專(zhuān)利名稱(chēng)：三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流逆變電源領(lǐng)域，尤其涉及三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
后備式UPS平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在電網(wǎng)掉電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀 態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS存在一個(gè)切換時(shí)間問(wèn) 題。如何快速又準(zhǔn)確無(wú)誤地檢測(cè)到電網(wǎng)掉電是后備式UPS的核心技術(shù)及難點(diǎn)。因?yàn)槿绻麢z 測(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，必然造成負(fù)載設(shè)備停止工作，則相當(dāng)于UPS不起作用，如果檢測(cè)快速則容易誤 動(dòng)作，造成市電與逆變頻繁切換，以致?lián)p壞UPS。目前三相后備式UPS的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法 與單相后備式UPS的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法是相同，通常通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)掉電檢測(cè)
方法一、逐點(diǎn)檢測(cè)法。采樣到的瞬時(shí)電壓值與軟件內(nèi)正弦表中的相應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行比較，當(dāng)出 現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)電壓值小于正弦表中的對(duì)應(yīng)值，則認(rèn)為是電網(wǎng)掉電。此方法是基于逆變 完全鎖相于電網(wǎng)相位，而且在市電波形的零點(diǎn)附近時(shí)，由于實(shí)際值與比較值相近，造成檢測(cè) 時(shí)間不固定，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短不固定。方法二、平均值檢測(cè)法。對(duì)電壓瞬時(shí)值進(jìn)行累加一段時(shí)間后再求平均，如果此平均 值小于設(shè)定值，則認(rèn)為是電網(wǎng)掉電。此方法在逆變鎖相于電網(wǎng)相位的過(guò)程中仍可檢測(cè)。檢 測(cè)時(shí)間固定，但很難做到快速檢測(cè)，此方法的檢測(cè)時(shí)間大于4ms。而且當(dāng)UPS的輸入接發(fā)電 機(jī)時(shí)，由于發(fā)電機(jī)波形很差，因此為了識(shí)別發(fā)電機(jī)波形，需要很復(fù)雜的算法，或者通過(guò)增加 掉電檢測(cè)時(shí)間來(lái)判斷是否掉電，這樣就不能及時(shí)判斷電網(wǎng)是否掉電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電 檢測(cè)方法，其能準(zhǔn)確，快速檢測(cè)出三相電掉電情況，檢測(cè)時(shí)間穩(wěn)定，并且系統(tǒng)可靠性強(qiáng)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，包 括如下步驟
A 開(kāi)始周期中斷，處理器對(duì)已全波整流的三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣； B 對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓值進(jìn)行累加求和；
C:判斷累加和是否小于設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)，如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和小于設(shè)定的 掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行步驟G ；如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和大于或等于掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行 步驟D;；
D 判斷瞬時(shí)低壓標(biāo)志位是否為1，如果不為1，則執(zhí)行步驟F;如果瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為 1，則執(zhí)行步驟E ；；
E 瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器增1，并判斷瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器是否大于指定閾值N，如果小 于或等于N則結(jié)束本次掉電判斷并等待下次周期中斷；如果大于N，執(zhí)行步驟F ；
F:瞬時(shí)低壓標(biāo)志位、低壓計(jì)數(shù)器、瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器全部清零，結(jié)束，等待下次周期 中斷；G 設(shè)置瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1，低壓計(jì)數(shù)器增1 ；
H 判斷低壓計(jì)數(shù)器是否高于18，如果低壓計(jì)數(shù)器大于或等于18則認(rèn)為三相電網(wǎng)掉電， 如果低壓計(jì)數(shù)器小于18，則結(jié)束本次掉電判斷并等待下次周期中斷。其中，A步驟中周期中斷的時(shí)間間隔為UPS三相電網(wǎng)輸入周期的1/180。其中，C步驟中掉電檢測(cè)點(diǎn)的電壓為220V對(duì)應(yīng)的三相瞬時(shí)電壓累加和的最小值
