CN114660500B - 一种三相监测保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种三相监测保护系统，属于三相交流电源技术领域，包括：信息获取模块，用于获取AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序；故障检测模块，用于基于AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，判断三相交流电源是否发生故障；电源保护模块，用于在故障检测模块判断三相交流电源发生故障时，对三相交流电源执行保护措施，具有对三相交流电源的运行状态进行监测，保护电力系统的优点。

Description

一种三相监测保护系统

技术领域

本发明主要涉及三相交流电源技术领域，具体地说，涉及一种三相监测保护系统。

背景技术

随着科学技术的发展，电器设备的普及，人民的生活得到了大幅度的提高，但人们对这些电器设备需求的增加，也就造成了电力系统越来越复杂。目前，电力系统的供电方式大多采用三相制，如果发生某一相断线或错相连接，便会产生缺相或错相的不正常运行状态，另外，由于一些大功率电器等的冲击性负荷工作对电网造成干扰，产生过压、欠压、过流、欠流等现象，都会对电源产生影响。如果用电设备长时间处于这种情况下工作，轻则损坏用电设备，重则引发火灾，危机人身安全。因此对三相交流电源进行监测具有很重要的现实意义。

因此，需要提供一种三相监测保护系统，用于对三相交流电源的运行状态进行监测，保护电力系统。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种三相监测保护系统，包括：信息获取模块，包括第一线电压监测单元、第二线电压监测单元、第三线电压监测单元、第一相电压监测单元、第二相电压监测单元、第三相电压监测单元及相序检测单元，所述第一线电压监测单元用于采集三相交流电源的AB线电压，所述第二线电压监测单元用于采集所述三相交流电源的AC线电压，所述第三线电压监测单元用于采集所述三相交流电源的BC线电压，所述第一相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的A相电压，所述第二相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的B相电压，所述第三相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的C相电压，所述相序检测单元用于采集所述三相交流电源的相序；故障检测模块，用于基于所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压、所述A相电压、所述B相电压、所述C相电压及所述相序，判断所述三相交流电源是否发生故障；电源保护模块，用于在所述故障检测模块判断所述三相交流电源发生故障时，对所述三相交流电源执行保护措施。

可以理解的，一种三相监测保护系统通过获取AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序；故障检测模块，用于基于AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，判断三相交流电源是否发生故障，并在判断三相交流电源发生故障时，对三相交流电源进行保护措施，保护电力系统。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括过电压检测单元，所述过电压检测单元用于：判断所述A相电压是否大于A相电压最大阈值；若所述A相电压大于所述A相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述A相电压小于或等于所述A相电压最大阈值，判断所述B相电压是否大于B相电压最大阈值；若所述B相电压大于所述B相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述B相电压小于或等于所述B相电压最大阈值，判断所述C相电压是否大于C相电压最大阈值；若所述C相电压大于所述C相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括欠电压检测单元，所述欠电压检测单元用于：判断所述A相电压是否小于A相电压最小阈值；若所述A相电压小于所述A相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述A相电压大于或等于所述A相电压最小阈值，判断所述B相电压是否小于B相电压最小阈值；若所述B相电压小于所述B相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述B相电压大于或等于所述B相电压最小阈值，判断所述C相电压是否小于C相电压最小阈值；若所述C相电压小于所述C相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括失压检测单元，所述失压检测单元用于：判断所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中的至少一个是否小于预设相电压阈值；若所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中的至少一个小于预设相电压阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括缺相检测单元，所述缺相检测单元用于：判断所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中至少一个的值是否为0；若所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中至少一个的值为0，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括三相不平衡检测单元，所述三相不平衡检测单元用于：基于多个时间段的所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压，获取当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线；基于所述当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线，确定在所述当前周期内的A相电压幅值、B相电压幅值及C相电压幅值；判断所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值是否大于相电压差值最大阈值；若所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值小于或等于所述相电压差值最大阈值，判断所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值是否大于所述相电压差值最大阈值；若所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；若所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值小于或等于所述相电压差值最大阈值，判断所述B相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值是否大于所述相电压差值最大阈值；若所述B相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述故障检测模块包括相序检测单元，所述相序检测单元用于：判断所述相序是否符合预设规则；若所述相序不符合所述预设规则，确定所述三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，所述相序检测单元基于多个时间段的所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压，确定当前周期的相序。

