一种三相市电掉电的检测方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力电源异常检测方法领域，特别是一种三相市电掉电的检测方法。
【背景技术】
[0002]不间断电源系统中的静态切换开关平时处于主电源工作状态，在主电源异常(如掉电，缺相)时，静态切换开关快速切换至备用电源工作状态，因此，如何快速又准确地检测交流输入源掉电、尽可能地降低检测时间，是静态切换开关应用的技术点及难点。如果检测时间过长，会造成负载停止工作；如果检测过快则容易出现误判断，造成主备电源频繁切换，减少静态切换开关使用寿命。目前三相电源检测通常使用以下检测方法:
方法一、画线检测法。采样到的瞬时电压值与软件内的限定值比较，当连续出现电压值比限定值低时，则认为电网掉电。此方法不适用于三相四线制的线电压检测系统，且在过零点时，存在盲点，不能进行有效判断，并且软件限定值与实际交流输入波形相关，软件判断逻辑复杂，不利于推广使用；
方法二、正弦表检测法。采样到的瞬时电压值与软件内的正弦表中的相应点进行比较，当连续出现电压值小于正弦表中的对应值，则认为电网掉电。此方法基于完成锁相于电网相位，虽然可以适用三相四制和三相五线制系统，但同样在过零点时实际值与比较值相近，存在盲点，容易造成误判断，所以判断时间会相应增加。
[0003]方法三、将采样到的三相交流电压的瞬时值，进行PARK变换和CLARK变换，得到不同坐标下的电参量，最后根据所计算出的电参量与固定的电压范围下限对应的定电参量进行比较，判断是否缺相。此方法虽然可以适用三相四制和三相五线制系统；但由于此方法为确保性能可靠，固定的电压范围下限通常会设置比较低，那么在三相输入电压较高时，单相掉电后，计算出的幅值需要更长的时间才能比固定的电压范围下限更低，导致判断时间明显加长，判断时间不稳定，不能适应静态切换开关这种快速切换系统。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种三相市电掉电的检测方法，通过实时采样市电电压，并通过简单的运算快速判断市电是否掉电或缺相。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种三相市电掉电的检测方法，包括以下步骤:
步骤S1:实时采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S2:实时计算三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc中的最大值与最小值的电压差值
Ux ；
步骤S3:判断Ux是否小于设定的电压阈值Ud，若Ux< Ud，进入步骤S4，否则进入步骤
S5 ；
步骤S4:掉电计数器计数值Cnt加1 ;
步骤S5:掉电计数器计数值Cnt清零，返回步骤S1 ;
步骤S6:判断掉电计数器计数值Cnt是否大于等于掉电计数阈值Cmax，Cmax=t*f，若Cnt彡Cmax，则判断市电掉电，否则返回步骤SI ；
其中，f为三相市电采样频率，1kHz彡f彡40kHz, t为掉电检测滤滤波时间，2ms t 5ms ο
[0006]进一步地，所述电压阈值Ud的设置包括以下步骤:
步骤S21:采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S22:计算出三相市电电压的有效值Urms ；
步骤S23:计算出电压阈值Ud，Ud=Urms*l.414*K 其中，0.8彡Κ彡1.2。
[0007]本发明的方法实时采样三相市电电压的瞬时值，对三相市电电压瞬时值进行简单逻辑运算，得出一个电压差值；同时根据三相市电电压的有效值，确定出三相市电电压正确的阈值区间，判断该电压差值是否处于阈值区间从而判断三相市电电压是否掉电。与现有技术相比，本发明的有益效果为:
1、该检测方法的判断逻辑简单，占用CPU资源十分小，提高掉电检测的速度和可靠性；
2、该检测方法可以实现三相市电任意相及其组合的掉电的精准检测，避免现有技术的误判断，提高了掉电检测的准确性；
3、该检测方法能够根据不同的三相电源电压，确定不同的电压阈值区间，保证电源系统在不同的工作状况下可以有相同的检测时间，提高电源系统稳定性。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的一种三相市电掉电的检测方法的系统流程图。
[0009]图2为本发明的检测方法中电压阈值Ud的计算流程图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0011]实施例一
一种三相市电掉电的检测方法，如图1所示，包括以下步骤:
