專利名稱：失壓計(jì)時(shí)方法以及使用該方法的失壓計(jì)時(shí)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種失壓計(jì)時(shí)方法，還涉及一種使用該方法的失壓計(jì)時(shí)裝置，在工業(yè)上用于計(jì)量三相電源中斷相時(shí)間。
在現(xiàn)有技術(shù)中，目前所用的失壓計(jì)時(shí)裝置大都采用幅值法來(lái)判別失壓的。即當(dāng)測(cè)得某一相(或二相，或三相)電壓的幅值低于某一預(yù)定值(例如額定值的80％)時(shí)，判為該相電壓失壓(斷相)。這種方法存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是當(dāng)電網(wǎng)電壓下降或者負(fù)載大幅增加(尤其是供電緊張地區(qū))引起區(qū)域性電壓幅值下降時(shí)，采用這種方法的失壓計(jì)時(shí)器會(huì)誤判為失壓，而實(shí)際上僅僅是電壓下降，并未發(fā)生失壓，從而產(chǎn)生計(jì)量不正確。
本發(fā)明的目的在于提供一種能正確判斷某相電壓是否失壓(或斷相)的失壓計(jì)時(shí)方法和使用這種方法進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)的失壓計(jì)時(shí)裝置，從而能對(duì)斷相情況作正確的記錄。
由于在某相失壓時(shí)，除了該相電壓下降之外，還同時(shí)發(fā)生三相不平衡，即三相電壓之間的相位差明顯偏離正常值，120度。而因電網(wǎng)電壓下降或供電緊張引起區(qū)域性電壓幅值下降時(shí)，由于這種電壓下降是三相電壓一起下降，所以三相電壓仍然平衡，三相電壓之間的相位差仍為120度。因此，利用相位來(lái)判別是否失壓，比利用幅度來(lái)判別失壓來(lái)得更準(zhǔn)確。
因此，本發(fā)明的失壓計(jì)時(shí)方法下列步驟，將三個(gè)相電壓的相位相互比較，得到所述三個(gè)相電壓相互之間的相位差；當(dāng)所述三個(gè)相電壓中的其中任何兩相的相位差大于150度時(shí)，判斷為另一相失壓，進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)。
根據(jù)上述方法，本發(fā)明還提供了一種失壓計(jì)時(shí)裝置，它包括相位差檢測(cè)器，用于檢測(cè)三個(gè)相電壓相互之間的相位差；計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器，與所述相位差檢測(cè)器相連，當(dāng)所述相位差檢測(cè)器輸出的所述三個(gè)相電壓之間的相位差中，其中任何兩個(gè)相電壓的相位差大于150度時(shí)，輸出另一相的失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；失壓計(jì)時(shí)和顯示器，與所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器相連，根據(jù)所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出的失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行分相失壓計(jì)時(shí)。
下面將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，并從下面的描述中可以進(jìn)一步了解本發(fā)明的上述目的，以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果。


圖1是本發(fā)明的失壓計(jì)時(shí)方法的流程圖；圖2是本發(fā)明的使用圖1所述方法的失壓計(jì)時(shí)裝置的方框圖；圖3是圖2所示的方框圖的一種具體的電路圖；圖4是圖2中的相位差檢測(cè)器的另一種實(shí)施例的電路圖。
如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明的失壓計(jì)時(shí)方法的流程圖。在圖中，步驟10、20和30，把三相電壓的三個(gè)相電壓分別與一基準(zhǔn)電壓，如三相電的中點(diǎn)電壓，作比較，即在步驟10，首先把第一相電壓與基準(zhǔn)電壓比較，如果第一相電壓大于基準(zhǔn)電壓，則流程進(jìn)入步驟15，用兩個(gè)計(jì)時(shí)器，第一和第二計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，然后流程進(jìn)入步驟20，如果在步驟10第一相電壓不大于基準(zhǔn)電壓，則流程返回步驟10。進(jìn)入步驟20之后，把第二相電壓與基準(zhǔn)電壓比較，如果第二相電壓大于基準(zhǔn)電壓，則流程進(jìn)入步驟25，使在步驟15開(kāi)如計(jì)時(shí)的第一計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，然后流程進(jìn)入步驟30，如果在步驟20第二相電壓不大于基準(zhǔn)電壓，則流程返回步驟20。