CN104777395A - 一种三相三线电力仪表b相电压回路断线的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，涉及电能计量领域。计量芯片完成A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据的采集，处理器读取计量芯片的A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据，并计算A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值或计算A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数，通过检测A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值是否为零或者A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数是否为180度来判定三相三线电力仪表B相电压回路是否断线。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量领域，具体来说是一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法。
背景技术
三相三线电力仪表的交采模块通常采用两个测量单元对电能量进行测量，以B相电压端为电压信号测量的公共端，两个测量单元中的器件参数相同。当三相三线电力仪表的A相、B相、C相中任一相电压回路发生断线时，将会对三相三线电力仪表的交采模块的有功电能量或无功电能量的计量精度产生影响。
如图1所示三相三线电力仪表主要由计量芯片、处理器、MPT、MCT、采样电阻、电源模块和功能模块组成。配电网电压Ua，Ub，Uc经过电压互感器PT1和PT2变换为适用于三相三线电力仪表电压回路测量范围内的电压，再经过微型电压互感器MPT1和MPT2转换成满足测量要求的低电压信号输入到计量芯片IC1的电压信号输入端；配电网上的电流Ia，Ib，Ic经过电流互感器CT1和CT2变换为适用于三相三线电力仪表电流回路测量范围内的电流，再经过微型电流互感器MCT1和MCT2及采样电阻R1和R2变换为满足三相三线电力仪表的交采模块测量要求的低电压信号输入到计量芯片IC1电流信号输入端。计量芯片IC1完成A相电压及C相电压、A相电流及C相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等的计算，以及对电压信号波形及电流信号波形的采集，处理器IC2读取计量芯片IC1内的A相电压及C相电压、A相电流及C相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等电网参数进行计量，外部设备通过功能模块读取三相三线电力仪表交采模块内的数据。
由于两个测量单元中的器件参数相同，因此，当三相输入额定电压，若连接到三相三线电力仪表的电压输入端的A相电压回路发生断线时，三相三线电力仪表的交采模块测量得到的A相电压为C相电压的一半，依据此条件可识别A相电压回路是否发生断线；当连接到三相三线电力仪表的电压输入端的C相电压回路发生断线时，三相三线电力仪表的交采模块测量得到的C相电压为A相电压的一半，依据此条件可识别C相电压回路是否发生断线；当连接到三相三线电力仪表的电压输入端的B相电压回路发生断线时，三相三线电力仪表的交采模块测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值相等，为输入电压有效值的一半。
若三相输入电压的电压值为额定电压值，当三相三线电力仪表的电压输入端的B相电压回路发生断线时，则三相三线电力仪表的交采模块测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值为额定电压有效值的一半。
此外，当A相、B相、C相电压输入线连接正常，而输入电压值为额定电压值一半的电压时，三相三线电力仪表的交采模块所测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值也为额定电压有效值的一半。
所以只依据三相三线电力仪表的交采模块所测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值，不能够识别出三相额定电压输入时B相电压回路发生断线还是A相、B相、C相电压输入线连接正常而三相输入电压值为额定电压值的一半。因此需要一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法。
一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，步骤一：计量芯片完成A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据的采集；步骤二：处理器读取计量芯片的A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据；步骤三：处理器计算A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值；步骤四：若A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值为零，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。当B相电压断线时，B相电压端的电位为A相电压端和C相电压端的中间电位，电力仪表交采模块测量得到的A相电压有效值等于C相电压有效值，A相电压信号和C相电压信号的矢量方向相反，A相电压信号和C相电压信号的矢量和的有效值为零。因此当A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值为零，则判定三相三线电力仪表交采模块B相电压回路断线。其中A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值的计算方法如下：其中ua(i)为A相电压信号采样数据，uc(i)为C相电压信号采样数据，Us即为A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值，N是一个周期内的采样点数。
更具体地，所述的步骤三为处理器计算A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数；所述的步骤四为若A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数为180度，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。
