一种三相电相序判断方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力学领域，特别是一种三相电相序判断方法。
【背景技术】
[0002] 在电子、电力、仪表、自动控制和电力电子设备中，往往需要检测判断三相交流电 源的相序，如果相序有误就需要及时形成保护。特别是对于只允许单向旋转的设备而言，如 果相序有误可能造成其旋转件损坏；如载人电梯因相序的改变，使运行方向与预定方向相 反，可能危及人身安全。这时就有必要采取措施进行相序检测。
[0003] 早期的相序检测常由电容、电阻组成，虽然结构简单，但电容值较大、功耗较大且 体积也大。现有的相序检测方法使用的数字逻辑或单片机，逻辑较为复杂且容易产生误判。
[0004] 另，公开号为CN101320063B发明名称为三相交流电相序检测装置及方法，需要经 过角频率计算才能判断三相交流电的相序方向；公开号为CN104459354A发明名称为一种 三相交流电网相序检测方法及装置，需要根据所述三相电压正序分量的两相旋转坐标计算 三相电压正序分量的幅值，根据所述三相电压负序分量的两相旋转坐标计算三相电压正序 分量的幅值；以上通过计算角频率或幅值，计算方法复杂，通过此类方法判断相序可靠性比 较低。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提出一种三相电相序判断方法，简单实用，抗干扰能力 强，可快速地获得三相电的相序信息。
[0006] 本发明的采用以下方案实现：一种三相电相序判断方法，包括步骤Sl :实时采样 三相电信号的瞬时值Ua、Ub、U。;具体还包括以下步骤：
[0007] 步骤S2 :将当前周期采样的三相电信号的瞬时值通过公式
变换得到在平面内旋转的电压矢量
其中，M为正整数，N为正整数；
[0008] 步骤S3 :确定当前周期的平面内旋转的电压矢量所在的象限；
[0009] 步骤S4:判断当前周期的电压矢量5(約与上一周期的电压矢量S供-〇所在象限 是否相同或互为对角象限，若是进入步骤S5,否则进入步骤S6 ;
[0010] 步骤S5 :令全局变量R(k) = R(k-l)，进入步骤S7 ;
[0011] 步骤S6 :判断当前周期的电压矢量是否在上一周期的电压矢量珂々-1)所在 象限沿着逆时针方向的相邻象限，若是令全局变量R (k) = R (k-1)+A ;否则令全局变量R (k) =R(k-1)-A，其中A为大于零的自然数；
[0012] 步骤S7 :判断R (k)是否满足R min < R (k) < R max，若是返回步骤Sl，否则进入 步骤 S8,其中 R min < -1，R max ^ I ;
[0013] 步骤S8 :判断R(k)是否大于0,若是则三相电处于正序状态，否则三相电处于逆序 状态。
[0014] 进一步的，A取值为1，M取值为1，N取值为1。
[0015] 进一步的，所述 R min = -128, R max = 128。
[0016] 进一步的，当11：!>0且1^>0,所述的电压矢量/取)处于第一象限；
[0017] 当1!：(<0且1^>0,所述的电压矢量RA )处于第二象限；
[0018] 当1!：(<0且1^<0,所述的电压矢量珂幻处于第三象限；
[0019] 当11：!>0且1^<0,所述的电压矢量Γ/(々）处于第四象限。
[0020] 进一步的，所述第一象限与所述第三象限互为对角象限；
[0021] 所述第二象限与所述第四象限互为对角象限；
[0022] 所述第一象限为第四象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0023] 所述第二象限为第一象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0024] 所述第三象限为第二象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0025] 所述第四象限为第三象限沿着逆时针方向的相邻象限。
[0026] 本发明还提供了另一种三相电相序判断方法，包括步骤Sl :实时采样三相电信号 的瞬时值Ua、Ub、U。;具体还包括以下步骤：
[0027] 步骤S2 :将当前周期采样的三相电信号的瞬时值通过公另
变换得到在平面内旋转的电压矢量
，其中M为正整数，N为正整数；
[0028] 步骤S3 :确定当前周期的平面内旋转的电压矢量坷幻所在的象限；
