、UC的输出端接过零比较器的反相输入端，获得三相方波脉冲信号；将三相方波脉冲信号送入有施密特触发器特性输入的非门进行整形，得到整形后的三相方波脉冲信号FA、FB、FC。

4.如权利要求2所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，步骤S102具体包括：

将三相方波脉冲信号FB、FC、FA作为D触发器的时钟信号，分别通过D触发器N₁、N₂和N₃进行判断，N₁、N₂和N₃结果分别为FA’、FB’、FC’，将FA’、FB’、FC’送入三输入与非门进行逻辑判断，输出结果Y为缺相检测结果。

5.如权利要求2所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，步骤S103具体包括：

将A、B、C相中任意两项的脉冲信号作为D触发器的输入，相位在前的脉冲信号作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N₄进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

6.如权利要求5所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，步骤S103具体包括：

将A相脉冲信号FA和B相脉冲信号FB作为D触发器N₄的输入，FA作为D触发器的时钟信号，通过D触发器N4进行判断，输出结果Z为逆相序检测结果。

7.如权利要求2所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，步骤S104具体包括：

正常情况下，FA’、FB’、FC’为高电平，Y、Z为低电平；

当发电机组输出的三相交流电压A相缺相时，FA’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；当B相缺相时，FB’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；当C相缺相时，FC’由高电平变为低电平，缺相检测结果Y由低电平变为高电平；

当发电机组输出的三相交流电压逆相序时，逆相序检测结果Z由低电平变为高电平。

8.如权利要求1所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，所述将检测结果与正常情况下的参考结果比较具体包括波形比对或电平比较。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种N相电压缺相与逆相序检测方法，其特征在于，还包括，得到检测结论后，根据检测结果的输出电平变化，接能够识别电平变化的报警装置，对危险情况自动报警。