专利名称：三相不间断电源的电网掉电检测方法
技术领域：
本发明涉及交流逆变电源领域，尤其涉及三相不间断电源的电网掉电检测方法。
背景技术：
后备式UPS平时处于蓄电池充电状态，在电网掉电时逆变器紧急切换到工作状 态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，因此后备式UPS存在一个切换时间问 题。如何快速又准确无误地检测到电网掉电是后备式UPS的核心技术及难点。因为如果检 测时间过长，必然造成负载设备停止工作，则相当于UPS不起作用，如果检测快速则容易误 动作，造成市电与逆变频繁切换，以致损坏UPS。目前三相后备式UPS的电网掉电检测方法 与单相后备式UPS的电网掉电检测方法是相同，通常通过以下方法实现掉电检测
方法一、逐点检测法。采样到的瞬时电压值与软件内正弦表中的相应点进行比较，当出 现一段时间内瞬时电压值小于正弦表中的对应值，则认为是电网掉电。此方法是基于逆变 完全锁相于电网相位，而且在市电波形的零点附近时，由于实际值与比较值相近，造成检测 时间不固定，检测时间长短不固定。方法二、平均值检测法。对电压瞬时值进行累加一段时间后再求平均，如果此平均 值小于设定值，则认为是电网掉电。此方法在逆变锁相于电网相位的过程中仍可检测。检 测时间固定，但很难做到快速检测，此方法的检测时间大于4ms。而且当UPS的输入接发电 机时，由于发电机波形很差，因此为了识别发电机波形，需要很复杂的算法，或者通过增加 掉电检测时间来判断是否掉电，这样就不能及时判断电网是否掉电。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种三相不间断电源的电网掉电 检测方法，其能准确，快速检测出三相电掉电情况，检测时间稳定，并且系统可靠性强。本发明的目的通过以下技术措施实现三相不间断电源的电网掉电检测方法，包 括如下步骤
A 开始周期中断，处理器对已全波整流的三相电网电压进行实时采样； B 对采样到的三相瞬时电压值进行累加求和；
C:判断累加和是否小于设定的掉电检测点，如果三相瞬时电压值的累加和小于设定的 掉电检测点，则执行步骤G ；如果三相瞬时电压值的累加和大于或等于掉电检测点，则执行 步骤D;；
D 判断瞬时低压标志位是否为1，如果不为1，则执行步骤F;如果瞬时低压标志位为 1，则执行步骤E ；；
E 瞬时电压正常计数器增1，并判断瞬时电压正常计数器是否大于指定阈值N，如果小 于或等于N则结束本次掉电判断并等待下次周期中断；如果大于N，执行步骤F ；
F:瞬时低压标志位、低压计数器、瞬时电压正常计数器全部清零，结束，等待下次周期 中断；G 设置瞬时低压标志位为1，低压计数器增1 ；
H 判断低压计数器是否高于18，如果低压计数器大于或等于18则认为三相电网掉电， 如果低压计数器小于18，则结束本次掉电判断并等待下次周期中断。其中，A步骤中周期中断的时间间隔为UPS三相电网输入周期的1/180。其中，C步骤中掉电检测点的电压为220V对应的三相瞬时电压累加和的最小值
的一半。其中，步骤E中，N为4、5或6。其中，A步骤中处理器型号为TMS320LF2407的DSP。本发明的有益效果为三相不间断电源的电网掉电检测方法，包括如下步骤 A 开始周期中断，处理器对已全波整流的三相电网电压信号进行实时采样；
B 对采样到的三相瞬时电压值进行累加求和；
C:判断累加和是否小于设定的掉电检测点，如果三相瞬时电压值的累加和小于设定的 掉电检测点，则执行步骤G ；如果三相瞬时电压值的累加和大于或等于掉电检测点，则执行 步骤D;
D 判断瞬时低压标志位是否为1，如果不为1，则执行步骤F;如果瞬时低压标志位为 1，则执行步骤E ；
E 如果瞬时低压标志位为1，瞬时电压正常计数器增1，并判断瞬时电压正常计数器是 否大于指定阈值N，如果小于或等于N则结束本次掉电判断并等待下次周期中断；如果大于 N，执行步骤F;
F:瞬时低压标志位、低压计数器、瞬时电压正常计数器全部清零，结束，等待下次周期 中断；
G 设置瞬时低压标志位为1，低压计数器增1 ；
H 判断低压计数器是否高于18，如果低压计数器大于或等于18则认为三相电网掉电， 如果低压计数器小于18，则结束本次掉电判断并等待下次周期中断。本发明提出的方法利用三相电的特性，即任何时刻的三相瞬时电压的绝对值累加 和是在1. 732^2倍峰值电压范围内，因此累加和数值很大而且波动很小，本发明能准确，快 速检测出三相电掉电情况，检测时间固定，并且系统可靠性强。


图1是本发明提出的方法中三相电网电压分别经全波整流后的波形。图2是本发明提出的方法的检测流程图3是本发明应用于40KVA后备式UPS切换波形图； 图4是本发明的切换波形图； 附图标记
1——整流后Ub
2——整流后U12
3——整流后「人
4——40KVA后备式UPS的旁路空开后的A相电网波形5——40KVA后备式UPS的旁路空开后的B相电网波形
