CN115407229A - 一种故障检测方法、装置、设备、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种故障检测方法，所述方法应用于故障检测设备，所述故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，方法包括：检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。本申请实施例还公开了一种故障检测装置、设备、系统和存储介质。

Description

一种故障检测方法、装置、设备、系统及存储介质

技术领域

本申请涉及电源检测技术领域，尤其涉及一种故障检测方法、装置、设备、系统及存储介质。

背景技术

在三相电源供电的应用系统例如变频空调系统中，采用的三相供电电路通常包括三相无源功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)方案电路、三相有源PFC两电平方案电路和三相有源PFC三电平方案电路拓扑。其中，三相供电电路的主电路可以用于驱动变频压缩机，且还可以从三相供电电路中引出一相来单独整流给辅助电源供电，进一步的，还可以给直流风机驱动电路供电。目前，由于辅助电源通常与实现信息告警的微控制器供电，这样，在给辅助电源供电的火线缺相时，辅助电源不工作，则微控制器也不会工作，这样，比较容易发现为辅助电源供电的火线缺相的问题。

但是，若三相供电电路中存在除了为辅助电源供电的火线之外的其他两条火线存在缺相、和/或者三相电压不平衡、和/或零线接错等故障时，导致三相供电设备不能带载运行或者不能带大负载运行，而目前并没有用于快速检测出上述故障的方法，导致上述故障检测效率较低。

申请内容

为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种故障检测方法、装置、设备、系统及存储介质，解决了目前三相四线制供电设备(简称为三相供电设备)中故障检测效率较低的问题，实现了一种快速检测三相四线制供电设备中存在缺相、或三相电压不平衡、或零线接错等故障问题的方法，提高了故障检测效率。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，一种故障检测方法，所述方法应用于故障检测设备，所述故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述方法包括：

检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

第二方面，一种故障检测装置，所述故障检测装置与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述装置包括：检测单元和处理单元；其中：

所述检测单元，用于检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

所述处理单元，用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；

所述处理单元，还用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；

所述处理单元，还用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

第三方面，一种故障检测设备，所述故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述设备包括：检测电路和处理器；其中：

所述检测电路，用于检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压，并发送所述第一目标电压和所述第二目标电压至所述处理器；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

所述处理器，用于接收所述第一目标电压和所述第二目标电压后，基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

第四方面，一种三相供电系统，所述三相供电系统包括：用于提供三相电的三相供电设备和如上述所述的故障检测设备。

第五方面，一种存储介质，所述存储介质上存储有故障检测程序，所述故障检测程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的故障检测方法的步骤。

本申请实施例中，通过检测到三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压后，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果，这样，通过两个线电压，可以快速对缺相故障、三相不平衡故障和零线接错故障进行检测，简化了检测电路的设计，解决了目前三相四线制供电设备中故障检测效率较低的问题，实现了一种快速检测三相四线制供电设备中存在缺相、或三相电压不平衡、或零线接错等故障问题的方法，提高了故障检测效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图一；

图2为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图二；

图3为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图三；

图4为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图四；

图5为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图五；

图6a为本申请实施例提供的一种三相无源PFC设备的电路拓扑图；

图6b为本申请实施例提供的一种三相有源PFC两电平设备的电路拓扑图；

图6c为本申请实施例提供的一种三相有源PFC三电平设备的电路拓扑图；

图7为本申请实施例提供的一种三相供电设备、电压检测装置与故障检测设备之间的连接示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种三相供电设备、电压检测装置与故障检测设备之间的连接示意图；

图9为本申请实施例提供的一种三相电压矢量示意图；

图10为本申请实施例提供的应用场景示意图；

图11为本申请实施例提供的一种电压检测电路的电路设计示意图；

图12为本申请实施例提供的一种故障检测装置的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的一种故障检测设备的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种三相供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请的实施例提供一种故障检测方法，参照图1所示，方法应用于故障检测设备，故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，该方法包括以下步骤：

步骤101、检测三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压。

其中，第一目标电压和第二目标电压均为线电压。

在本申请实施例中，三相供电设备可以是用于提供三相电源的三相四线制供电设备，即三相供电设备包括三根火线和一根零线。由于第一火线对应的相电压是为故障检测设备提供工作电源的，这样可以通过确定故障检测设备是否工作就可以确定第一火线是否缺相，因此，只要故障检测设备正常工作，则表明故障检测设备所连接的第一火线未缺相，但是可能存在三相不平衡和接错的情况。三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压可以是通过电压检测装置来检测得到的。电压检测装置可以是故障检测设备中的一部分，也可以是一个独立的装置，但无论何种情况，故障检测设备均可以对电压检测装置进行管理控制，电压检测装置具体包括检测电路。