在一些实施例中，所述电源保护模块包括控制器、三极管开关及继电器，所述继电器包括第一常闭触点、第二常闭触点及第三常闭触点，所述第一常闭触点串联在所述三相交流电源的A相与外接负载之间，所述第二常闭触点串联在所述三相交流电源的B相与外接负载之间，所述第三常闭触点串联在所述三相交流电源的C相与外接负载之间，所述三极管开关串联在外接电源与所述继电器的线圈之间；所述控制器用于在所述故障检测模块确定所述三相交流电源发生故障时，输出控制信号至所述三极管开关，使所述三极管开关处于闭合状态。

在一些实施例中，所述故障检测模块还用于通过机器学习模型基于所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压、所述A相电压、所述B相电压、所述C相电压及所述相序，判断所述三相交流电源是否发生故障。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的一种三相监测保护系统的应用场景示意图；

图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的示例性的框图；

图3是根据本申请一些实施例所示的一种三相监测保护系统的示例性的框图；

图4是根据本申请一些实施例所示的实时故障确定子模型及未来故障确定子模型的示意图。

图中，100、应用场景；110、处理设备；120、网络；130、用户终端；140、存储设备；150、信息获取装置；160、电源保护装置；210、处理器；220、只读存储器；230、随机存储器；240、通信端口；250、输入/输出接口；260、硬盘。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。应当理解，给出这些示例性的实施例仅仅是为了使相关领域的技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形， “一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块或单元做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块或单元可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

图1是根据本申请一些实施例所示的一种三相监测保护系统的应用场景100示意图。

如图1所示，应用场景100可以包括处理设备110、网络120、用户终端130、存储设备140、信息获取装置150和电源保护装置160。

在一些实施例中，处理设备110可以用于处理与三相监测保护相关的信息和/或数据。例如，处理设备110可以基于AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，判断三相交流电源是否发生故障。在一些实施例中，处理设备110可以是区域的或者远程的。例如，处理设备110可以通过网络120访问存储于用户终端130和存储设备140中的信息和/或资料。在一些实施例中，处理设备110可以直接与用户终端130和存储设备140连接以访问存储于其中的信息和/或资料。在一些实施例中，处理设备110可以在云平台上执行。在一些实施例中，处理设备110可以包含处理器210，处理器210可以包含一个或多个子处理器（例如，单芯处理设备或多核多芯处理设备）。仅仅作为范例，处理器210可包含中央处理器（CPU）、专用集成电路（ASIC）等或以上任意组合。

网络120可促进应用场景100中数据和/或信息的交换。在一些实施例中，应用场景100中的一个或多个组件（例如，处理设备110、用户终端130、存储设备140和信息获取装置150）可以通过网络120发送数据和/或信息给应用场景100中的其他组件。例如，处理设备110可以通过网络120将判断三相交流电源是否发生故障的结果通过网络120发送至用户终端130。在一些实施例中，网络120可以是任意类型的有线或无线网络。例如，网络120可以包括缆线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内部网络、网际网络、蓝牙网络、ZigBee网络、近场通讯（NFC）网络等或以上任意组合。

用户终端130为用户使用的终端设备。在一些实施例中，用户终端130可以包括移动装置、平板电脑、笔记本电脑等中的一种或其任意组合。在一些实施例中，移动装置可以包括可穿戴装置、智能行动装置、虚拟实境装置、增强实境装置等或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴装置可以包括智能手环、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能背包、智能手柄等或其任意组合。在一些实施例中，智能行动装置可以包括智能电话、个人数字助理（PDA）、游戏装置、导航装置、POS装置等或其任意组合。在一些实施例中，用户可以通过用户终端130发送调整指令至处理设备110，处理设备110可以基于调整指令调整A相电压最大阈值、B相电压最大阈值、C相电压最大阈值、A相电压最小阈值、B相电压最小阈值及C相电压最小阈值中的至少一个。