進(jìn)入步驟30之后，把第三相電壓與基準(zhǔn)電壓比較，如果，第三相電壓不大于基準(zhǔn)電壓，則流程返回步驟30；如果第三相電壓大于基準(zhǔn)電壓，則流程進(jìn)入步驟35，使在步驟15開(kāi)始計(jì)時(shí)的第二計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，然后流程進(jìn)入步驟40，用第一和第二計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值計(jì)算三個(gè)相電壓相互之間的相位差。相位差的計(jì)算可如下進(jìn)行第一計(jì)時(shí)器所記錄的是第一相電壓與第二相電壓之間的時(shí)間差T12，目前，我國(guó)的電力系統(tǒng)所用的交流電的頻率為50Hz，所以第一相電壓與第二相電壓之間的相位差為θ12＝50Hz*2π*T12。例如，T12為6ms，則第一相電壓與第二相電壓之間的相位差為0.6π，即108度。第二相電壓與第三相電壓之間的相位差以及第三相電壓與第一相電壓之間的相位差用相似的方法計(jì)算得到。
計(jì)算出三個(gè)相電壓相互之間的相位差之后，流程進(jìn)入步驟50，在步驟50判別，步驟40中計(jì)算得到的三個(gè)相位差θ12、θ23和θ31中是否大于150度，如果其中有一個(gè)相位差(如θ12)的值大于150度，則判定與形成該相位差(θ12)的兩個(gè)相電壓(第一相電壓和第二相電壓)相對(duì)的另一個(gè)相電壓(第三相電壓)失壓，在步驟60驅(qū)動(dòng)計(jì)時(shí)器(如第三相失壓計(jì)時(shí)器)對(duì)該相(第三相電壓)進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)并顯示。如果沒(méi)有相位差超出該范圍，則流程重新初始化后，如進(jìn)行計(jì)數(shù)器復(fù)位等之后返回步驟10，重復(fù)上述程序。
對(duì)于步驟10、20和30中的比較標(biāo)準(zhǔn)，可以用大于基準(zhǔn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)，也可以用小于基準(zhǔn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)，這種兩標(biāo)準(zhǔn)的效果是一致的。
在本實(shí)施例中，步驟10至40用于檢測(cè)三相電壓的三個(gè)相電壓相互之間的相位差。在另一些實(shí)施例中，也可以諸如鑒相等方法來(lái)檢測(cè)三個(gè)相電壓相互之間的相位差。
本發(fā)明還提供了一種使用上述方法的失壓計(jì)時(shí)裝置。圖2示出了使用上述方法的失壓計(jì)時(shí)裝置的一種實(shí)施例的方框圖。如圖2所示，在本實(shí)施例中，失壓計(jì)時(shí)裝置包括三個(gè)電壓比較器第一電壓比較器11、第二電壓比較器12和第三電壓比較器13。三相電壓的三個(gè)相電壓Ua、Ub和Uc分別輸入三個(gè)比較器11、12和13的一個(gè)輸入端。三個(gè)電壓比較器11、12和13的另一個(gè)輸入端輸入基準(zhǔn)電壓。失壓計(jì)時(shí)裝置還包括二個(gè)計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器21和第二計(jì)時(shí)器22。第一電壓比較器11的輸出端分別與第一計(jì)時(shí)器21和第二計(jì)時(shí)器22的啟動(dòng)端相連，當(dāng)?shù)谝幌嚯妷捍笥诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，第一電壓比較器11輸出一個(gè)信號(hào)，使第一計(jì)時(shí)器21和第二計(jì)時(shí)器22開(kāi)始計(jì)時(shí)。第二電壓比較器12的輸出端與第一計(jì)時(shí)器21的停止端相連。當(dāng)?shù)诙嚯妷捍笥诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，第二電壓比較器12輸出一個(gè)信號(hào)，使第一計(jì)時(shí)器21停止計(jì)時(shí)。第三電壓比較器13的輸出端與第二計(jì)時(shí)器22的停止端相連。當(dāng)?shù)谌嚯妷捍笥诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，第三電壓比較器13輸出一個(gè)信號(hào)，使第二計(jì)時(shí)器22停止計(jì)時(shí)。第一和第二計(jì)時(shí)器21和22的輸出端與一相位差計(jì)算器3相連。相位差計(jì)算器3根據(jù)第一和第二計(jì)時(shí)器21和22輸出的計(jì)數(shù)值計(jì)算出第一、第二和第三相電壓相互之間的相位差。