[0029] 步骤S4:判断当前周期的电压矢量珂幻与上一周期的电压矢量|7认-1)所在象限 是否相同或互为对角象限，若是进入步骤S5,否则进入步骤S6 ;
[0030] 步骤S5 :令全局变量R (k) = R (k-Ι)，进入步骤S7 ;
[0031] 步骤S6:判断当前周期的电压矢量是否在上一周期的电压矢量获获-1)所在 象限沿着逆时针方向的相邻象限，若是令全局变量R(k) =R(k-l)_A，否则全局变量R(k)= R(k_l)+A，其中A为大于零的自然数；
[0032] 步骤S7 :判断R (k)是否满足R min < R (k) < R max，若是返回步骤Sl，否则进入 步骤 S8,其中 R min < -1，R max ^ 1 ;
[0033] 步骤S8 :判断R(k)是否大于0,若是则三相电处于逆序状态，否则三相电处于正序 状态。
[0034] 其中，A取值为1，M取值为1，N取值为1。
[0035] 进一步的，所述 R min = -128, R max = 128。
[0036] 进一步的，当1!：(>0且1^>0,所述的电压矢量/?(々）处于第一象限；
[0037] 当1!：(<0且1^>0,所述的电压矢量只A)处于第二象限；
[0038] 当1!：(<0且1^<0,所述的电压矢量?7(Α')处于第三象限；
[0039] 当1!：(>0且1^<0,所述的电压矢量RA')处于第四象限。
[0040] 进一步的，所述第一象限与所述第三象限互为对角象限；
[0041] 所述第二象限与所述第四象限互为对角象限；
[0042] 所述第一象限为第四象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0043] 所述第二象限为第一象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0044] 所述第三象限为第二象限沿着逆时针方向的相邻象限；
[0045] 所述第四象限为第三象限沿着逆时针方向的相邻象限。
[0046] 与现有技术相比，本发明有以下有益效果。
[0047] 1)相序判断计算量小，方法简单，大大减小了处理器的负担，提高相序检测效率。
[0048] 2)本发明可以广泛应用于断相、输入谐波等恶劣工况下：A、在输入缺相、断相情 况下，在静态坐标变换至平面坐标后在xy平面上的投影仍然满足逆时针、顺时针旋转的特 性，此时，平面旋转电压矢量爾;_变成压缩的椭圆形状；B、在输入谐波的工况下，静态坐标 变换至平面坐标的旋转情况会稍微变得复杂些，但大体仍然不会改变其逆时针、顺时针旋 转的主要特性。虽然矢量在旋转过程中有返复运动，但在周期内仍然是会按逆、顺时针运 动；C、零序电压情况下，在三相输入完全相同的情况（即输入为零序电压），此时由于三相 电压完全一样，在空间上即为在一根直线上往复运动。因此，通过坐标变换投影在xy平面 上即为一个点，此时完全破坏了电压矢量在平面上旋转的条件。因此在此工况下算法特性 表现为不加不减，或者在零值附近摆动；
[0049] 3)简单实用，抗干扰能力强，可快速地获得三相电的相序信息。
【附图说明】
[0050] 图1为本发明的实施例1的原理图；
[0051] 图2为本发明的实施例1所提供方法的流程原理图；
[0052] 图3为本发明的实施例2所提供方法的流程原理图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0054] 以下两个实施例M取值为1，N取值为1，M、N取值可以相同，也可以不相同。
[0055] 实施例一。
[0056] 如图1、图2所示，本实施例提供了一种三相电相序判断方法，具体包括以下步骤：
[0057] 步骤Sl :实时采样三相电信号的瞬时值Ua、Ub、Uc;
[0058] 步骤S2 :将当前周期采样的三相电信号的瞬时值通过公式
变换得到在平面内旋转的电压矢量
其中，M为正整数，N为正整数；
[0059] 步骤S3 :确定当前周期的平面内旋转的电压矢量;7(A)所在的象限；
[0060] 其中，当ux> 0且u y> 0,所述的电压矢量处于第一象限；
[0061] 当11：!<0且1^>0,所述的电压矢量巩处于第二象限；
[0062] 当11：!<0且1^<0,所述的电压矢量处于第三象限；
[0063] 当11：!>0且1^<0,所述的电压矢量处于第四象限；
[0064] 步骤S4:判断当前周期的电压矢量IH幻与上一周期的电压矢量?α-l)所在象限 是否相同或互为对角象限，若是进入步骤S5,否则进入步骤S