專利名稱：一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表，尤其涉及即可測量三相三線制接法又可測量三相四線制接法的交流工頻信號的綜合電參數(shù)測量儀表的接線方案。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字式三相電參數(shù)測量儀表有多種接線方案，不管是哪一種方案，測電流時無論是三相三線制還是三相四線制狀態(tài)下，都要將交流工頻信號的三個相線分別串聯(lián)接入儀表，所以儀表具有6個電流端子。但是測量電壓、功率或功率因數(shù)時的接線方式卻有不同方案，一些數(shù)字電參數(shù)測量儀表用6個電壓端子，三相三線制時將三個線電壓各通過2個電壓端子共6個電壓端子接入儀表中，三相四線制時將三個相線分別與中線(N)配對接入儀表的6個電壓端子，這種采用6電壓端子的方案所用連接線和端子數(shù)較多；還有一些數(shù)字電參數(shù)測量儀表采用4個電壓端子⑶”^隊(duì)允三相三線制時將電壓端子U2和Un端短接，再將交流工頻信號的三個相線依次接入U1、U2、U3三個電壓端子，三相四線制時，將交流工頻信號的三個相線和中線依次接入這個4個電壓端子，這種采用4電壓端子的方案在三相三線制時，只能直接測量2個線電壓，第三個線電壓需要通過計算得到，會影響測算精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表的新接線方案，是可以測量三相三線制和三相四線制的交流工頻信號綜合電參數(shù)的接線方案。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表設(shè)置5個電壓端子U1、U2、U3、U0和UR，6個電流端子I1、I1R、12、I2R、13、I3R。在儀表內(nèi)部端子的連接方式為:U1和UO之間、U2和UO之間、U3和UR之間分別通過一個分壓電阻串聯(lián)一個電壓互感器的一次側(cè)線圈相連；Il和IlR之間、12和I2R之間、13和I3R之間分別通過一個電流互感器的一次側(cè)相連。本實(shí)用新型的一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表相比已有的儀表的測量接線方案具有如下有益效果:在三相三線制時，三個線電壓是直接測量的，不必由2個線電壓結(jié)合夾角通過數(shù)學(xué)運(yùn)算計算第3個線電壓。

圖1是儀表內(nèi)端子的連接方式圖。圖2是三相三線制時儀表外電壓端子的連接方式圖。圖3是三相四線制時儀表外電壓端子的連接方式圖。圖4是三相三線制時儀表外電流端子的連接方式圖。圖5是三相四線制時儀表外電流端子的連接方式圖。圖6是相電壓和線電壓標(biāo)值構(gòu)成的幾何關(guān)系圖。圖7是相電壓和相電流之間的夾角關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案及原理進(jìn)一步描述:數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表有5個電壓端子U1、U2、U3、U0和UR，6個電流端子I1、I1R、I2、I2R、I3、I3R。在儀表內(nèi)步端子的連接方式為:U1和UO之間、U2和UO之間、U3和UR之間分別通過一個分壓電阻串聯(lián)一個電壓互感器的一次側(cè)線圈相連；11和IlR之間、12和I2R之間、13和I3R之間分別通過一個電流互感器的一次側(cè)相連。三相三線制測量時的電壓端子的儀表外連接方式為:如圖2，A為無高壓衰減用電壓互感器時的連接圖，B為有高壓衰減用電壓互感器時的連接圖，將電壓端子Ul和UR，U2和U3分別用導(dǎo)線短接，A和B分別將未衰減和衰減的交流工頻信號的三個相線依次接入U1、U2、U0這3個電壓端子中，三相三線制測量時的電流端子的儀表外連接方式為:如圖4，A為無大電流衰減用電流互感器時的連接圖，B為有大電流衰減用電流互感器的連接圖，A中將工頻信號的三個相線分別截斷后3個斷面的兩頭各自接入電流端子Il和I IR、12和I2R、13和I3R ；B中將二個衰減用電流互感器的各自的輸出兩端分別連接在電流端子Il和13、12和13，再將3個電流端子I1R、I2R和I3R用導(dǎo)線短接。