相位差計(jì)算器3的輸出端與一計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4相連，計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4首先判別三個(gè)相位差是否有一個(gè)相位差大于150度。如果有一相位差大于150度，則說(shuō)明與形成該相位差的兩個(gè)相電壓相對(duì)的另一個(gè)相電壓失壓，計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4輸出一個(gè)該相失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)至失壓計(jì)時(shí)和顯示器5。失壓計(jì)時(shí)和顯示器5中有三個(gè)失壓計(jì)時(shí)器，分別記錄第一相電壓、第二相電壓和第三相電壓的失壓時(shí)間，并用顯示器分別進(jìn)行顯示。例如，當(dāng)計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4輸出第三相失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)是，失壓計(jì)時(shí)和顯示器5中的第三相電壓計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。
在本實(shí)施例中，失壓計(jì)時(shí)裝置還包括一個(gè)三相整流器6和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器7。三相電的三個(gè)相電壓輸入至三相整流器6中。該三相整流器的作用是，一方面，三相整流器6整流后的電流經(jīng)濾波穩(wěn)壓后可以作為失壓裝置中的電壓比較器、計(jì)時(shí)器、計(jì)算器等電路的工作用電；另一方面，三相整流器6有無(wú)直流輸出還可作為判三相電中是否存在兩相或三相失壓的情況。當(dāng)三相電中，有兩個(gè)相電壓或者三個(gè)相電壓同時(shí)失壓時(shí)，三相整流器6將無(wú)直流輸出。所以，可把三相整流器6的一個(gè)輸出端與計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4相連。當(dāng)三相整流器6無(wú)直流輸出時(shí)，計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4向失壓計(jì)時(shí)和顯示器5輸出一個(gè)三相失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使失壓計(jì)時(shí)和顯示器5中的三相失壓計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。再一方面，三相整流器6的輸出端上還可連接一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器7。該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器7利用三相整流器6輸出的直流電產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，供三個(gè)電壓比較器11、12和13使用。當(dāng)然，三相整流器6和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器7在本發(fā)明中并非必需。因?yàn)?，在某些失壓?jì)時(shí)應(yīng)用中，并不需要進(jìn)行三相失壓計(jì)時(shí)，只需單相失壓計(jì)時(shí)即可。
圖3示出了圖2的方框圖的一種具體的電路圖。圖3中，三相整流器6由電阻R1至R3和連接成三相整流電路的二極管D1-D6構(gòu)成?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生器7由兩個(gè)串聯(lián)的電阻R4、R5以及兩個(gè)串聯(lián)的電容器C1和C2組成，電阻R4和R5串聯(lián)后與串聯(lián)后的電容器C1和C2并聯(lián)，基準(zhǔn)電壓從串聯(lián)的電阻R4和R5以及串聯(lián)的電容器C1和C2連接點(diǎn)引出，即為三相電的中點(diǎn)。電壓比較器11、12和13用運(yùn)算放大器構(gòu)成。圖2中的第一計(jì)時(shí)器21、第二計(jì)時(shí)器22、相位差計(jì)算器3、計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器4以及失壓計(jì)時(shí)和顯示器5中的失壓計(jì)時(shí)部分由一單片機(jī)CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)。在單片機(jī)CPU中，用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖2中的上述部件的功能，關(guān)于具體的軟件，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述的描述得出，因此，在此不再描述。