步骤102、基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果。

在本申请实施例中，对第一目标电压和第二目标电压进行分析，来确定三相供电设备中除第一火线外的其他两根火线是否存在缺相的情况，得到第一检测结果，其中，第一检测结果可以包括三项供电设备无缺相故障和存在缺相故障的两种情况。

步骤103、基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果。

在本申请实施例中，对第一目标电压和第二目标电压进行分析，来确定三相供电设备中是否存在三相不平衡故障，得到第二检测结果，其中，第二检测结果包括三相供电设备不存在三相不平衡故障和存在三相不平衡故障的两种情况。

步骤104、基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

在本申请实施例中，对第一目标电压和第二目标电压进行分析，来确定三相供电设备中是否存在零线接错故障，得到第三检测结果，其中，第三检测结果包括三相供电设备不存在零线接错故障和存在零线接错故障的两种情况。

在故障检测设备执行步骤102～104中的每一步骤、或者全部步骤后，根据第一检测结果、第二检测结果和/或第三检测结果，在确定存在故障的情况下，生成对应的故障提示信息，其中，故障提示信息中可以指示出具体的故障类型，这样，通过故障提示信息来提示用户对三相供电设备进行具体的故障类型排查操作，使用户通过故障提示信息快速定位故障问题，采取相应的解决方案来解决故障问题。对应的故障提示信息可以显示于故障检测设备对应的显示区域内，也可以将故障提示信息发送至与故障检测设备具有通信连接的电子设备处，还可以通过故障检测设备上设置的灯光和/或声音告警方式来实现，此处可以根据实际情况来确定，可以是一种或多种告警方式的结合。

本申请实施例中，通过检测到三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压后，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果，这样，通过两个线电压，可以快速对缺相故障、三相不平衡故障和零线接错故障进行检测，简化了检测电路的设计，解决了目前三相四线制供电设备中故障检测效率较低的问题，实现了一种快速检测三相四线制供电设备中存在缺相、或三相电压不平衡、或零线接错等故障问题的方法，提高了故障检测效率。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种故障检测方法，参照图2所示，方法应用于故障检测设备，故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，该方法包括以下步骤：

步骤201、检测三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压。

其中，第一目标电压和第二目标电压均为线电压。

在本申请实施例中，电压检测装置可以是与三相供电设备中电压目标输出端固定连接的，也可以是用户根据自己的需求对三相供电设备中电压目标输出端进行选择接入的，通过电压检测装置检测三相供电设备的任意两个线电压得到第一目标电压和第二目标电压。

需说明的是，在一些应用场景中，若不考虑成本，在三相供电设备的三相四线上可以设置至少两个电压检测装置，根据需求来选择其中两个用于检测线电压的电压检测装置来检测得到第一目标电压和第二目标电压，其中第一目标电压和第二目标电压为对应的线电压的电压有效值。

步骤202、若第一目标电压和第二目标电压中存在小于第一电压阈值的电压，确定第一检测结果为三相供电设备存在火线缺相故障。

其中，第一电压阈值大于0，且小于

倍的三相供电设备的相电压矢量幅值。

在本申请实施例中，第一电压阈值为根据大量实验得到的一个经验值，第一电压阈值的取值范围为

也可以是用户在取值范围为

内根据实际需求来选择一个经验值设置得到的；其中，Vm为三相供电设备的相电压信号的相电压矢量幅值。进一步的，第一电压阈值的取值范围可以为(5V，270V)。第一目标电压和第二目标电压中存在小于第一电压阈值的电压包括：第一目标电压和第二目标电压中只有一个电压小于第一电压阈值的情况和两个电压均小于第一电压阈值的情况。

在故障检测设备确定第一检测结果为三相供电设备存在火线缺相故障时，故障检测设备可以生成三相供电设备存在火线缺相故障的告警提示信息。

步骤203、基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果。

在本申请实施例中，在第二检测结果为三相供电设备存在三相不平衡故障时，故障检测设备可以生成三相供电设备存在火线缺相故障的告警提示信息。

步骤204、基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

在本申请实施例中，在第三检测结果为三相供电设备存在零线接错故障时，故障检测设备可以生成三相供电设备存在零线接错故障的告警提示信息。

需说明的是，缺相故障检测、三相不平衡故障检测和零线接错故障检测三中故障类型的检测在每次故障检测过程中均需进行检测，检测顺序先进行缺相故障检测，然后无论第一检测结果如何，均进行三相不平衡故障检测得到第二检测结果，然后无论第二检测结果如何，均进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。但在一些特殊情况下，三种故障检测方式可以同时执行。

