一种三相电能表接线方式的自适应方法技术

一种三相电能表接线方式的自适应方法，属于电能表终端技术领域，所述电能表包括MCU控制单元，借助计量处理单元与MCU控制单元连接的模拟数据采集单元，借助电源管理单元与MCU控制单元连接的开关电源单元以及与MCU控制单元连接的液晶显示单元、存储单元、通讯单元、按键单元、负荷控制单元和参考电压地切换控制单元，所述自适应方法包括采取三角形法和斜率法来判定三相电能表接线方式。使电能表的接线方式够实现三相三和三相四线的自适应。式够实现三相三和三相四线的自适应。式够实现三相三和三相四线的自适应。

【技术实现步骤摘要】
一种三相电能表接线方式的自适应方法


[0001]本专利技术属于电能表终端
，具体涉及一种三相电能表接线方式的自适应方法。

技术介绍

[0002]目前，市场存在着各种电压规格的电能表，例如国内三相电能表规格有三相四线3*220/380V电能表、3*57.7/100V电能表和三相三线3*100V电能表，而国外也是根据地区的不同，三相电能表在电压上有一定的区别。因此，需求者对三相电能表有不同的规格需求时，往往会对生产者造成很大的困扰，如生产者为满足不同的规格的三相电能表需求，在生产方面需要配备各种规格的物料和多条生产线，极易造成场地的浪费和仓储混乱，不利于公司的生产管理和生产效率的提升，甚至会造成资源的浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种三相电能表接线方式的自适应方法，通过对电能表接线方式的自动判定算法进行改进，使三相电能表能够自动适应三相三线或三相四线的接线方式，从而使三相电能表在初始化操作后不需重新校正计量参数，进而提高了三相电能表利用率。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种三相电能表接线方式的自适应方法，所述电能表包括MCU控制单元，借助计量处理单元与MCU控制单元连接的模拟数据采集单元，借助电源管理单元与MCU控制单元连接的开关电源单元以及与MCU控制单元连接的液晶显示单元、存储单元、通讯单元、按键单元、负荷控制单元和参考电压地切换控制单元，所述自适应方法包括以下步骤：步骤1，模拟数据采集单元按照频率f对三相线电压进行波形采集，在大于两个周波后进行数据读取，将一个周波上的波形数据点分别记为集合、、， W为一个周波的数据个数；集合、、借助线电压有效值公式进行计算，将计算结果分别记为U
ab
、U
bc
、U
ca
；同时，计量处理单元也对三相相电压进行采集和处理，并将处理后的数据读取为三相相电压有效值U
an
、U
bn
、U
cn
；步骤2，线电压有效值中的U
ab
、U
bc
和U
ca
满足任意两者之和大于第三者的条件，则执行步骤3，否则返回步骤1；步骤3，利用线电压有效值U
ab
、U
bc
、U
ca
进行绘制三角形，计算此三角形的外接圆半径L；步骤4，外接圆半径L分别与相电压有效值U
an
、U
bn
、U
cn
进行比较，如果至少一个数据不相等，则判定电能表的接线方式为三相四线并执行步骤5；反之执行步骤6；步骤5，判断U
an
、U
bn
、U
cn
之间是否都相等，如都相等，则判定电能表三相四线的接线
方式下未接入零线并进行报警；如不都相等，则判定电能表三相四线的接线方式正确；步骤6，采用遍历法分别查找出集合、、上过零的相邻两个点，对集合、、中过零的相邻两个点分别进行连线并计算各自的连线斜率，再将各自的连线斜率的计算结果记为K
a
、K
b
、K
c
；步骤7，判断K
a
、K
b
、K
c
之间是否都相等，如果都相等，则判定电能表的接线方式为三相四线；如不都相等，则执行步骤8；步骤8，判断K
a
、K
c
是否相等，如相等，则判定电能表的接线方式为三相三线；如不相等，则判定接线方式错误并进行报警。
[0005]进一步地，步骤1中集合、、的线电压有效值计算公式为：；；；其中，R1—R
W
取自集合的采样点；T1—T
W
取自集合的采样点；P1—P
W
取自集合的采样点。
[0006]进一步地，对步骤5和步骤7中三相四线接线方式的相电压U
an
、U
bn
、U
cn
进行判断，如三个电压中有一个大于70V，则判定电能表电压规格为3*220/380V，如三个电压都不大于70V，则判定电能表电压规格为3*57.7/100V。
[0007]进一步地，对步骤8中三相三线接线方式的电能表进行参考电压参考地的切换，方法是通过MCU控制单元控制参考电压地切换控制单元将电源地线由U
n
切换到U
b
。
[0008]进一步地，步骤3中绘制三角形和求外接圆半径L的方法包括：
①