在一些实施例中，存储设备140可以与网络120连接以实现与处理设备110的一个或多个组件（例如，处理设备110、用户终端130、信息获取装置150等）通讯。应用场景100的一个或多个组件（例如，处理设备110、用户终端130、信息获取装置150等）可以通过网络120访问存储于存储设备140中的资料或指令。在一些实施例中，存储设备140可以直接与处理设备110中的一个或多个组件（如，处理设备110、用户终端130、信息获取装置150）连接或通讯。在一些实施例中，存储设备140可以是处理设备110的一部分。在一些实施例中，处理设备110还可以位于用户终端130中。

信息获取装置150可以为用于采集三相交流电源相关数据的装置。在一些实施例中，信息获取装置150可以包括第一线电压监测单元、第二线电压监测单元、第三线电压监测单元、第一相电压监测单元、第二相电压监测单元、第三相电压监测单元及相序检测单元，第一线电压监测单元用于采集三相交流电源的AB线电压，第二线电压监测单元用于采集三相交流电源的AC线电压，第三线电压监测单元用于采集三相交流电源的BC线电压，第一相电压监测单元用于采集三相交流电源的A相电压，第二相电压监测单元用于采集三相交流电源的B相电压，第三相电压监测单元用于采集三相交流电源的C相电压，相序检测单元用于采集三相交流电源的相序。关于第一线电压监测单元、第二线电压监测单元、第三线电压监测单元、第一相电压监测单元、第二相电压监测单元、第三相电压监测单元及相序检测单元的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。

电源保护装置160可以为用于在三相交流电源发生故障时，保护三相交流电源的装置。在一些实施例中，电源保护装置160可以包括控制器、三极管开关及继电器，继电器包括第一常闭触点、第二常闭触点及第三常闭触点，第一常闭触点串联在三相交流电源的A相与外接负载之间，第二常闭触点串联在三相交流电源的B相与外接负载之间，第三常闭触点串联在三相交流电源的C相与外接负载之间，三极管开关串联在外接电源与继电器的线圈之间；控制器用于在故障检测模块确定三相交流电源发生故障时，输出控制信号至三极管开关，使三极管开关处于闭合状态。关于电源保护装置160的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。

应该注意的是，上述描述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域普通技术人员而言，在本申请内容的指导下，可做出多种变化和修改。可以以各种方式组合本申请描述的示例性的实施例的特征、结构、方法和其他特征，以获得另外的和/或替代的示例性的实施例。例如，存储设备140可以是包括云计算平台的数据存储设备，例如公共云、私有云、社区和混合云等。然而，这些变化与修改不会背离本申请的范围。

图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的示例性的框图。

在一些实施例中，处理设备110可以在计算设备200上实现。例如，处理设备110可以在计算设备200上实施并执行本申请所公开的获取工作任务。

如图2所示，计算设备200可以包括处理器210、只读存储器220、随机存储器230、通信端口240、输入/输出接口250和硬盘260。

处理器210可以执行计算指令（程序代码）并执行本申请描述的处理设备110的功能。所述计算指令可以包括程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能（所述功能指本申请中描述的特定功能）。例如，处理器210可以基于建模数据生成园林生态环境的三维模型；基于三维模型生成园林生态环境的虚拟场景。在一些实施例中，处理器210可以包括微控制器、微处理器、精简指令集计算机（RISC）、专用集成电路（ASIC）、应用特定指令集处理器（ASIP）、中央处理器（CPU）、图形处理单元（GPU）、物理处理单元（PPU）、微控制器单元、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、高级RISC机（ARM）、可编程逻辑器件以及能够执行一个或多个功能的任何电路和处理器等，或其任意组合。仅为了说明，图2中的计算设备200只描述了一个处理器，但需要注意的是，本申请中的计算设备200还可以包括多个处理器。

计算设备200的存储器（例如，只读存储器（ROM）220、随机存储器（RAM）230、硬盘260等）可以存储从应用场景100的任何其他组件获取的数据/信息。例如，从存储设备140获取的目标菜谱。示例性的ROM可以包括掩模ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）、光盘ROM（CD-ROM）和数字通用盘ROM等。示例性的RAM可以包括动态RAM（DRAM）、双倍速率同步动态RAM（DDR SDRAM）、静态RAM（SRAM）等。

