CN2533472Y

CN2533472Y - 交流三相电压监测器

Info

Publication number: CN2533472Y
Application number: CN 01258697
Authority: CN
Inventors: 马荣杰
Original assignee: Emerson Network Power Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2011-12-14

Abstract

本实用新型公开一种交流三相电压监测器，采用了两路监测，一路是先测出每相的有效值，再将三相有效值相加，其和就代表了当前电压的高低，从而可以判断出是否欠压或过压；另一路则是先将三相电压相加，然后再测其有效值，由于当三相电压平衡时，其相加的和应为零，因此只要在本路测量中测到电压不为零(或低于一定阈值)，则可以判为缺相或不平衡。这种监测方式准确、响应时间快，稳定性高。

Description

交流三相电压监测器

技术领域：

本实用新型涉及一种交流三相电压监测器。

背景技术：

在很多情况下，交流电三相电压的异常变化会引干扰用电设备的工作，甚至造成损坏。目前，已有一些三相电压监控装置，但这些监控装置监控的项目内容有限，例如只有过压、欠压报警，而没有缺相和不平衡报警，或者反之。

发明内容：

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种交流三相电压监测器，可同时监测欠压、过压、缺相和三相不平衡，并发出告警。

本实用新型实现上述目的的方案是：一种交流三相电压监测器，包括电压取样电路、矢量加法器、有效值变换器、过压判别器、欠压判别器、不平衡判别器、缺相判别器、告警输出驱动电路，其特征是：电压取样电路输出端一方面与矢量加法器相连，矢量加法器的输出端与有效值变换器相连，有效值变换器的输出端与不平衡判别器和缺相判别器相连；电压取样电路输出端另一方面还与三个有效值变换器相连，三个有效值变换器的输出端和一个加法器相连，加法器的输出端与过压判别器和欠压判别器相连；各判别器输出端与告警输出单元相连。

采用以上方案的有益效果：利用微型互感器对三相电压分别进行精密隔离变换，一方面保证测量精度，另一方面保证了安全；变换后的三相电压一路送矢量加法器做矢量加法运算，再用有效值变换器对矢量加法器输出进行有效值变换，然后再送到不平衡判别器和缺相判别器进行不平衡和缺相判别；另一路送有效值变换和加法器对三相电压先各进行有效值变化再相加求平均，然后送到过压判别器和欠压判别器进行过压判别和欠压判别，本监测器主要特点在于对电网电压实现隔离和精密变换，同时由保证重量轻体积小；本监测器的各变换环节均采用高精度线性变换，从而保证了控制精度和稳定。

上述方案中实际上采用了两路监测，一路是先测出每相的有效值，再将三相有效值相加，其和就代表了当前电压的高低，从而可以判断出是否欠压或过压；另一路则是先将三相电压相加，然后再测其有效值，由于当三相电压平衡时，其相加的和应为零，因此只要在本路测量中测到电压不为零(或低于一定阈值)，则可以判为缺相或不平衡。这种监测方式准确、响应时间快，稳定性高。

附图说明：

图1a、1b、1c是缺相检测原理示意图。

图2a、2b、2c、2d是不平衡检测示意图。

图3是本实用新型交流三相电压监测器方框图。

图4是一个实施例的具体电路示意图。

具体实施方式：

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

本实新型所基于的原理如图1a、1b、1c和图2a、2b、2c、2d所示。其电路方框图如图3所示，一个具体实施例图如图4所示。

如图3、4，所述交流三相电压监测器包括精密电压取样电路(1)(也可称为电网电压精密隔离变换器)、矢量加法器(2)、精密有效值变换器(3)、缺相判别器(6)、不平衡判别器(5)、精密有效值变换(31、32、33)及加法器(4)、过压判别器(7)、欠压判别器(8)、告警输出驱动电路(9)、显示单元(10)和精密基准源(11)。

精密电压取样电路(1)使用精密微型互感器和运算放大器对电网电压进行精密变换(见图4)，一方面保证了极高的精度，另一方面又使检测和告警输出电路与电网高度隔离，保证了安全，并且避免了用变压器带来的体积和重量大不便安装的缺点。

