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专利名称：一种三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法
技术领域：
本发明涉及电压测量技术领域，具体地说是一种三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法。
背景技术：
很多三相用电设备的降压变压器都使用三角型连接，以节省一根中线电缆。但是为了测量输入的相电压，仍然需要一个虚拟的电压中点。在三相平衡的情况下，虚拟的电压中点就是实际的送电端的中线，也就是零线，测量是准确的。但是，如果三相电压不平衡，虚拟中点就会发生偏移，这时测量的结果也会发生偏移，导致测试结果不准确。传统的解决方法是把输入的三个线电压的其中一个作为测量的参考点，这种测量方法有如下两个问题1 相线必须直接引入测量系统，而且一般是接入测量系统的地端或者电源端，这样使得整个测量系统都是危险的。2 和三相星型接法的测量电路不兼容。因此，设计一种能够在三相电压不平衡时，准确获取三相交流电的相电压且与三相星型接法的测量电路兼容的三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法是至关重要的。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种能够在三相电压不平衡时，准确获取三相交流电的相电压且与三相星型接法的测量电路兼容的三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法。为了达到上述目的，本发明的三相无中线三角型相电压测量电路包括电子开关和电阻，其特征在于电子开关Ql的一端与电阻R2连接，电子开关Q2的一端与电阻R4连接， 电子开关Q3的一端与电阻R5连接，电子开关Ql的另一端分别与电子开关Q2的另一端、电子开关Q3的另一端连接。基于所述的三相无中线三角型相电压测量电路的三相无中线三角型相电压测量方法具体如下步骤a，当电子开关Ql断开，电子开关Q2和电子开关Q3导通时，虚拟中点为BC相的中点，此时测得的BC相电压即为BC线电压；步骤b，当电子开关Q2断开，电子开关Ql和电子开关Q3导通时，虚拟中点为AC相的中点，此时测得的AC相电压即为AC线电压；步骤c，当电子开关Q3断开，电子开关Ql和电子开关Ql导通时，虚拟中点为AB相的中点，此时测得的AB相电压即为AB线电压；步骤d，重复步骤a、步骤b、步骤c，电子开关Q1， 电子开关Q2和电子开关Q3轮流切换关断且切换关断的速度远大于交流电周期，还原交流电压的均方根值；步骤e，由还原的交流电压的均方根值和已知三相交流电的120度相角并根据A、B、C三相的矢量图，求解出A、B、C三相交流电的相电压。本发明同现有技术相比，在传统的电压取样电路的A、B、C三相中各串入一个电子开关，通过三个电子开关轮流切换关断来还原交流电压的均方根值，再由交流电压均方根值和三相交流电的120度相角并根据A、B、C三相的矢量图，求解出A、B、C三相交流电的相电压。


图1为本发明的电路示意图。图2为本发明求解A、B、C三相交流电相电压的矢量图。图3为C相电压高于A相和B相电压时，本发明与传统方法测量结果的矢量对比图。图3中，实线为本发明测量A、B、C三相交流电的相电压的结果，虚线为传统方法测量A、B、C三相交流电的相电压的结果。
具体实施例方式现结合附图对本发明做进一步描述。参见图1，本发明中三相无中线三角型相电压测量电路包括电子开关和电阻，其特征在于电子开关Ql的一端与电阻R2连接，电子开关Q2的一端与电阻R4连接，电子开关 Q3的一端与电阻R5连接，电子开关Ql的另一端分别与电子开关Q2的另一端、电子开关Q3
的另一端连接。本发明中基于三相无中线三角型相电压测量电路的三相无中线三角型相电压测量方法具体如下步骤a，当电子开关Ql断开，电子开关Q2和电子开关Q3导通时，虚拟中点为BC相的中点，此时测得的BC相电压即为BC线电压；步骤b，当电子开关Q2断开，电子开关Ql和电子开关Q3导通时，虚拟中点为AC相的中点，此时测得的AC相电压即为AC线电压；步骤c，当电子开关Q3断开，电子开关Ql和电子开关Ql导通时，虚拟中点为AB相的中点，此时测得的AB相电压即为AB线电压；步骤d，重复步骤a、步骤b、步骤c，电子开关Q1， 电子开关Q2和电子开关Q3轮流切换关断且切换关断的速度远大于交流电周期电子开关 Ql,电子开关Q2和电子开关Q3由高速单片机控制，可达100KHZ的开关速度远大于交流电的50HZ或者60HZ，还原交流电压的均方根值；步骤e，参见图2，由还原的交流电压的均方根值和已知三相交流电的120度相角并根据A、B、C三相的矢量图，求解出A、B、C三相交流电的相电压。参见图3，当C相电压高于A相和B相电压时，实线为本发明测量A、B、C三相交流电的相电压的结果，虚线为传统方法测量A、B、C三相交流电的相电压的结果。本发明测量 A、B、C三相交流电的相电压的结果比传统测量结果更准确。
权利要求
1.一种三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法，三相无中线三角型相电压测量电路包括电子开关和电阻，其特征在于电子开关Ql的一端与电阻R2连接，电子开关Q2的一端与电阻R4连接，电子开关Q3的一端与电阻R5连接，电子开关Ql的另一端分别与电子开关Q2的另一端、电子开关Q3的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法，其特征在于基于所述的三相无中线三角型相电压测量电路的三相无中线三角型相电压测量方法具体如下步骤a，当电子开关Ql断开，电子开关Q2和电子开关Q3导通时，虚拟中点为BC 相的中点，此时测得的BC相电压即为BC线电压；步骤b，当电子开关Q2断开，电子开关Ql 和电子开关Q3导通时，虚拟中点为AC相的中点，此时测得的AC相电压即为AC线电压；步骤c，当电子开关Q3断开，电子开关Ql和电子开关Ql导通时，虚拟中点为AB相的中点，此时测得的AB相电压即为AB线电压；步骤d，重复步骤a、步骤b、步骤c，电子开关Q1，电子开关Q2和电子开关Q3轮流切换关断且切换关断的速度远大于交流电周期，还原交流电压的均方根值；步骤e，由还原的交流电压的均方根值和已知三相交流电的120度相角并根据 A、B、C三相的矢量图，求解出A、B、C三相交流电的相电压。
全文摘要
本发明涉及电压测量技术领域，具体地说是一种三相无中线三角型相电压测量电路和测量方法，本发明的三相无中线三角型相电压测量电路包括电子开关和电阻，本发明同现有技术相比，在传统的电压取样电路的A、B、C三相中各串入一个电子开关，通过三个电子开关轮流切换关断来还原交流电压的均方根值，再由交流电压均方根值和三相交流电的120度相角并根据A、B、C三相的矢量图，求解出A、B、C三相交流电的相电压。
文档编号G01R19/00GK102539886SQ201210012788
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者李元兵 申请人:上海能巍电气科技有限公司