在一些应用场景中，故障检测设备也可以只检测其中任意两种故障检测，例如故障检测设备对三相供电设备进行缺相故障检测和三相不平衡故障检测的应用场景中，故障检测设备先对三相供电设备进行缺相故障检测，然后再对三相供电设备进行三相不平衡故障检测；故障检测设备对三相供电设备进行缺相故障检测和零线接错故障检测的应用场景中，故障检测设备先对三相供电设备进行缺相故障检测，然后再对三相供电设备进行零线接错故障检测；故障检测设备对三相供电设备进行三相不平衡故障检测和零线接错故障检测的应用场景中，故障检测设备检测顺序不限定。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，参照图3所示，故障检测设备执行步骤202之后，还可以用于执行步骤205～207，或者步骤208～210：

步骤205、在第一目标电压和第二目标电压的共用火线为第二火线的情况下，若第一检测结果指示三相供电设备存在火线缺相故障，确定第一目标电压和第二目标电压中的第一最大电压。

其中，第二火线为三相供电设备中与第一火线不同的火线。

在本申请实施例中，三相供电设备包括三根火线，分别第一火线、第二火线和第三火线，第一火线当前用于为故障检测设备提供工作电源，由于故障检测设备能够正常工作，因此，可以确定第一火线不可能存在缺相的情况。在检测到的第一目标电压和第二目标电压的共用火线为第二火线的情况下，从第一目标电压和第二目标电压中确定两个电压中最大的电压，得到第一最大电压。

步骤206、若第一最大电压大于或等于第一电压阈值，确定第三火线缺相。

其中，第三火线为三相供电设备中与第二火线不同的火线。

在本申请实施例中，在第二火线为A火线，第三火线为B火线和第一火线为C火线时，假设确定的第一目标电压为U_AB和第二目标电压为U_AC，若确定第一最大电压为U_AC，且U_AC大于或等于第一电压阈值，则可以确定第三火线B缺相。

步骤207、生成用于指示第三火线缺相的第一提示信息。

步骤208、在第一目标电压和第二目标电压的共用火线为第一火线，且第一检测结果指示三相供电设备存在火线缺相故障的情况下，确定第一目标电压和第二目标电压中小于第一电压阈值的参考电压。

在本申请实施例中，假设确定的第一目标电压为U_BC和第二目标电压为U_AC，若U_AC小于第一电压阈值，则可以确定U_AC为参考电压；若U_BC小于第一电压阈值，则可以确定U_BC为参考电压；若U_AC与U_BC均小于第一电压阈值，则可以确定U_AC与U_BC均为参考电压。

步骤209、确定参考电压对应的除第一火线外的火线缺相。

在本申请实施例中，U_AC为参考电压时，确定第二火线A火线缺相；U_BC为参考电压时，确定第一火线B火线缺相；U_AC与U_BC均为参考电压，确定第一火线B火线和第二火线A火线均缺相。

步骤210、生成用于指示参考电压对应的除第一火线外的火线缺相的第二提示信息。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，参照图4所示，故障检测设备执行步骤203之前，还可以用于执行步骤211～212：

步骤211、基于第一目标电压和第二目标电压，确定第三目标电压。

在本申请实施例中，通过三相供电设备中可以确定三个线电压，因此，通过两个线电压确定第三个线电压，可以通过线电压之间的矢量运算公式来确定得到。示例性的，假设确定的第一目标电压为U_BC和第二目标电压为U_AC时，第三目标电压U_AB＝U_AC-U_BC。

步骤212、从第一目标电压、第二目标电压和第三目标电压中，确定第二最大电压、中间电压和最小电压。

其中，第二最大电压大于中间电压，中间电压大于最小电压。

在本申请实施例中，对第一目标电压、第二目标电压和第三目标电压进行大小排序，确定得到电压有效值最大的第二最大电压，电压有效值居中的中间电压和电压有效值最小的最小电压。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，参照图4所示，故障检测设备执行步骤212之后，对应的步骤203可以由步骤203a～203b来实现：