在圖2中，三個(gè)電壓比較器11、12和13、第一和第二計(jì)時(shí)器21和22以及相位差計(jì)算器3組成了一個(gè)相位差檢測(cè)器。圖4示出了另一種相位檢測(cè)器的構(gòu)成。如圖4所示，相位差檢測(cè)器包括三個(gè)電壓比較器第一電壓比較器11、第二電壓比較器12和第三電壓比較器13，這三個(gè)比較器與圖2中的三個(gè)電壓比較器相同。三相電壓的三個(gè)相電壓分別輸入三個(gè)比較器11、12和13的一個(gè)輸入端。三個(gè)電壓比較器11、12和13的另一個(gè)輸入端接地。相電壓經(jīng)電壓比較器后成為方波信號(hào)。三個(gè)電壓比較器11、12和13的輸出端兩兩組合連接到三個(gè)異或門G1、G2和G3上。在異或門G1、G2和G3的輸出端上分別對(duì)地連接一個(gè)電容器和電阻器C11和R11、C12和R12與C13和R13，還接至計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器。在本實(shí)施例中，計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)電壓比較器D1、D2和D3組成。本實(shí)施例的相位差檢測(cè)器的工作原理是，當(dāng)?shù)谝浑妷罕容^器11和第二電壓比較器12輸出的方波電壓相反時(shí)，異或門G1輸出1(高電平)，向電容器C11充電。如果，第一相電壓與第二相電壓之間的相位差越大，則異或門G1輸出1的時(shí)間越長(zhǎng)，所以，電容器C11上的電壓就越高。作為計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器的電壓比較器D1的一個(gè)輸入端接至電容器C11，而另一個(gè)輸入端接一閥值電壓。該閥值電壓正好對(duì)應(yīng)于兩相位差為150度時(shí)電容器C11或C12或C13上所充的電壓。這樣當(dāng)?shù)谝幌嚯妷号c第二相電壓的相位差超過(guò)150度時(shí)，電容器C11上的電壓將高于閥值電壓，從而電壓比較器D1輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后級(jí)的失壓計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)。
上面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但，本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例。上述實(shí)施例還可以在不改變本發(fā)明的構(gòu)思的情況下作出一些變化。如，在另一些實(shí)施例中，相位差檢測(cè)器可以用鑒相等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；圖2和圖3中用單片機(jī)加軟件的方式實(shí)現(xiàn)的第一、第二計(jì)時(shí)器、相位差計(jì)算器、計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器等也可以用硬件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種失壓計(jì)時(shí)方法，其特征在于，包括下列步驟將三個(gè)相電壓的相位相互比較，得到所述三個(gè)相電壓相互之間的相位差；當(dāng)所述三個(gè)相電壓中的其中任何兩相的相位差大于150度時(shí)，判斷為另一相失壓，進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的失壓計(jì)時(shí)方法，其特征在于，所述相位比較步驟包含把三個(gè)相電壓分別與一基準(zhǔn)電壓作比較，如果所述三個(gè)相電壓中的第一相電壓大于或小于所述基準(zhǔn)電壓，則第一計(jì)時(shí)器和第二計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)；如果所述三個(gè)相電壓中的第二相電壓大于或小于所述基準(zhǔn)電壓，則所述第一計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)；如果所述三個(gè)相電壓中的第三相電壓大于或小于所述基準(zhǔn)電壓，則所述第二計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)；把所述第一計(jì)時(shí)器和第二計(jì)時(shí)器所記錄的所述第二相電壓和所述第三相電壓分別與所述第一相電壓的時(shí)間差換算成所述三個(gè)相電壓之間的相位差。
3.如權(quán)利要求1所述的失壓計(jì)時(shí)方法，其特征在于，在進(jìn)行所述相位比較之前，先對(duì)所述三相電壓進(jìn)行三相整流；如果所述三相整流后的電壓為零，則進(jìn)行三相失壓計(jì)時(shí)。
