专利名称：一种数字式三相交流电参数测量仪表的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及一种数字式三相交流电参数测量仪表，尤其涉及即可测量三相三线制接法又可测量三相四线制接法的交流工频信号的综合电参数测量仪表的接线方案。
背景技术：
目前，数字式三相电参数测量仪表有多种接线方案，不管是哪一种方案，测电流时无论是三相三线制还是三相四线制状态下，都要将交流工频信号的三个相线分别串联接入仪表，所以仪表具有6个电流端子。但是测量电压、功率或功率因数时的接线方式却有不同方案，一些数字电参数测量仪表用6个电压端子，三相三线制时将三个线电压各通过2个电压端子共6个电压端子接入仪表中，三相四线制时将三个相线分别与中线(N)配对接入仪表的6个电压端子，这种采用6电压端子的方案所用连接线和端子数较多；还有一些数字电参数测量仪表采用4个电压端子⑶”^队允三相三线制时将电压端子U2和Un端短接，再将交流工频信号的三个相线依次接入U1、U2、U3三个电压端子，三相四线制时，将交流工频信号的三个相线和中线依次接入这个4个电压端子，这种采用4电压端子的方案在三相三线制时，只能直接测量2个线电压，第三个线电压需要通过计算得到，会影响测算精度。
发明内容本实用新型的目的是提供一种数字式三相交流电参数测量仪表的新接线方案，是可以测量三相三线制和三相四线制的交流工频信号综合电参数的接线方案。实现上述目的的技术方案是:数字式三相交流电参数测量仪表设置5个电压端子U1、U2、U3、U0和UR，6个电流端子I1、I1R、12、I2R、13、I3R。在仪表内部端子的连接方式为:U1和UO之间、U2和UO之间、U3和UR之间分别通过一个分压电阻串联一个电压互感器的一次侧线圈相连；Il和IlR之间、12和I2R之间、13和I3R之间分别通过一个电流互感器的一次侧相连。本实用新型的一种数字式三相交流电参数测量仪表相比已有的仪表的测量接线方案具有如下有益效果:在三相三线制时，三个线电压是直接测量的，不必由2个线电压结合夹角通过数学运算计算第3个线电压。

图1是仪表内端子的连接方式图。图2是三相三线制时仪表外电压端子的连接方式图。图3是三相四线制时仪表外电压端子的连接方式图。图4是三相三线制时仪表外电流端子的连接方式图。图5是三相四线制时仪表外电流端子的连接方式图。图6是相电压和线电压标值构成的几何关系图。图7是相电压和相电流之间的夹角关系图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案及原理进一步描述:数字式三相交流电参数测量仪表有5个电压端子U1、U2、U3、U0和UR，6个电流端子I1、I1R、I2、I2R、I3、I3R。在仪表内步端子的连接方式为:U1和UO之间、U2和UO之间、U3和UR之间分别通过一个分压电阻串联一个电压互感器的一次侧线圈相连；11和IlR之间、12和I2R之间、13和I3R之间分别通过一个电流互感器的一次侧相连。三相三线制测量时的电压端子的仪表外连接方式为:如图2，A为无高压衰减用电压互感器时的连接图，B为有高压衰减用电压互感器时的连接图，将电压端子Ul和UR，U2和U3分别用导线短接，A和B分别将未衰减和衰减的交流工频信号的三个相线依次接入U1、U2、U0这3个电压端子中，三相三线制测量时的电流端子的仪表外连接方式为:如图4，A为无大电流衰减用电流互感器时的连接图，B为有大电流衰减用电流互感器的连接图，A中将工频信号的三个相线分别截断后3个断面的两头各自接入电流端子Il和I IR、12和I2R、13和I3R ；B中将二个衰减用电流互感器的各自的输出两端分别连接在电流端子Il和13、12和13，再将3个电流端子I1R、I2R和I3R用导线短接。