CN201066371Y

CN201066371Y - 一种三相三线失压判断模块

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Publication number: CN201066371Y
Application number: CNU200720111673XU
Authority: CN
Inventors: 俞盛荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2017-07-06

Abstract

本实用新型公开了一种三相三线失压判断模块，包括三相判断支路，每条支路包括一个电位隔离二极管、一个分压电阻、一个比较器和一个与门，二极管正向串联到电能表直流工作电源的整流器输出电路中，分压电阻一端接电位隔离二极管的正极，另一端接地，控制端接比较器的输入负端；比较器的输入正端接基准电源；与门的输入端接相邻两相支路的比较器的输出端，其输出端输出失压判断信号；基准电源略低于分压电阻的控制端电压。而本实用新型将电能表直流工作电源的整流器输出的电压与基准值比较，再通过逻辑分析、判断出失压相别，从而达到了失压判断的目的。本实用新型造价较低，性能稳定，可靠性高，速度快，不会产生误报警。

Description

一种三相三线失压判断模块

技术领域

本实用新型涉及电子式电能表制造领域，具体地说是一种三相在线失压判断模块。

背景技术

国内外各大型电力用户电量计量方式都采用高压供电，高压计量的“高供高计”方式。如电力部门对某电力用户采用10KV供电，计量点就设在10KV线路进口，用电压、电流互感器将高压信号转变为3×100V、3×5A的低电压信号，再输入到电能表去计量。该用户的功率是A相电流I_A与AB相电压U_AB乘积，C相电流I_C与CB相电压U_CB乘积之和，即：W＝I_AU_AB+I_CU_CB。

在三相电压齐全时，U_AB＝U_CB＝U_CA＝100V，当三相电压中失去任何一相电压时，其实际情况与纯理论分析存在较大差异。

由于10～35KV供电网络中，电压互感器接线方式为Y/Y或V/V，没有零线输出。而电压互感器二次负载是不平衡的，有三角形、有星形，也有不完全星形。

当电压互感器二次电压中，失去任何一相时，由于电压互感器二次负载不平衡而引起的“残压”，造成相关相的线电压不为零，如A相失压，U_AB≠U_AC≠0。所以用简单的测量电压互感器二次电压幅值的方法，很难准确地判断失压(断相)的相别。

电压互感器二次熔丝烧断(故障)或人为拆除电压信号(窃电)都会给电能表计量产生影响。电力企业依据相关规程和法规，用失压相别、失压时间、功率因数等参数，确定失压期间应追补的电量。如果对失压判断错误，将损坏供用电双方的经济利益。因此，电能表对失压(断相)判断的信息必须迅速、准确无误。

现有的电能表的直流工作电源是通过三个单相电源变压器T1、T2、T3，分别从电压互感器二次电压U_AB、U_BC、U_CA引入，经桥式整流器Q1、Q2、Q3整流后直接送稳压电路模块的。其工作原理见附图1。稳压电路模块将经过稳压后的电信号送给电能表作为直流工作电源。

国内外电能表判断失压(即断相)信息的原理基本相同：设定一个阀值电压(即门槛电压)，CPU定时将测量出的电压与阀值相比较，当所测电压低于阀值时立即报警。但是三相三线电路中没有零线，所以电能表电子式电路中只能是以B相“共地”。因此，三相三线电能表只能提供U_AB、U_CB而无法提供U_AC幅值。而信息测量的不齐全和前述“残压”的影响，给依据“阀值”来判断失压(断相)的方法带来很大的误报机率。它的另一个缺点是电能表的判断失压模块电路结构复杂，成本较高。

另外，CPU的定时比对周期也决定失压报警的速率。因此，对目前的设计思想应予改进。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的误报警、被动报警(等待CPU巡回检测)、电路结构复杂、成本较高、速度难以控制的问题，旨在提供一种结构相对简单、造价较低、性能可靠且速度更为优越的三相三线电能表的失压判断模块。

解决上述问题采用的技术方案是：一种三相三线失压判断模块，包括三相判断支路，所述的每条支路包括一个电位隔离二极管、一个分压电阻、一个比较器和一个与门，所述的二极管正向串联到电能表直流工作电源的整流器输出电路中，所述的分压电阻一端接电位隔离二极管的正极，另一端接地，控制端接比较器的输入负端；所述比较器的输入正端接基准电源；所述与门的输入端接相邻两相支路的比较器的输出端，其输出端输出失压判断信号；所述的基准电源略低于分压电阻的控制端电压。