所述有效值变换器(3、31、32、33)是由运算放大器和二极管组成的整流电路(图4)，消除了二极管的死区电压带来的误差、保证了电网电压的测量精度。

精密矢量加法器(2)用于对三相电压进行矢量运算，根据三相电压矢量相加平衡时输出为零，不平衡时结果不为零来判断电压是否平衡。矢量加法器(2)的输出大小与电网电压的不平衡程度相关。

所述过压判别器(7)、欠压判别器(8)、不平衡判别器(5)、缺相判别器(6)的告警阈值由精密高稳定电压基准源提供，从而保证了告警点的精确稳定，另一方面告警阈值是可调且可显示的，针对不同的使用对象可以随时调整告警阈值，从而使本检测器具有通用性。

本实用新型还采用了显示技术，将电网电压或各告警阈值通过高精度模/数转换器送到显示单元(10)进行显示，利用显示技术和告警阈值的可调整，从而可根据具体使用对象方便地调整告警阈值，从而使本监测器具有通用性。

其工作原理如下：

1、精密电压取样电路(1)(电网电压精密隔离变换器)将A、B、C

三相交流电压分别经互感器隔离精密变换成弱电三相信号UA、

UB、UC，并保持相位与电网电压一致。

2、缺相和不平衡检测原理

UA、UB、UC经矢量加法器(2)进行矢量加法运算后送到精密有效值变换器(3)进行有效值变换，然后送缺相和不平衡判别器进行缺相和不平衡判别。当三相电压不缺相且平衡时，三相电压矢量和等于零(如图1a、2a)，当三相电压不平衡时，其矢量和的有效值必定大于零(如图2b——两相电压不正常时、2c——两相异常时、2d——一相或二相异常时)。这样通过检测三相电压矢量和的有效值就可以判断是否存不平衡。根据具体***对电网平衡度的要求设定合适的告警阈值，如44V(标称电压的20％)。当矢量和的有效值达到一定程度是可以认为是缺相(如图1b、1c)，比如176V(标称值220V的80％)。

3、过压及欠压检测

过压及欠压检测原理是对三相电压分别求有效值，然后将各有效值相加并求平均，再将平均值分别与过压和欠压告警阈值比较来判别是否存在过压或欠压故障。

本实用新型具有以下特点：第一、能实现准确测量三相电压的平均值，具有断相、不平衡、过压、欠压告警、控制等功能；第二、具有告警阈值电压的设定功能，可根据你的***的具体情况设定你所需要的告警阈值电压；第三、采用LED显示和工作状态指示，直观明了。第四、具有响应时间快，稳定性高等特点，可广泛用于电力、电信、铁路、石油、煤炭、冶金、市政等部门。

Claims

1.一种交流三相电压监测器，包括电压取样电路(1)、矢量加法器(2)、有效值变换器(3、31、32、33)、过压判别器(7)、欠压判别器(8)、不平衡判别器(5)、缺相判别器(6)、告警输出驱动电路(9)，其特征是：电压取样电路(1)输出端一方面与矢量加法器(2)相连，矢量加法器(2)的输出端与有效值变换器(3)相连，有效值变换器(3)的输出端与不平衡判别器(5)和缺相判别器(6)相连；电压取样电路(1)输出端另一方面还与三个有效值变换器(31、32、33)相连，三个有效值变换器(31、32、33)的输出端和一个加法器(4)相连，加法器(4)的输出端与过压判别器(7)和欠压判别器(8)相连；各判别器输出端与告警输出单元(9)相连。

2.如权利要求1所述的交流三相电压监测器，其特征是：电压取样电路(1)包括微型互感器和运算放大器。

3.如权利要求1或2所述的交流三相电压监测器，其特征是：所述有效值变换器(3、31、32、33)是由运算放大器和二极管组成的整流电路。

4.如权利要求1或2所述的交流三相电压监测器，其特征是：所述过压判别器(7)、欠压判别器(8)、不平衡判别器(5)、缺相判别器(6)的告警阈值由高稳定电压基准源(11)提供。

5.如权利要求1或2所述的交流三相电压监测器，其特征是：电网电压或各告警阈值还通过高进度模/数变换器送到显示单元(10)。