本发明涉及功率采集，尤其涉及一种三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法及装置。
背景技术：
1、交流转辙机是铁路信号控制系统中的一种采用三相交流电源为执行道岔转换、机械锁闭道岔并提供道岔开通位置的机电一体化装置，通过对其进行控制，达到操纵室外道岔开通至指定位置的目的。
2、继电器电气执行电路实现功率采集的方案主要靠信号集中监测系统通过电流传感器和道岔功率采集器对转辙机动作道岔时的三相电流进行采集。如图6采集原理图所示，电流传感器通过串联在道岔断相保护器（dbq）后级与1dqj（1dqjf）接线之间，进而测量出电动转辙机的三相电流和动作时间。电压以高阻加光隔方式采集，保证采集单元与被监测设备之间可靠的电气隔离。道岔功率采集器将采集到的电压电流换算为功率，并以曲线图的方式展现。
3、现有的功率采集均采用外接的采集设备进行采集，不能够实现道岔模块一体化控制单元在正、反装不同条件下独立进行功率采集的效果。
技术实现思路
1、本发明提供了一种三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有通过外接采集设备进行功率采集的方式存在的不能在道岔正、反装条件下独立进行功率采集的问题。
2、为解决上述问题，本发明技术方案之一是通过以下方式来实现的：一种三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法，包括以下步骤：
3、采集三相电源的电压值、电流值和正弦曲线：其中采集电压包括ab相线电压采集电路采集的uab，bc相线电压采集电路采集的ubc，ac相线电压采集电路采集的uac，cb相线电压采集电路采集的ucb；采集电流包括a相电流采集电路采集的电流ia，b相电流采集电路采集的电流ib，c相电流采集电路采集的电流ic；
4、采集相位角：根据电压电流的正弦曲线采集线电压与电流的过零点之间时间差并将其转换为相位角，此处采集相位角不区分正装和反装的条件，均按照正装进行采集；
5、输出识别条件：其中识别条件包括识别条件1，交流转辙机室外正装；和识别条件2，交流转辙机室外反装；
6、根据输出识别条件的结果，判断交流转辙机室外是否正装；响应于是，则直接以采集到的相位角计算得到对应功率因子；响应与否，则根据矢量关系将采集到的相位角进行转换后计算得到对应反装的功率因子，并计算得到交流转辙机在正、反装时的功率；
7、其中，交流转辙机正装时，根据相位角计算功率因子的方程式如下：
8、，
9、为功率因子，为线电压与线电流之间相位角的余弦值；
10、其中，交流转辙机反装时，根据相位角计算功率因子的方程式如下：
11、 。
12、上述包括：交流转辙机正装时，线电压uab、ubc与相电压ua、ub、uc的矢量关系为：
13、，
14、，
15、正装时三相电机功率的计算过程为：
16、，
17、，
18、当三相电源a、b、c三相平衡时：
19、，
20、其中，pa为a相功率，pb为b相功率，pc为c相功率，uab为ab相线电压采集电路采集到的线电压，ubc为bc相线电压采集电路采集到的线电压，ia为a相电流采集电路采集到的电流，ib为b相电流采集电路采集到的电流。
21、上述包括：交流转辙机反装时，线电压uac、ucb与相电压ua、ub、uc的矢量关系为：
22、，
23、，
24、反装时功率的计算过程为：
25、，
26、，
27、当三相电源a、b、c三相平衡时：
28、，
29、当三相电源a、b、c三相不平衡时：
30、，
31、其中，pa为a相功率，pb为b相功率，pc为c相功率，uac为ac相线电压采集电路采集到的线电压，ucb为cb相线电压采集电路采集到的线电压，ia为a相电流采集电路采集到的电流，ic为c相电流采集电路采集到的电流。
32、本发明技术方案之二是通过以下方式实现的：一种三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集装置，包括，三相动作电源、全电子道岔执行单元、执行背板和交流转辙机，三相动作电源输出三相电源至全电子道岔执行单元；全电子道岔执行单元包括电流采集单元、电压采集单元和cpu；
33、电流采集单元，采集三相电源的电流值并输出；其中采集的电流包括，a相电流采集电路采集的电流ia，b相电流采集电路采集的电流ib，c相电流采集电路采集的电流ic；
34、电压采集单元，采集三相电源的两相之间的线电压值并输出；其中，采集的线电压包括，ab相线电压采集电路采集的uab，bc相线电压采集电路采集的ubc，ac相线电压采集电路采集的uac，cb相线电压采集电路采集的ucb；
35、相位角采集单元，采集相位角：根据电压电流的正弦曲线采集线电压与电流的过零点之间时间差并将其转换为相位角，此处采集相位角不区分正装和反装的条件，均按照正装进行采集；
36、执行背板，输出识别条件；其中识别条件包括识别条件1，交流转辙机室外正装；和识别条件2，交流转辙机室外反装；
37、cpu，根据输出识别条件的结果，判断交流转辙机室外是否正装；响应于是，则直接以采集到的相位角计算得到对应功率因子；响应与否，则根据矢量关系将采集到的相位角进行转换后计算得到对应反装的功率因子，并计算得到交流转辙机在正、反装时的功率。
38、上述全电子道岔执行单元还包括控制输出模块和定反位转换模块；
39、控制输出模块与三相动作电源的输出端连接，控制三相动作电源的输出，驱动室外交流转辙机的三相电机的启动和停止；
40、定反位转换模块用于选择输出方向，决定交流转辙机向定位/反位转动。
41、上述还包括x1-x5线，用于全电子道岔执行单元与交流转辙机的连接，道岔转换时作为电源输出驱动线路，道岔转换完成后作为道岔位置的表示线路。
42、本发明与现有技术相比具有以下优点：
43、1、本发明通过采集三相动作电源输入端的电压电流得到相位角，将相位角与识别条件进行匹配，若相位角和识别条件一致，则根据正、反装的功率计算公式的得到对应的功率，若相位角和识别条件不一致，则根据矢量关系将采集到的相位角进行转换后计算后，再根据正、反装的功率计算公式得到对应的功率，由此，本发明通过正、反装的功率关系进行转换，不需要区分正、反装条件下的电压与电流的时序关系，实施方式简单，不需要外接采集设备，即可实现道岔在正、反装条件下的功率采集。
44、2、本发明装置结构简单，通过将全电子道岔执行单元作为一个整体，在不改变内部接配线和电路的基础上，仅通过在三相动作电源输入端和全电子道岔执行单元输出端换线，实现交流转辙机正、反装功能转换后的瞬间功率参数的采集和计算。
45、3、本发明中全电子道岔执行单元采用计算机控制技术代替了现有继电器执行电路，实现对室外交流转辙机的控制和监督功能，达到操纵室外道岔至指定位置的目的。
1.一种三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法，其特征在于，包括：交流转辙机反装时，线电压uac、ucb与相电压ua、ub、uc的矢量关系为：
4.一种实施如权利要求1至3任意一项所述三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集方法的装置，其特征在于，包括，三相动作电源、全电子道岔执行单元、执行背板和交流转辙机，三相动作电源输出三相电源至全电子道岔执行单元；全电子道岔执行单元包括电流采集单元、电压采集单元和cpu；
5.根据权利要求4所述的三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集装置，其特征在于，全电子道岔执行单元还包括控制输出模块和定反位转换模块；
6.根据权利要求4所述的三相五线制交流转辙机正、反装的功率采集装置，其特征在于，还包括x1-x5线，用于全电子道岔执行单元与交流转辙机的连接，道岔转换时作为电源输出驱动线路，道岔转换完成后作为道岔位置的表示线路。