的一半。其中，步驟E中，N為4、5或6。其中，A步驟中處理器型號(hào)為T(mén)MS320LF2407的DSP。本發(fā)明的有益效果為三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，包括如下步驟 A 開(kāi)始周期中斷，處理器對(duì)已全波整流的三相電網(wǎng)電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣；
B 對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓值進(jìn)行累加求和；
C:判斷累加和是否小于設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)，如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和小于設(shè)定的 掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行步驟G ；如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和大于或等于掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行 步驟D;
D 判斷瞬時(shí)低壓標(biāo)志位是否為1，如果不為1，則執(zhí)行步驟F;如果瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為 1，則執(zhí)行步驟E ；
E 如果瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1，瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器增1，并判斷瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器是 否大于指定閾值N，如果小于或等于N則結(jié)束本次掉電判斷并等待下次周期中斷；如果大于 N，執(zhí)行步驟F;
F:瞬時(shí)低壓標(biāo)志位、低壓計(jì)數(shù)器、瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器全部清零，結(jié)束，等待下次周期 中斷；
G 設(shè)置瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1，低壓計(jì)數(shù)器增1 ；
H 判斷低壓計(jì)數(shù)器是否高于18，如果低壓計(jì)數(shù)器大于或等于18則認(rèn)為三相電網(wǎng)掉電， 如果低壓計(jì)數(shù)器小于18，則結(jié)束本次掉電判斷并等待下次周期中斷。本發(fā)明提出的方法利用三相電的特性，即任何時(shí)刻的三相瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值累加 和是在1. 732^2倍峰值電壓范圍內(nèi)，因此累加和數(shù)值很大而且波動(dòng)很小，本發(fā)明能準(zhǔn)確，快 速檢測(cè)出三相電掉電情況，檢測(cè)時(shí)間固定，并且系統(tǒng)可靠性強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明提出的方法中三相電網(wǎng)電壓分別經(jīng)全波整流后的波形。圖2是本發(fā)明提出的方法的檢測(cè)流程圖3是本發(fā)明應(yīng)用于40KVA后備式UPS切換波形圖； 圖4是本發(fā)明的切換波形圖； 附圖標(biāo)記
1——整流后Ub
2——整流后U12
3——整流后「人
4——40KVA后備式UPS的旁路空開(kāi)后的A相電網(wǎng)波形5——40KVA后備式UPS的旁路空開(kāi)后的B相電網(wǎng)波形
6——40KVA后備式UPS的旁路空開(kāi)后的C相電網(wǎng)波形
7——40KVA后備式UPS逆變/旁路切換信號(hào)
8——40KVA后備式UPS逆變/旁路切換信號(hào)
9——40KVA后備式UPS的A相輸出波形
10——40KVA后備式UPS的A相輸入電網(wǎng)波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖2所示，三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，包括如下步驟
A 開(kāi)始周期中斷，處理器對(duì)已全波整流的三相電網(wǎng)電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣； B 對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓值進(jìn)行累加求和；
C 判斷累加和是否小于設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)1000，如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和小于 設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)1000，則執(zhí)行步驟G ；如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和大于或等于1000，則 執(zhí)行步驟D ；
D 判斷瞬時(shí)低壓標(biāo)志位是否為1，如果不為1，則執(zhí)行步驟F ；如果瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為 1，則執(zhí)行步驟E ；
E 瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器增1，并判斷瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器是否大于指定閾值5，如果小 于或等于5則結(jié)束，等待下次周期中斷；如果大于5 ，執(zhí)行步驟F ；
F:瞬時(shí)低壓標(biāo)志位、低壓計(jì)數(shù)器、瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器全部清零，結(jié)束，等待下次周期 中斷；