三相三线制测量原理:单片的AD芯片可以测量电压瞬时值和有效值、电流瞬时值和有效值以及电能采样值(电能为电压与电流的点积)，根据图2的接线方式，可以直接测得三相交流工频信号的线电压UAB、UBC, Uca,因为三个相电压UAB、UBC, Uca各施加于一个电阻串联一个电压互感器通路的两端，也可以直接测得线电流IA、IB、Ic以及线电压和线电流的点积P2> P3O因为三相交流工频信号的有功功率P= UA*IA*Cos a + UB*IB *Cos β +Uc*Ic*Cos Y，无功功率Q=UA* IA*Sina + UB*IB *Sin3 + Uc*Ic*Sin γ，其中 UA、UB、UC是相电压，如图7，a、β、Y分别是各相的相电压和电流之间的夹角，已知线电压1、％。、Ua，计算相电压UA、UB、Uc，可以建立一个数学模型，如图6，设Uab' Ubc, Uca分别为a、b、c, UA、UB、Uc分别为x, y, z，在Λ ABC中，已知三边的长度为a、b、c，Z AOB= Z AOC= Z B0C=120°，通过数学几何关系可以求得X、y、z的值，即可以求得相电压UA、UB、Uc;由于线电压和线电流的点积P1^ P2> P3已知，那么其夹角的余弦值CosC 1= P1/( U渉IA)，UA、UB、UC已知即可求得CosC
2,Cos a =Cos ( !一 <t 2),同理可求得Cos β、Cos Y ,这样就可以计算出有功功率和无功功率了，视在功率(S= (P2+Q2) 1/2)和功率因数(C=P/S)也可求得。三相四线制测量时的电压端子的仪表外连接方式为:如图3，A为无高压衰减用电压互感器时的连接图，B为有高压衰减用电压互感器时的连接图，将电压端子UR和UO用导线短接，A和B分别将未衰减和衰减的工频信号的三个相线和中线依次接入电压端子U1、U2、U3和U0，三相四线制测量时的电流端子的仪表外连接方式为:如图5，A为无大电流衰减用电流互感器时的连接图，B为有大电流衰减用电流互感器的连接图，A中将工频信号的三个相线分别截断后3个断面的两头各自接入电流端子Il和I IR、12和I2R、I3和I3R ；B中将三个衰减用电流互感器的各自的输出两端分别连接在电流端子Il和I IR、12和I2R、13和I3R。三相四线制测量原理:如图3，可以直接测量相电压(队、％、％)、相电流(14、IB、Ic)的有效值以及相电压和电流的点积(也就是3个单相的有功功率P1、P2、P3)，三相交流工频信号的有功功率P=P1+P2+P3 ;视在功率S=UA*IA+ Ub *Ib+ Uc *1。，功率因数C=P/S和无功功率 Q= (S2-P2) 1/2。
权利要求1.一种数字式三相交流电参数测量仪表，其特征在于:设置5个电压端子Ul、U2、U3、UO和UR，6个电流端子I1、I1R、12、I2R、13、I3R ;在仪表内部端子的连接方式为:U1和UO之间、U2和UO之间、U3和UR之间分别通过一个分压电阻串联一个电压互感器的一次侧线圈相连；11和IlR之间、12和I2R之间、13和I3R之间分别通过一个电流互感器的一次侧相连。
专利摘要本实用新型公开一种数字式三相交流电参数测量仪表，设置5个电压端子U1、U2、U3、U0和UR，6个电流端子I1、I1R、I2、I2R、I3、I3R。在仪表内部端子的连接方式为U1和U0之间、U2和U0之间、U3和UR之间分别通过一个分压电阻串联一个电压互感器的一次侧线圈相连；I1和I1R之间、I2和I2R之间、I3和I3R之间分别通过一个电流互感器的一次侧相连。与此相应的仪表外的端子连接方式按三相三线制和三相四线制分别作了介绍。本接线方案在三相三线制时3个线电压可以直接测量。
文档编号G01R21/133GK202948051SQ201220479968
公开日2013年5月22日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者廖晓东, 蔡坚勇, 洪亲 申请人:福建师范大学