输入/输出接口250可以用于输入或输出信号、数据或信息。在一些实施例中，输入/输出接口250可以使用户与计算设备200进行联系。例如，用户通过输入/输出接口250输入用户菜谱选择指令至计算设备200。在一些实施例中，输入/输出接口250可以包括输入装置和输出装置。示例性的输入装置可以包括键盘、鼠标、触摸屏和麦克风等，或其任意组合。示例性的输出装置可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等或其任意组合。示例性的显示装置可以包括液晶显示器（LCD）、基于发光二极管（LED）的显示器、平板显示器、曲面显示器、电视设备、阴极射线管（CRT）等或其任意组合。通信端口240可以连接到网络以便数据通信。所述连接可以是有线连接、无线连接或两者的组合。有线连接可以包括电缆、光缆或电话线等或其任意组合。无线连接可以包括蓝牙、Wi-Fi、WiMax、WLAN、ZigBee、移动网络（例如，3G、4G或5G等）等或其任意组合。在一些实施例中，通信端口240可以是标准化端口，如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口240可以是专门设计的端口。

仅仅为了说明，计算设备200只描述了一个中央处理器和/或处理器。然而，需要注意的是，本申请中的计算设备200可以包括多个中央处理器和/或处理器，因此本申请中描述的由一个中央处理器和/或处理器实现的操作和/或方法也可以共同地或独立地由多个中央处理器和/或处理器实现。例如，计算设备200的中央处理器和/或处理器可以执行步骤A和步骤B。在另一示例中，步骤A和步骤B也可以由计算设备200中的两个不同的中央处理器和/或处理器联合或单独地执行（例如，第一处理器执行步骤A并且第二处理器执行步骤B，或第一和第二处理器共同执行步骤A和B）。

图3是根据本申请一些实施例所示的一种三相监测保护系统的示例性的框图。

如图3所示，一种三相监测保护系统可以包括信息获取模块、故障检测模块及电源保护模块。

信息获取模块可以为用于采集三相交流电源相关数据，例如，三相交流电源各个相的电流等，可以理解的，三相交流电源可以包括A相、B相及C相。在一些实施例中，信息获取模块可以包括第一线电压监测单元、第二线电压监测单元、第三线电压监测单元、第一相电压监测单元、第二相电压监测单元、第三相电压监测单元及相序检测单元。第一线电压监测单元可以包括第一电压采样电路，第一电压采样电路可以用于采集三相交流电源的AB线电压（即A相与B相之间电压）。第二线电压监测单元可以包括第二电压采样电路，第二电压采样电路可以用于采集三相交流电源的AC线电压（即A相与C相之间电压）。第三线电压监测单元可以包括第三电压采样电路，第三电压采样电路可以用于采集三相交流电源的BC线电压（即C相与B相之间电压）。第一相电压监测单元可以包括第四电压采样电路，第四电压采样电路可以用于采集三相交流电源的A相电压（即A相与零线之间的电压），第二相电压监测单元可以包括第五电压采样电路，第五电压采样电路可以用于采集三相交流电源的B相电压（即B相与零线之间的电压），第三相电压监测单元可以包括第六电压采样电路，第六电压采样电路可以用于采集三相交流电源的C相电压（即C相与零线之间的电压）。

相序检测单元用于采集三相交流电源的相序。在一些实施例中，相序检测单元可以包括直接获取采集三相交流电源的相序的装置，例如，相序表、氖灯相序检测器等。在一些实施例中，相序检测单元可以基于多个时间段的A相电压、B相电压及C相电压，确定当前周期的相序。例如，相序检测单元可以基于多个时间段的A相电压、B相电压及C相电压，获取当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线，再基于当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线，确定当前周期的三相交流电源的相序。

在一些实施例中，信息获取模块还可以用于获取三相交流电源所处的环境信息，例如，三相交流电源所处的环境的温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等。可以理解的，三相交流电源在运行中所处的环境的温度过高或过低，超过允许极限值时，三相交流电源可能产生故障，例如，温度过高，有机绝缘材料将会变脆老化，绝缘性能下降，甚至击穿；电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB、晶体、硅晶片、石英振荡器、SMT胶、电极材料粘合剂、电子浆料、高亮度器件等，均会受到潮湿的危害；粉尘影响电气设备的控制系统及其它电子元器件可靠性，使设备使用寿命缩短；低气压环境中，空气密度减小引起热传递效率降低，对于空气冷却的部件散热降低；空气减少降低绝缘介质强度，使装置容易放电，致使通常的绝缘距离变得不足。