步骤S1:实时采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S2:实时计算三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc中的最大值与最小值的电压差值
Ux ；
步骤S3:判断Ux是否小于设定的电压阈值Ud，若Ux< Ud,进入步骤S4，否则进入步骤
S5 ；
步骤S4:掉电计数器计数值Cnt加1 ;
步骤S5:掉电计数器计数值Cnt清零，返回步骤1 ;
步骤S6:判断掉电计数器计数值Cnt是否大于等于掉电计数阈值Cmax，若Cnt多Cmax,t=2ms，f=20kHz，则Cmax=40，则判断市电掉电，否则返回步骤S1。
[0012]在本实施例中，如图2所示，所述电压阈值Ud的设置包括以下步骤:
步骤S21:采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S22:计算出三相市电电压的有效值Urms，而电压差值Ux的正常范围为(Urms*l.414*1.5，Urms*l.414*1.73)； 步骤S23:计算出电压阈值Ud, Ud=Urms*l.414*0.8 ；
实施例二
一种三相市电掉电的检测方法，如图1所示，包括以下步骤:
步骤S1:实时采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S2:实时计算三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc中的最大值与最小值的电压差值
Ux ；
步骤S3:判断Ux是否小于设定的电压阈值Ud，若Ux< Ud,进入步骤S4，否则进入步骤
S5 ；
步骤S4:掉电计数器计数值Cnt加1 ;
步骤S5:掉电计数器计数值Cnt清零，返回步骤1 ;
步骤S6:判断掉电计数器计数值Cnt是否大于等于掉电计数阈值Cmax，若Cnt多Cmax,t=3ms，f=20kHz，则Cmax=60，则判断市电掉电，否则返回步骤S1。
[0013]在本实施例中，如图2所示，所述电压阈值Ud的设置包括以下步骤:
步骤S21:采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ;
步骤S22:计算出三相市电电压的有效值Urms ；
步骤S23:计算出电压阈值Ud, Ud=Urms*l.414*0.8 ；
在本发明中，掉电计数阈值Cmax的取值范围所对应滤波时间在2ms?5ms之间，可以根据不同的应用场合对掉电检测的功能需求，对Cmax进行适当的调整。
[0014]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种三相市电掉电的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:实时采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ; 步骤S2:实时计算三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc中的最大值与最小值的电压差值Ux ； 步骤S3:判断Ux是否小于设定的电压阈值Ud，若Ux< Ud，进入步骤S4，否则进入步骤S5 ； 步骤S4:掉电计数器计数值Cnt加1 ; 步骤S5:掉电计数器计数值Cnt清零，返回步骤S1 ; 步骤S6:判断掉电计数器计数值Cnt是否大于等于掉电计数阈值Cmax，Cmax=t*f，若Cnt彡Cmax，则判断市电掉电，否则返回步骤S1 ； 其中，f为三相市电采样频率，1kHz彡f彡40kHz, t为掉电检测滤滤波时间，2ms t 5ms ο2.根据权利要求1所述的一种三相市电掉电的检测方法，其特征在于:所述电压阈值Ud的设置包括以下步骤: 步骤S21:采样三相市电电压瞬时值Ua、Ub、Uc ; 步骤S22:计算出三相市电电压的有效值Urms ； 步骤S23:计算出电压阈值Ud，Ud=Urms*l.414*K 其中，0.8彡Κ彡1.2。
【专利摘要】本发明涉及一种三相市电掉电的检测方法，该方法实时采样三相市电电压的瞬时值，对三相市电电压瞬时值进行简单逻辑运算，得出一个电压差值；同时根据三相市电电压的有效值，确定出三相市电电压正确的阈值区间，判断该电压差值是否处于阈值区间从而快速判断三相市电电压是否掉电。本发明提供一种可快速、可靠检测市电异常的方法，通过实时采样市电电压，可通过简单的运算快速判断市电是否掉电或缺相。
【IPC分类】G01R31/42
【公开号】CN105301522
【申请号】CN201510808297
【发明人】黄国伟, 易龙强
【申请人】厦门科华恒盛股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月23日