6——40KVA后备式UPS的旁路空开后的C相电网波形
7——40KVA后备式UPS逆变/旁路切换信号
8——40KVA后备式UPS逆变/旁路切换信号
9——40KVA后备式UPS的A相输出波形
10——40KVA后备式UPS的A相输入电网波形。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。如图2所示，三相不间断电源的电网掉电检测方法，包括如下步骤
A 开始周期中断，处理器对已全波整流的三相电网电压信号进行实时采样； B 对采样到的三相瞬时电压值进行累加求和；
C 判断累加和是否小于设定的掉电检测点1000，如果三相瞬时电压值的累加和小于 设定的掉电检测点1000，则执行步骤G ；如果三相瞬时电压值的累加和大于或等于1000，则 执行步骤D ；
D 判断瞬时低压标志位是否为1，如果不为1，则执行步骤F ；如果瞬时低压标志位为 1，则执行步骤E ；
E 瞬时电压正常计数器增1，并判断瞬时电压正常计数器是否大于指定阈值5，如果小 于或等于5则结束，等待下次周期中断；如果大于5 ，执行步骤F ；
F:瞬时低压标志位、低压计数器、瞬时电压正常计数器全部清零，结束，等待下次周期 中断；
G 设置瞬时低压标志位为1，低压计数器增1 ；
H 判断低压计数器是否高于18，如果低压计数器大于或等于 18则认为三相电网 掉电，如果低压计数器小于18则结束，等待下次周期中断。本实施例中对采样到的三相瞬时电压进行累加求和；判断此累加和是否小于 1000，如果小于1000则可能是要开始掉电，因此设置瞬时低压标志位，同时低压计数器增 1，进一步判断低压计数器是否大于18，大于18则是电网掉电，否则结束本次检测，等待下 次采样判断。对采样到的三相瞬时电压进行累加求和、如果三相瞬时电压累加和大于或者等于 1000，则可能是以下两种情况(1)三相电网正常，则瞬时低压标志位、低压计数器、瞬时电 压正常计数器清零，等待下次采样判断；(2)三相电网掉电过程中的干扰，则需要滤波，因 为不能保证电网掉电之后的2ms内没有干扰，即对掉电检测采取求概率的方法，检测23个 点中允许有5个点的干扰，然后同样等待下次采样判断。如果压标志位为0则三相电网正 常，如果压标志位为1则是三相电网掉电过程中的干扰。本实施例掉电检测点选1000的原因是
如图1所示，可以明显看出三相正弦波经过全波整流后是周期力”的波形，其三相电 压表达式分别为
权利要求
1.三相不间断电源的电网掉电检测方法，其特征在于包括如下步骤A 开始周期中断，处理器对已全波整流后的三相电网电压进行实时采样；B 对采样到的三相瞬时电压值进行累加求和；C:判断累加和是否小于设定的掉电检测点，如果三相瞬时电压值的累加和小于设定的 掉电检测点，则执行步骤G，如果三相瞬时电压值的累加和大于或等于掉电检测点，则执行 步骤D ；D 判断瞬时低压标志位是否为1，如果不为1，则执行步骤F，如果瞬时低压标志位为1， 则执行步骤E ；E 瞬时电压正常计数器增1，并判断瞬时电压正常计数器是否大于指定阈值N，如果小 于或等于N，则结束，等待下次周期中断，如果大于N，执行步骤F ；F:瞬时低压标志位、低压计数器、瞬时电压正常计数器全部清零，结束，等待下次周期 中断；G 设置瞬时低压标志位为1，低压计数器增1 ；H 判断低压计数器是否高于18，如果低压计数器大于或等于18则认为三相电网掉电， 如果低压计数器小于18则结束本次掉电判断并等待下次周期中断。
2.根据权利要求1所述的三相不间断电源的电网掉电检测方法，其特征在于A步骤 中周期中断的时间间隔为UPS三相电网输入周期的1/180。
3.根据权利要求2所述的三相不间断电源的电网掉电检测方法，其特征在于C步骤 中掉电检测点的电压为220V对应的三相瞬时电压累加和的最小值的一半。
4.根据权利要求3所述的三相不间断电源的电网掉电检测方法，其特征在于步骤E 中，N为4、5或6。
5.根据权利要求4所述的三相不间断电源的电网掉电检测方法，其特征在于A步骤 中处理器型号为TMS320LF2407的DSP。
全文摘要
本发明涉及交流逆变电源领域，尤其涉及三相不间断电源的电网掉电检测方法，对已全波整流的三相电网电压进行实时采样，一个工频周期采样180次，判断每次采样到的三相瞬时电压累加和是否低于设定的掉电检测点，如果UPS的三相输入电压已经持续2ms低压异常，则认为电网掉电。此发明利用三相电网的特性，即任何时刻的三相瞬时电压的绝对值累加和是在1.732~2倍峰值电压范围内，本发明能准确，快速检测出三相电掉电情况，检测时间稳定，并且系统可靠性强。
文档编号G01R31/08GK102116822SQ20101061538
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者王美力 申请人:易事特电力系统技术有限公司