在一些实施例中，信息获取模块还可以用于获取在当前时间段（例如，10分钟内）的三相交流电源的负载需求。例如，当前时间段用电设备所需耗用的电功率或电流，用电设备所属单位、型号、编号等。

在一些实施例中，信息获取模块还可以通过预测模型基于当前时间段的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求预测在目标未来时间段（例如，距离当前时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求。

在一些实施例中，预测模型可以通过多个带标签的训练样本对预测模型进行训练，其中，一个训练样本对应一个历史时间段的三相交流电源，训练样本可以包括对应该历史时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求，训练样本的标签可以包括在该历史时间段对应的目标未来时间段（例如，距离该历史时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求，信息获取模块可以通过多种方式获取训练样本的标签，例如，通过人工标注，又例如，信息获取模块可以从存储设备140、用户终端130或外部数据源获取在该历史时间段对应的目标未来时间段的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求作为标签。

在一些实施例中，信息获取模块可以通过常见的方式（例如，梯度下降等）对初始预测模型进行多次训练，直至训练后的初始预测模型满足预设条件，将该训练后的初始预测模型作为用于预测在目标未来时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求的预测模型。其中，预设条件可以是更新后的初始预测模型的损失函数小于阈值、收敛，或训练迭代次数达到阈值。

在一些实施例中，在故障检测模块判断当前三相交流电源发生故障后，预测模型才被启动，基于当前时间段的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求预测在目标未来时间段（例如，距离当前时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求。

在一些实施例中，预测模型可以通过多个带标签的训练样本对预测模型进行训练，其中，一个训练样本对应一个历史时间段的三相交流电源，训练样本可以包括对应该历史时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求。

在一些实施例中，预测模型还可以由处理设备110或第三方预先训练后保存在存储设备140中，信息获取模块可以从存储设备140中直接调用预测模型。

在一些实施例中，预测模型可以包括但不限于神经网络（Neural Networks，NN）、决策树（Decision Tree, DT）、线性回归（Linear Regression, LR）等一种或多种的组合等。

故障检测模块可以用于判断三相交流电源是否发生故障。在一些实施例中，故障检测模块可以基于AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，判断三相交流电源是否发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块包括过电压检测单元，过电压检测单元用于：

判断A相电压是否大于A相电压最大阈值（例如，220V）；

若A相电压大于A相电压最大阈值，确定三相交流电源发生故障；

若A相电压小于或等于A相电压最大阈值，判断B相电压是否大于B相电压最大阈值（例如，220V）；

若B相电压大于B相电压最大阈值，确定三相交流电源发生故障；

若B相电压小于或等于B相电压最大阈值，判断C相电压是否大于C相电压最大阈值（例如，220V）；

若C相电压大于C相电压最大阈值，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块包括欠电压检测单元，欠电压检测单元用于：

判断A相电压是否小于A相电压最小阈值（例如，200V）；

若A相电压小于A相电压最小阈值，确定三相交流电源发生故障；

若A相电压大于或等于A相电压最小阈值，判断B相电压是否小于B相电压最小阈值（例如，200V）；

若B相电压小于B相电压最小阈值，确定三相交流电源发生故障；

若B相电压大于或等于B相电压最小阈值，判断C相电压是否小于C相电压最小阈值（例如，200V）；

若C相电压小于C相电压最小阈值，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，用户可以通过用户终端130发送调整指令至处理设备110，处理设备110可以基于调整指令调整A相电压最大阈值、B相电压最大阈值、C相电压最大阈值、A相电压最小阈值、B相电压最小阈值及C相电压最小阈值中的至少一个。

在一些实施例中，故障检测模块包括失压检测单元，失压检测单元用于：

判断AB线电压、AC线电压、BC线电压中的至少一个是否小于预设相电压阈值（例如，260V）；

若AB线电压、AC线电压、BC线电压中的至少一个小于预设相电压阈值，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块包括缺相检测单元，缺相检测单元用于：

判断A相电压、B相电压及C相电压中至少一个的值是否为0；

若A相电压、B相电压及C相电压中至少一个的值为0，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块包括三相不平衡检测单元，三相不平衡检测单元用于：