G 設(shè)置瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1，低壓計(jì)數(shù)器增1 ；
H 判斷低壓計(jì)數(shù)器是否高于18，如果低壓計(jì)數(shù)器大于或等于 18則認(rèn)為三相電網(wǎng) 掉電，如果低壓計(jì)數(shù)器小于18則結(jié)束，等待下次周期中斷。本實(shí)施例中對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓進(jìn)行累加求和；判斷此累加和是否小于 1000，如果小于1000則可能是要開(kāi)始掉電，因此設(shè)置瞬時(shí)低壓標(biāo)志位，同時(shí)低壓計(jì)數(shù)器增 1，進(jìn)一步判斷低壓計(jì)數(shù)器是否大于18，大于18則是電網(wǎng)掉電，否則結(jié)束本次檢測(cè)，等待下 次采樣判斷。對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓進(jìn)行累加求和、如果三相瞬時(shí)電壓累加和大于或者等于 1000，則可能是以下兩種情況(1)三相電網(wǎng)正常，則瞬時(shí)低壓標(biāo)志位、低壓計(jì)數(shù)器、瞬時(shí)電 壓正常計(jì)數(shù)器清零，等待下次采樣判斷；(2)三相電網(wǎng)掉電過(guò)程中的干擾，則需要濾波，因 為不能保證電網(wǎng)掉電之后的2ms內(nèi)沒(méi)有干擾，即對(duì)掉電檢測(cè)采取求概率的方法，檢測(cè)23個(gè) 點(diǎn)中允許有5個(gè)點(diǎn)的干擾，然后同樣等待下次采樣判斷。如果壓標(biāo)志位為0則三相電網(wǎng)正 常，如果壓標(biāo)志位為1則是三相電網(wǎng)掉電過(guò)程中的干擾。本實(shí)施例掉電檢測(cè)點(diǎn)選1000的原因是
如圖1所示，可以明顯看出三相正弦波經(jīng)過(guò)全波整流后是周期力”的波形，其三相電 壓表達(dá)式分別為
權(quán)利要求
1.三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟A 開(kāi)始周期中斷，處理器對(duì)已全波整流后的三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣；B 對(duì)采樣到的三相瞬時(shí)電壓值進(jìn)行累加求和；C:判斷累加和是否小于設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)，如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和小于設(shè)定的 掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行步驟G，如果三相瞬時(shí)電壓值的累加和大于或等于掉電檢測(cè)點(diǎn)，則執(zhí)行 步驟D ；D 判斷瞬時(shí)低壓標(biāo)志位是否為1，如果不為1，則執(zhí)行步驟F，如果瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1， 則執(zhí)行步驟E ；E 瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器增1，并判斷瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器是否大于指定閾值N，如果小 于或等于N，則結(jié)束，等待下次周期中斷，如果大于N，執(zhí)行步驟F ；F:瞬時(shí)低壓標(biāo)志位、低壓計(jì)數(shù)器、瞬時(shí)電壓正常計(jì)數(shù)器全部清零，結(jié)束，等待下次周期 中斷；G 設(shè)置瞬時(shí)低壓標(biāo)志位為1，低壓計(jì)數(shù)器增1 ；H 判斷低壓計(jì)數(shù)器是否高于18，如果低壓計(jì)數(shù)器大于或等于18則認(rèn)為三相電網(wǎng)掉電， 如果低壓計(jì)數(shù)器小于18則結(jié)束本次掉電判斷并等待下次周期中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，其特征在于A步驟 中周期中斷的時(shí)間間隔為UPS三相電網(wǎng)輸入周期的1/180。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，其特征在于C步驟 中掉電檢測(cè)點(diǎn)的電壓為220V對(duì)應(yīng)的三相瞬時(shí)電壓累加和的最小值的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，其特征在于步驟E 中，N為4、5或6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，其特征在于A步驟 中處理器型號(hào)為T(mén)MS320LF2407的DSP。
全文摘要
本發(fā)明涉及交流逆變電源領(lǐng)域，尤其涉及三相不間斷電源的電網(wǎng)掉電檢測(cè)方法，對(duì)已全波整流的三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，一個(gè)工頻周期采樣180次，判斷每次采樣到的三相瞬時(shí)電壓累加和是否低于設(shè)定的掉電檢測(cè)點(diǎn)，如果UPS的三相輸入電壓已經(jīng)持續(xù)2ms低壓異常，則認(rèn)為電網(wǎng)掉電。此發(fā)明利用三相電網(wǎng)的特性，即任何時(shí)刻的三相瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值累加和是在1.732~2倍峰值電壓范圍內(nèi)，本發(fā)明能準(zhǔn)確，快速檢測(cè)出三相電掉電情況，檢測(cè)時(shí)間穩(wěn)定，并且系統(tǒng)可靠性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102116822SQ20101061538
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者王美力 申請(qǐng)人:易事特電力系統(tǒng)技術(shù)有限公司