步骤203a、确定第二最大电压与最小电压之间的第一比值。

在本申请实施例中，第一比值＝第二最大电压/最小电压。

步骤203b、若第一比值大于或等于第一阈值，确定第二检测结果为三相供电设备存在三相不平衡故障。

其中，第一阈值的取值范围为大于1的范围。

在本申请实施例中，第一阈值为一个根据大量实验得到的大于1的经验值，也可以是运维人员根据经验设置的一个大于1的经验值。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，步骤204可以由步骤204a～204c来实现：

步骤204a、确定第二最大电压与最小电压之间的第一比值。

步骤204b、确定中间电压与最小电压之间的第二比值。

在本申请实施例中，第二比值＝中间电压/最小电压。

步骤204c、基于第一比值和第二比值，确定第三检测结果。

在本申请实施例中，对第一比值和第二比值进行分析，确定得到第三检测结果。

基于前述实施例中，在本申请其他实施例中，步骤204c可以由步骤a11～a13来实现：

步骤a11、确定误差系数。

其中，误差系数大于或等于0，小于或等于0.3。

在本申请实施例中，误差系数为一个根据大量实验得到的在0至0.3范围内的经验值，也可以是运行维护人员根据自身经验设置的一个在0至0.3范围内的经验值。

步骤a12、基于误差系数，确定第二阈值、第三阈值和第四阈值。

其中，第二阈值小于第三阈值，第四阈值大于或等于1。

在本申请实施例中，采用不同阈值确定方式对误差系数进行分析，确定得到第二阈值、第三阈值和第四阈值。

步骤a13、若第一比值大于或等于第二阈值，且第一比值小于或等于第三阈值，且第二比值大于或等于1，且第二比值小于或等于第四阈值，确定第三检测结果为三相供电设备存在零线接错故障。

在本申请实施例中，若第二阈值≦第一比值≦第三阈值，且1≦第二比值≦第四阈值，确定第三检测结果为三相供电设备存在零线接错故障。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，步骤a12可以由步骤b11～b13来实现：

步骤b11、确定

与误差系数的差值，得到第二阈值。

在本申请实施例中，

步骤b12、确定

与误差系数的和值，得到第三阈值。

在本申请实施例中，

步骤b13、确定1与误差系数的和值，得到第四阈值。

在本申请实施例中，第四阈值＝1+误差系数。

基于前述实施例，在本申请其他实施例中，参照图5所示，故障检测设备执行步骤204之后，还可以用于执行步骤213～214，或步骤215～216；其中，若第二最大电压对应的火线不包括第一火线，可以选择执行步骤213～214，若第二最大电压对应的火线包括第一火线，可以选择执行步骤215～216：

步骤213、若第二最大电压对应的火线不包括第一火线，确定第一火线与零线接反。

在本申请实施例中，由于第二最大电压对应的火线不包括用于为故障检测设备提供电源的第一火线，因此，可以确定第一火线与零线之间接反，即第一火线被当成了零线，而零线被当前成了火线。

步骤214、生成用于指示第一火线与零线接反的第三提示信息。

步骤215、若第二最大电压对应的火线包括第一火线，确定三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反。

在本申请实施例中，在第二最大电压对应的火线包括第一火线时，假设第二最大电压为U_AC时，对应的可以确定三相供电设备中除第二最大电压对应的火线A和火线C外的火线B与零线接反。

步骤216、生成用于指示三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反的第四提示信息。

需说明的是，步骤207或者步骤210、与步骤214或者步骤216可以同时执行，也就是说故障检测设备执行步骤206确定第三火线缺相之后，不执行步骤207，或者执行步骤209确定参考电压对应的除第一火线外的火线缺相之后，不执行210，和/或，执行步骤213确定第一火线与零线接反之后，不执行步骤214，或者执行步骤215确定三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反之后，不执行步骤216，而是执行根据第三火线缺相或者参考电压对应的除第一火线外的火线缺相，和/或，第一火线与零线接反或者三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反，生成第五提示信息，即第五提示信息中包括具体出现缺相的火线和/或具体与零线接反的火线的信息。这样，生成具体哪根火线缺相或者哪根火线与零线接反的提示信息，有助于运行维护人员快速针对对应的火线进行故障解决，提高了故障问题解决效率。