基于多个时间段的A相电压、B相电压及C相电压，获取当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线；

基于当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线，确定在当前周期内的A相电压幅值、B相电压幅值及C相电压幅值；

判断A相电压幅值和B相电压幅值之间的差值是否大于相电压差值最大阈值（例如，50V）；

若A相电压幅值和B相电压幅值之间的差值大于相电压差值最大阈值，确定三相交流电源发生故障；

若A相电压幅值和B相电压幅值之间的差值小于或等于相电压差值最大阈值，判断A相电压幅值和C相电压幅值之间的差值是否大于相电压差值最大阈值（例如，50V）；

若A相电压幅值和C相电压幅值之间的差值大于相电压差值最大阈值，确定三相交流电源发生故障；

若A相电压幅值和C相电压幅值之间的差值小于或等于相电压差值最大阈值，判断B相电压幅值和C相电压幅值之间的差值是否大于相电压差值最大阈值（例如，50V）；

若B相电压幅值和C相电压幅值之间的差值大于相电压差值最大阈值，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块包括相序检测单元，相序检测单元用于：

判断相序是否符合预设规则（例如，A相、B相、C相之间互差120度电角度，B相滞后A相120度电角度，C相滞后第A相240度电角度）；

若相序不符合预设规则，确定三相交流电源发生故障。

在一些实施例中，故障检测模块还用于通过机器学习模型基于AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，判断三相交流电源是否发生故障，机器学习模型的输入包括AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，机器学习模型的输出为判断三相交流电源是否发生故障的结果。

在一些实施例中，故障检测模块可以通过多个带标签的训练样本对机器学习模型进行训练，其中，一个训练样本对应一个历史时间段的三相交流电源，训练样本可以包括对应该历史时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压及相序，训练样本的标签可以包括三相交流电源是否发生故障，故障检测模块可以通过多种方式获取训练样本的标签，例如，通过人工标注，又例如，故障检测模块可以从存储设备140、用户终端130或外部数据源获取该历史时间段对应的三相交流电源是否发生故障作为标签。

在一些实施例中，故障检测模块可以通过常见的方式（例如，梯度下降等）对初始机器学习模型进行多次训练，直至训练后的初始机器学习模型满足预设条件，将该训练后的初始机器学习模型作为用于判断三相交流电源是否发生故障的机器学习模型。其中，预设条件可以是更新后的初始机器学习模型的损失函数小于阈值、收敛，或训练迭代次数达到阈值。

在一些实施例中，机器学习模型还可以由处理设备110或第三方预先训练后保存在存储设备140中，故障检测模块可以从存储设备140中直接调用机器学习模型。

在一些实施例中，机器学习模型可以包括但不限于神经网络（Neural Networks，NN）、决策树（Decision Tree, DT）、线性回归（Linear Regression, LR）等一种或多种的组合等。

在一些实施例中，机器学习模型可以包括实时故障确定子模型及未来故障确定子模型，其中，实时故障确定子模型可以用于基于当前采集的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及在当前周期内三相交流电源的负载需求，判断当前三相交流电源是否发生故障的结果，实时故障确定子模型的输入包括AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及在当前周期内三相交流电源的负载需求，实时故障确定子模型的输出为判断当前三相交流电源是否发生故障的结果。

在一些实施例中，实时故障确定子模型可以通过多个带标签的训练样本对实时故障确定子模型进行训练，其中，一个训练样本对应一个历史时间段的三相交流电源，训练样本可以包括对应该历史时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及在当前周期内三相交流电源的负载需求，训练样本的标签可以包括在该历史时间段三相交流电源是否发生故障，故障检测模块可以通过多种方式获取训练样本的标签，例如，通过人工标注，又例如，故障检测模块可以从存储设备140、用户终端130或外部数据源获取三相交流电源在该历史时间段是否发生故障作为标签。

在一些实施例中，故障检测模块可以通过常见的方式（例如，梯度下降等）对初始实时故障确定子模型进行多次训练，直至训练后的初始实时故障确定子模型满足预设条件，将该训练后的初始实时故障确定子模型作为用于判断当前三相交流电源是否发生故障的实时故障确定子模型。其中，预设条件可以是更新后的初始实时故障确定子模型的损失函数小于阈值、收敛，或训练迭代次数达到阈值。