由于电网故障，通常会引起输送至用户的电压大幅跌落，窃电行为亦如此。所以对失压的判断不必追求电压值测量的精度，而是要求信息齐全，便于分析。而本实用新型的失压判断模块采用简单的电路结构，将电能表直流工作电源的整流器输出的电压与基准值比较，再通过逻辑分析、判断出失压相别，从而达到了失压判断的目的。并且本实用新型造价较低，性能稳定，可靠性高，速度快，并能主动上报失压信息，不会产生误报警。

作为本实用新型的进一步改进，所述的基准电源为分压电阻的控制端电压的0.8～0.85，使失压判断的更为准确、可靠。

大型用电设备投入，可能引起电网电压瞬时波动，所以每个分压电阻二端宜并联一个电容，保证RC的时间常数能可靠避开电压波动时间Δτ，建议Δτ大于2秒。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是现有的电能表直流工作电源的电路图。

图2是本实用新型三相三线失压判断模块的电路图。

图3是本实用新型带分压电阻两端并联电容的实施方式的电路图。

具体实施方式

参照图1，现有的电能表直流工作电源的电路图，由三个单相电源变压器T1、T2、T3和三相桥式整流器Q1、Q2、Q3构成，三个单相电源变压器T1、T2、T3的输入端分别接三相电压互感器二次电压U_AB、U_BC、U_CA，三相桥式整流器Q1、Q2、Q3的输出端接稳压电路模块。

参照图2，本实用新型的三相三线失压判断模块，包括三相电位隔离二极管D1、D2、D3，三相分压电阻R1、R2、R3，三个比较器B1、B2、B3和三个与门Y1、Y2、Y3。所述的三相二极管D1、D2、D3正向串联到电能表直流工作电源的整流器输出电路中，所述的分压电阻R1、R2、R3一端分别接电位隔离二极管D2、D1、D3的正极3、1、5，另一端接地，控制端接比较器B1、B2、B3的输入负端；所述比较器B1、B2、B3的输入正端接基准电源E；所述与门Y1、Y2、Y3的输入端接相邻两相支路的比较器的输出端，其输出端A、B、C输出失压判断信号；所述的基准电源E为分压电阻的控制端电压的0.8～0.85。

本实用新型的工作原理如下：

由于电位隔离二极管D1、D2、D3的作用，当发生某一相失压时，桥式整流器电压的取样点1、3、5能如实反映输入至电能表的交流电压情况。

当电路正常工作时，直流比较基准电压E为电压取样点1、3、5正常电压值的80％～85％，比较器B₁、B₂、B₃输出低电平“0”，因此，与门Y₁、Y₂、Y₃也输出低电平“0”。

当某相失压(设A相)，相关相电压下降(取样点1、3电压下降)，二只比较器动作B₁、B₂，一只与门打开(Y₁)，输出高电平“1”，提示发生失压(A相)。

参照图3，本实用新型的另一实施方式，与前一实施方式不同之处在于在于在每个分压电阻R1、R2、R3的两端分别并联一个电容C1、C2、C3，其余结构与前一实施例相同。通过调节并联电容C1、C2、C3可调节电路的反映速度。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种三相三线失压判断模块，包括三相判断支路，其特征在于所述的每条支路包括一个电位隔离二极管(D1、D2、D3)、一个分压电阻(R1、R2、R3)、一个比较器(B1、B2、B3)和一个与门(Y1、Y2、Y3)，所述的二极管(D1、D2、D3)正向串联到电能表直流工作电源的整流器输出电路中，所述的分压电阻(R1、R2、R3)一端接电位隔离二极管(D2、D1、D3)的正极，另一端接地，控制端接比较器(B1、B2、B3)的输入负端；所述比较器(B1、B2、B3)的输入正端接基准电源(E)；所述与门(Y1、Y2、Y3)的输入端接相邻两相支路的比较器的输出端，其输出端(A、B、C)输出失压判断信号；所述的基准电源(E)略低于分压电阻的控制端电压。

2.如权利要求1所述的三相三线失压判断模块，其特征在于所述的基准电源为分压电阻的控制端电压的0.8～0.85。

3.如权利要求1或2所述的三相三线失压判断模块，其特征在于所述的每个分压电阻(R1、R2、R3)二端均并联一个电容(C1、C2、C3)。

4.如权利要求3所述的三相三线失压判断模块，其特征在于所述的分压电阻(R1、R2、R3)和电容(C1、C2、C3)并联回路的时间常数(Δτ)大于2秒。