更具体地，电压信号的频率为50赫兹，周期为20毫秒，A相电压信号与C相电压信号之间的夹角θ的计算公式为θ＝(Δt／20)x360，单位为度数，其中Δt为A相电压信号波形数据由负变为正的时刻与此时刻之后的C相电压信号波形数据由负变为正的第一时刻的时间差值，单位为毫秒。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，能够通过计算A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值并比较是否为零或者计算A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数并比较是否为180度来有效快捷的判定三相三线电力仪表B相电压回路是否发生断线。
附图说明
图1是三相三线电力仪表的测量电路原理框图
图2是本发明三相三线电力仪表B相电压回路断线的测量电路原理框图
具体实施方式
下面结合附图2对本发明做进一步的详细描述。
第一种具体实施方式：
由于两个测量单元中的器件参数相同，因此，三相三线电力仪表B相电压回路发生断线时，输入电压加载到三相三线电力仪表交采模块的A相电压端及C相电压端上，B相电压端的电位为A相电压端和C相电压端的中间电位，三相三线电力仪表交采模块测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值均为输入电压有效值的一半，A相电压信号和C相电压信号的矢量方向相反，A相电压信号和C相电压信号的矢量和的有效值为零。因此可以通过检测A相电压信号和C相电压信号的矢量和的有效值是否为零来判定三相三线电力仪表B相电压回路是否断线。如图2所示本发明可以按以下步骤进行判别：步骤一：计量芯片完成A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据的采集；步骤二：处理器读取计量芯片的A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据；步骤三：处理器计算A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值；步骤四：若A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值为零，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。矢量和有效值计算公为：
其中：ua(i)为A相电压信号采样数据，uc(i)为C相电压信号采样数据，Us为A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值，N是一个周期内的采样点数。
第二种具体实施方式：
由于两个测量单元中的器件参数相同，因此，当三相三线电力仪表B相电压回路发生断线时，输入电压加载到三相三线电力仪表交采模块的A相电压端及C相电压端上，B相电压端的电位为A相电压端和C相电压端的中间电位，三相三线电力仪表交采模块测量得到的A相电压有效值和C相电压有效值均为输入电压有效值的一半，A相电压信号和C相电压信号的矢量方向相反，因此也可以通过检测A相电压信号和C相电压信号之间的夹角度数是否为180度来判定三相三线电力仪表B相电压回路是否断线。
本发明还可以按以下步骤实施，步骤一：计量芯片完成A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据的采集；步骤二：处理器读取计量芯片的A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据；步骤三：处理器计算A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数；步骤四：若A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数为180度，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。其中当电压信号的频率为50赫兹，周期为20毫秒，A相电压信号与C相电压信号之间的夹角θ的计算公式为θ＝(Δt／20)x360，单位为度数，Δt为A相电压信号波形数据由负变为正的时刻与此时刻之后的C相电压信号波形数据由负变为正的第一时刻的时间差值，单位为毫秒。
本发明提供了一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，能够通过检测A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值是否为零或者A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数是否为180度来判定三相三线电力仪表B相电压回路是否断线。当发生三相三线电力仪表B相电压回路断线事件时，可记录三相三线电力仪表B相电压回路断线发生时刻及结束时刻的电量等参数，为事后对三相三线电力仪表B相电压回路断线事件的处理提供用电数据。
Claims (3)
1.一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：计量芯片完成A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据的采集；步骤二：处理器读取计量芯片的A相电压信号波形数据及C相电压信号波形数据；步骤三：处理器计算A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值；步骤四：若A相电压信号与C相电压信号矢量和的有效值为零，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。
2.根据权利要求1所述的一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，其特征在于：所述的步骤三为处理器计算A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数；所述的步骤四为若A相电压信号与C相电压信号之间的夹角度数为180度，则判定三相三线电力仪表B相电压回路断线。
3.根据权利要求2所述的一种三相三线电力仪表B相电压回路断线的检测方法，其特征在于：电压信号的频率为50赫兹，周期为20毫秒，A相电压信号与C相电压信号之间的夹角θ的计算公式为θ＝(Δt／20)x360，单位为度数，其中Δt为A相电压信号波形数据由负变为正的时刻与此时刻之后的C相电压信号波形数据由负变为正的第一时刻的时间差值，单位为毫秒。
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2014
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