在一些实施例中，实时故障确定子模型还可以由处理设备110或第三方预先训练后保存在存储设备140中，故障检测模块可以从存储设备140中直接调用实时故障确定子模型。

在一些实施例中，实时故障确定子模型可以包括但不限于神经网络（NeuralNetworks，NN）、决策树（Decision Tree, DT）、线性回归（Linear Regression, LR）等一种或多种的组合等。

在一些实施例中，当实时故障确定子模型的输出结果为当前三相交流电源未发生故障时，未来故障确定子模型可以根据预测模型预测的在目标未来时间段（例如，距离当前时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求判断在目标未来时间段三相交流电源是否发生故障，未来故障确定子模型的输入可以包括预测模型预测输出的在目标未来时间段（例如，距离当前时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源所处的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求，未来故障确定子模型的输出可以包括判断在目标未来时间段三相交流电源是否发生故障的结果。

未来故障确定子模型的训练及结构与实时故障确定子模型相似，关于未来故障确定子模型的训练及结构的更多描述可以参照实时故障确定子模型的训练及结构的相关描述，值得说明的是，用于训练未来故障确定子模型的带标签的训练样本可以包括某个历史时间段对应的目标未来时间段（例如，距离该历史时间段半个小时后的时间段）的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息（例如，温度、湿度、粉尘浓度、空气成分、气压等）及三相交流电源的负载需求，训练样本的标签可以包括在该历史时间段对应的目标未来时间段三相交流电源是否发生故障。

电源保护模块可以用于在故障检测模块判断三相交流电源发生故障（例如，实时故障确定子模型判断当前三相交流电源发生故障和/或未来故障确定子模型判断在目标未来时间段三相交流电源发生故障）时，对三相交流电源执行保护措施。结合图4，在一些实施例中，电源保护模块包括控制器、三极管开关及继电器，继电器包括第一常闭触点、第二常闭触点及第三常闭触点，第一常闭触点串联在三相交流电源的A相与外接负载之间，第二常闭触点串联在三相交流电源的B相与外接负载之间，第三常闭触点串联在三相交流电源的C相与外接负载之间，三极管开关串联在外接电源与继电器的线圈之间。可以理解的，在故障检测模块判断三相交流电源发生故障时，控制器可以输出控制信号（例如，高电平）至三极管开关，使三极管开关处于闭合状态，从而使得继电器的线圈得电，进而使得第一常闭触点、第二常闭触点及第三常闭触点从闭合状态跳变为断开状态，断开三相交流电源的三相与外接负载的连接，避免三相交流电源损坏时，对外接负载造成伤害。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件（包括固件、常驻软件、微码等）执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。

本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在监理人员计算机上运行、或作为独立的软件包在监理人员计算机上运行、或部分在监理人员计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与监理人员计算机连接，比如局域网（LAN）或广域网（WAN），或连接至外部计算机（例如通过因特网），或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务（SaaS）。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件（当前或之后附加于本申请中的）也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (9)

1.一种三相监测保护系统，其特征在于，包括：

信息获取模块，包括第一线电压监测单元、第二线电压监测单元、第三线电压监测单元、第一相电压监测单元、第二相电压监测单元、第三相电压监测单元及相序检测单元，所述第一线电压监测单元用于采集三相交流电源的AB线电压，所述第二线电压监测单元用于采集所述三相交流电源的AC线电压，所述第三线电压监测单元用于采集所述三相交流电源的BC线电压，所述第一相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的A相电压，所述第二相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的B相电压，所述第三相电压监测单元用于采集所述三相交流电源的C相电压，所述相序检测单元用于采集所述三相交流电源的相序；

故障检测模块，用于基于所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压、所述A相电压、所述B相电压、所述C相电压及所述相序，判断所述三相交流电源是否发生故障；

电源保护模块，用于在所述故障检测模块判断所述三相交流电源发生故障时，对所述三相交流电源执行保护措施；

所述信息获取模块还用于获取所述三相交流电源所处的环境信息及负载需求，其中，所述环境信息至少包括温度、湿度、粉尘浓度、空气成分及气压；

所述信息获取模块还用于通过预测模型基于当前时间段的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息及三相交流电源的负载需求预测在目标未来时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息及三相交流电源的负载需求；