.在坐标系中以F(0,0)点为起始点，以线电压有效值U
ab
的值在X轴上定位G(U
ab
,0)点，再将线电压有效值U
bc
、U
ca
的值做为三角形的另两边进行连接，连接点作为H(x1,y1) 点；
②
.利用坐标公式：，计算出H点坐标；
③
.在已知F、G、H三点坐标的情况下，根据三角形外心特性和方程组：
；计算出三角形外心N
´
(a,b)的坐标；
④
.根据求的三角形外心N
´
(a,b)的坐标，计算出外接圆半径L，即F点、G点、H点分别到N
´
点的距离。
[0009]进一步地，步骤6中对集合、、中过零的相邻两个点分别进行连线并计算各自的连线斜率，其各自的连线斜率计算方法包括：步骤Ⅰ.设集合中过零的相邻两个点为R
j (x j, y j
)、R
j+1
(x j+1
,y j+1
)；根据直线的斜率公式，R
j (x j, y j
)、R
j+1
(x j+1
,y j+1
) 两点之间连线的斜率计算公式为：；步骤Ⅱ.集合、中过零的相邻两个点之间连线的斜率计算公式参照步骤Ⅰ；步骤Ⅲ.在集合、、分别查找到过零的相邻两个点的数值，分别代入斜率计算公式中，就可以得出三相A、B、C的线电压斜率K
a 、K
b
、K
c
。
[0010]采用本专利技术产生的有益效果：通过对电能表接线方式的自动判定算法进行改进，使三相电能表能够自动适应三相三线或三相四线的接线方式，从而使三相电能表在初始化操作后不需重新校正计量参数，进而提高了三相电能表利用率；本专利技术的三相电能表适用范围很广，足以应付各种场合应用。
附图说明
[0011]图1是三相电能表的原理结构框图；图2是三相电能表上电的初始化执行流程图；图3是三相电能表的接线方式判断流程图；图4是三相电能表的负荷控制判断流程图；图5是三相电能表实施实例1的电压电流接线图；图6是三相电能表实施实例2的电压电流接线图；图7是三相电能表实施实例3的电压电流接线图 ；图8是本专利技术的三相线电压绘制三角形的原理图。
具体实施方式
[0012]参看附图1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相电能表接线方式的自适应方法，所述电能表包括MCU控制单元，借助计量处理单元与MCU控制单元连接的模拟数据采集单元，借助电源管理单元与MCU控制单元连接的开关电源单元以及与MCU控制单元连接的液晶显示单元、存储单元、通讯单元、按键单元、负荷控制单元和参考电压地切换控制单元，其特征在于所述自适应方法包括以下步骤：步骤1，模拟数据采集单元按照频率f对三相线电压进行波形采集，在大于两个周波后进行数据读取，将一个周波上的波形数据点分别记为集合、、， W为一个周波的数据个数；集合、、借助线电压有效值公式进行计算，将计算结果分别记为U
ab
、U
bc
、U
ca
；同时，计量处理单元也对三相相电压进行采集和处理，并将处理后的数据读取为三相相电压有效值U
an
、U
bn
、U
cn
；步骤2，线电压有效值中的U
ab
、U
bc
和U
ca
满足任意两者之和大于第三者的条件，则执行步骤3，否则返回步骤1；步骤3，利用线电压有效值U
ab
、U
bc
、U
ca
进行绘制三角形，计算此三角形的外接圆半径L；步骤4，外接圆半径L分别与相电压有效值U
an
、U
bn
、U
cn
进行比较，如果至少一个数据不相等，则判定电能表的接线方式为三相四线并执行步骤5；反之执行步骤6；步骤5，判断U
an
、U
bn
、U
cn
之间是否都相等，如都相等，则判定电能表三相四线的接线方式下未接入零线并进行报警；如不都相等，则判定电能表三相四线的接线方式正确；步骤6，采用遍历法分别查找出集合、、上过零的相邻两个点，对集合、、中过零的相邻两个点分别进行连线并计算各自的连线斜率，再将各自的连线斜率的计算结果记为K
a
、K
b
、K
c
；步骤7，判断K
a
、K
b
、K
c
之间是否都相等，如果都相等，则判定电能表的接线方式为三相四线；如不都相等，则执行步骤8；步骤8，判断K
a
、K
c
是否相等，如相等，则判定电能表的接线方式为三相三线；如不相等，则判定接线方式错误并进行报警。2.根据权利要求1所述的三相电能表接线方式的自适应方法，其特征在于：步骤1中集合、、的线电压有效值计算公式为：；；；其中，R1—R
W
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世勇，李峥，董聪，张权，孙天运，张磊，李涛，李席，李义真，李伟克，
申请(专利权)人：石家庄科林电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：