4.一種失壓計(jì)時(shí)裝置，其特征在于，包括相位差檢測(cè)器，用于檢測(cè)三個(gè)相電壓相互之間的相位差；計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器，與所述相位差檢測(cè)器相連，當(dāng)所述相位差檢測(cè)器輸出的所述三個(gè)相電壓之間的相位差中，其中任何兩個(gè)相電壓的相位差大于150度時(shí)，輸出另一相的失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；失壓計(jì)時(shí)和顯示器，與所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器相連，根據(jù)所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出的失壓計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行分相失壓計(jì)時(shí)。
5.如權(quán)利要求4所述的失壓計(jì)時(shí)裝置，其特征在于，所述相位差檢測(cè)器包括三個(gè)把三個(gè)相電壓分別與一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的電壓比較器；第一計(jì)時(shí)器，與所述三個(gè)電壓比較器中的第一比較器相連，受其觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)開(kāi)始計(jì)時(shí)，與所述三個(gè)電壓比較器中的第二比較器相連，受其觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)終止計(jì)時(shí)；第二計(jì)時(shí)器，與所述三個(gè)電壓比較器中的第一比較器相連，受其觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)開(kāi)始計(jì)時(shí)，與所述三個(gè)電壓比較器中的第三比較器相連，受其觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)終止計(jì)時(shí)；相位差計(jì)算器，與所述第一計(jì)時(shí)器和所述第二計(jì)時(shí)器相連，它根據(jù)所述第一計(jì)時(shí)器和所述第二計(jì)時(shí)器輸出的計(jì)數(shù)值，計(jì)算得到所述三個(gè)相電壓之間的相位差。
6.如權(quán)利要求5所述的失壓計(jì)時(shí)裝置，其特征在于，所述失壓計(jì)時(shí)器還包括一三相整流器，對(duì)所述三相電壓進(jìn)行三相整流，所述三相整流器的輸出端與所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器相連，所述計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)器在所述三相整流器輸出為零時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述失壓計(jì)時(shí)器進(jìn)行兩相或三相失壓計(jì)時(shí)。
7.如權(quán)利要求6所述的失壓計(jì)時(shí)裝置，其特征在于，所述失壓計(jì)時(shí)器還包括一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器，與所述三相整流器相連，產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓，輸至所述三個(gè)電壓比較器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種失壓計(jì)時(shí)方法以及使用這種方法的失壓計(jì)時(shí)裝置。傳統(tǒng)的失壓計(jì)時(shí)裝置由于采用幅值判別的方法來(lái)判斷是否斷相，存在著不能區(qū)分?jǐn)嘞嗯c電壓下降的情況。本發(fā)明的失壓計(jì)時(shí)方法包括將三個(gè)相電壓的相位相互比較，得到所述三個(gè)相電壓相互之間的相位差；當(dāng)所述三個(gè)相電壓中的其中任何兩相的相位差大于150度時(shí)，判斷為另一相失壓，進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)。由于采用了相位判別法來(lái)進(jìn)行失壓判別，因此能準(zhǔn)確地進(jìn)行失壓判別，從而正確地進(jìn)行失壓計(jì)時(shí)。本發(fā)明還提供了一種失壓計(jì)時(shí)裝置。
文檔編號(hào)G01R29/00GK1153307SQ95121809
公開(kāi)日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1995年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者陳文華, 李翊駧 申請(qǐng)人:上海華峰儀表廠