所述故障检测模块包括实时故障确定子模型及未来故障确定子模型，其中，所述实时故障确定子模型用于基于当前采集的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、三相交流电源所处的环境信息及在当前周期内三相交流电源的负载需求，判断当前三相交流电源是否发生故障；当所述实时故障确定子模型的输出结果为当前三相交流电源未发生故障时，所述未来故障确定子模型根据所述预测模型预测的在目标未来时间段的三相交流电源的AB线电压、AC线电压、BC线电压、A相电压、B相电压、C相电压、相序、所处的环境信息及三相交流电源的负载需求判断在目标未来时间段三相交流电源是否发生故障；

所述故障检测模块包括三相不平衡检测单元，所述三相不平衡检测单元用于：

基于多个时间段的所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压，获取当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线；

基于所述当前周期的A相电压曲线、B相电压曲线及C相电压曲线，确定在所述当前周期内的A相电压幅值、B相电压幅值及C相电压幅值；

判断所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值是否大于相电压差值最大阈值；

若所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述A相电压幅值和所述B相电压幅值之间的差值小于或等于所述相电压差值最大阈值，判断所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值是否大于所述相电压差值最大阈值；

若所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述A相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值小于或等于所述相电压差值最大阈值，判断所述B相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值是否大于所述相电压差值最大阈值；

若所述B相电压幅值和所述C相电压幅值之间的差值大于所述相电压差值最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

2.根据权利要求1所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块包括过电压检测单元，所述过电压检测单元用于：

判断所述A相电压是否大于A相电压最大阈值；

若所述A相电压大于所述A相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述A相电压小于或等于所述A相电压最大阈值，判断所述B相电压是否大于B相电压最大阈值；

若所述B相电压大于所述B相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述B相电压小于或等于所述B相电压最大阈值，判断所述C相电压是否大于C相电压最大阈值；

若所述C相电压大于所述C相电压最大阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

3.根据权利要求2所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块包括欠电压检测单元，所述欠电压检测单元用于：

判断所述A相电压是否小于A相电压最小阈值；

若所述A相电压小于所述A相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述A相电压大于或等于所述A相电压最小阈值，判断所述B相电压是否小于B相电压最小阈值；

若所述B相电压小于所述B相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障；

若所述B相电压大于或等于所述B相电压最小阈值，判断所述C相电压是否小于C相电压最小阈值；

若所述C相电压小于所述C相电压最小阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

4.根据权利要求1所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块包括失压检测单元，所述失压检测单元用于：

判断所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压中的至少一个是否小于预设相电压阈值；

若所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压中的至少一个小于预设相电压阈值，确定所述三相交流电源发生故障。

5.根据权利要求1所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块包括缺相检测单元，所述缺相检测单元用于：

判断所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中至少一个的值是否为0；

若所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压中至少一个的值为0，确定所述三相交流电源发生故障。

6.根据权利要求1所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块包括相序检测单元，所述相序检测单元用于：

判断所述相序是否符合预设规则；

若所述相序不符合所述预设规则，确定所述三相交流电源发生故障。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述相序检测单元基于多个时间段的所述A相电压、所述B相电压及所述C相电压，确定当前周期的相序。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述电源保护模块包括控制器、三极管开关及继电器，所述继电器包括第一常闭触点、第二常闭触点及第三常闭触点，所述第一常闭触点串联在所述三相交流电源的A相与外接负载之间，所述第二常闭触点串联在所述三相交流电源的B相与外接负载之间，所述第三常闭触点串联在所述三相交流电源的C相与外接负载之间，所述三极管开关串联在外接电源与所述继电器的线圈之间；

所述控制器用于在所述故障检测模块确定所述三相交流电源发生故障时，输出控制信号至所述三极管开关，使所述三极管开关处于闭合状态。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种三相监测保护系统，其特征在于，所述故障检测模块还用于通过机器学习模型基于所述AB线电压、所述AC线电压、所述BC线电压、所述A相电压、所述B相电压、所述C相电压及所述相序，判断所述三相交流电源是否发生故障。

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