三相三線制測量原理:單片的AD芯片可以測量電壓瞬時值和有效值、電流瞬時值和有效值以及電能采樣值(電能為電壓與電流的點(diǎn)積)，根據(jù)圖2的接線方式，可以直接測得三相交流工頻信號的線電壓UAB、UBC, Uca,因?yàn)槿齻€相電壓UAB、UBC, Uca各施加于一個電阻串聯(lián)一個電壓互感器通路的兩端，也可以直接測得線電流IA、IB、Ic以及線電壓和線電流的點(diǎn)積P2> P3O因?yàn)槿嘟涣鞴ゎl信號的有功功率P= UA*IA*Cos a + UB*IB *Cos β +Uc*Ic*Cos Y，無功功率Q=UA* IA*Sina + UB*IB *Sin3 + Uc*Ic*Sin γ，其中 UA、UB、UC是相電壓，如圖7，a、β、Y分別是各相的相電壓和電流之間的夾角，已知線電壓1、％。、Ua，計算相電壓UA、UB、Uc，可以建立一個數(shù)學(xué)模型，如圖6，設(shè)Uab' Ubc, Uca分別為a、b、c, UA、UB、Uc分別為x, y, z，在Λ ABC中，已知三邊的長度為a、b、c，Z AOB= Z AOC= Z B0C=120°，通過數(shù)學(xué)幾何關(guān)系可以求得X、y、z的值，即可以求得相電壓UA、UB、Uc;由于線電壓和線電流的點(diǎn)積P1^ P2> P3已知，那么其夾角的余弦值CosC 1= P1/( U渉IA)，UA、UB、UC已知即可求得CosC
2,Cos a =Cos ( !一 <t 2),同理可求得Cos β、Cos Y ,這樣就可以計算出有功功率和無功功率了，視在功率(S= (P2+Q2) 1/2)和功率因數(shù)(C=P/S)也可求得。三相四線制測量時的電壓端子的儀表外連接方式為:如圖3，A為無高壓衰減用電壓互感器時的連接圖，B為有高壓衰減用電壓互感器時的連接圖，將電壓端子UR和UO用導(dǎo)線短接，A和B分別將未衰減和衰減的工頻信號的三個相線和中線依次接入電壓端子U1、U2、U3和U0，三相四線制測量時的電流端子的儀表外連接方式為:如圖5，A為無大電流衰減用電流互感器時的連接圖，B為有大電流衰減用電流互感器的連接圖，A中將工頻信號的三個相線分別截斷后3個斷面的兩頭各自接入電流端子Il和I IR、12和I2R、I3和I3R ；B中將三個衰減用電流互感器的各自的輸出兩端分別連接在電流端子Il和I IR、12和I2R、13和I3R。三相四線制測量原理:如圖3，可以直接測量相電壓(隊(duì)、％、％)、相電流(14、IB、Ic)的有效值以及相電壓和電流的點(diǎn)積(也就是3個單相的有功功率P1、P2、P3)，三相交流工頻信號的有功功率P=P1+P2+P3 ;視在功率S=UA*IA+ Ub *Ib+ Uc *1。，功率因數(shù)C=P/S和無功功率 Q= (S2-P2) 1/2。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表，其特征在于:設(shè)置5個電壓端子Ul、U2、U3、UO和UR，6個電流端子I1、I1R、12、I2R、13、I3R ;在儀表內(nèi)部端子的連接方式為:U1和UO之間、U2和UO之間、U3和UR之間分別通過一個分壓電阻串聯(lián)一個電壓互感器的一次側(cè)線圈相連；11和IlR之間、12和I2R之間、13和I3R之間分別通過一個電流互感器的一次側(cè)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種數(shù)字式三相交流電參數(shù)測量儀表，設(shè)置5個電壓端子U1、U2、U3、U0和UR，6個電流端子I1、I1R、I2、I2R、I3、I3R。在儀表內(nèi)部端子的連接方式為U1和U0之間、U2和U0之間、U3和UR之間分別通過一個分壓電阻串聯(lián)一個電壓互感器的一次側(cè)線圈相連；I1和I1R之間、I2和I2R之間、I3和I3R之間分別通過一個電流互感器的一次側(cè)相連。與此相應(yīng)的儀表外的端子連接方式按三相三線制和三相四線制分別作了介紹。本接線方案在三相三線制時3個線電壓可以直接測量。
文檔編號G01R21/133GK202948051SQ201220479968
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者廖曉東, 蔡堅勇, 洪親 申請人:福建師范大學(xué)