示例性的，假设用户用电设备为变频压缩机时，包括主电路驱动变频压缩机，辅助电路用于单独整流给辅助电源供电，并给直流风机驱动电路供电的三相无源PFC设备的电路拓扑图可以参照图6a所示；包括主电路驱动变频压缩机，辅助电路用于单独整流给辅助电源供电，并给直流风机驱动电路供电的三相有源PFC两电平设备的电路拓扑图可以参照图6b所示；包括主电路驱动变频压缩机，辅助电路用于单独整流给辅助电源供电，并给直流风机驱动电路供电的三相有源PFC三电平设备的电路拓扑图可以参照图6c所示。

参照图7或图8所示为三相供电设备E、电压检测装置F和故障检测设备G之间的连接方式，三相供电设备E的电源输出端与用户供电设备H电连接，三相供电设备的火线C和零线N为故障检测设备提供工作电源。其中，在图7和图8中，三相供电设备E包括：市交流电E1，设置在三根火线A、B和C上的三个电阻L1、L2和L3，以及零线N；电压检测装置包括的是电压检测电路；故障检测设备包括处理器，例如可以是微控制器(Micro Control Unit，MCU)。其中，在图7中电压检测装置F设置在三个电阻L1、L2和L3的电流输入端侧，在图8中电压检测装置F设置在三个电阻L1、L2和L3的电流输出端侧。其中，三相供电设备中火线A、B和C以及零线N之间的电压矢量示意图可以参照图9所示。

其中，图7和图8中的电压检测装置即电压检测电路用于检测需检测电压的确定的两根电压线之间的模拟电压，并将检测到的模拟电压发送至故障检测设备G的处理器处。图7和图8中的故障检测设备用于实现以下三个步骤：对接收到的模拟电压进行模数(Analog-to-Digital，A/D)转换，得到数值化电压值；对数值化电压值进行电源缺相故障诊断分析，得到故障检测结果；基于故障检测结果，生成对应的提示信息。在一些应用场景中，处理器可以是微控制器。

以图7所示的三相供电设备E与电压检测装置F之间的连接方式为例进行相应的举例说明，在通过如图10所示的电路为通过包括两个电压检测电路的电压检测装置F采集火线A和火线C之间的线电压V_AC，和火线B和火线C之间线电压有效值V_BC后发送给故障检测设备G。故障检测设备G根据线电压V_AC和V_BC，计算出对应的电压有效值U_AC和U_BC，根据V_AB＝V_AC-V_BC计算得到火线A和火线B之间的线电压，并根据V_AB可以计算出对应的电压有效值U_AB。然后进行故障诊断，包括：

(1)首先判断输入电源线火线是否存在缺相故障：

判断采集到的U_AC和U_BC与第一电压阈值之间的大小关系；

如果U_AC和/或U_BC小于第一电压阈值，则判定存在火线缺相；

其中，第一电压阈值的取值范围为

优选地，第一电压阈值的具体取值范围为(5V，270V)。

如果存在火线缺相，还可以执行以下步骤：

如果U_AC小于第一电压阈值，则判定A相火线缺相；

如果U_BC小于第一电压阈值，则判定B相火线缺相。

(2)然后诊断是否存在三相不平衡故障：

从U_AC、U_BC和U_AB中，获取三者中最大有效值和最小有效值；

计算最大有效值和最小有效值的比值，记为M；

如果M≥K，则判定为三相不平衡故障；

其中，K为第一阈值，K大于1；优选地，K的取值范围为[1.1,1.7]。

其中，如果三相不平衡，则U_AC、U_BC和U_AB不完全相等，不平衡度越大，意味着最大有效值与最小有效值差异越大，因此可以根据最大有效值与最小有效值之间的比值来分析是否存在三相不平衡故障。

(3)诊断是否存在零线接反故障：

对U_AC、U_BC和U_AB进行从大到小的顺序进行排序，得到最大有效值MAX、中间有效值MID和最小有效值MIN；

如果MAX、MID和MIN满足

且1≤(MID÷MIN)≤(1+R)，则判定存在零线接反的故障；其中，R为误差系数，R取值范围为[0，0.3]。

如果确定存在零线接反的故障，还可以执行以下步骤：

如果MAX对应的线电压不包含公共火线C，确定公共火线C相与零线N接反；

如果MAX对应的线电压包含公共火线C和另外一根火线，确定除MAX对应的线电压包含公共火线C和另外一根火线外的火线与零线N接反。

基于图8或图9中所示的三相供电设备E与电压检测装置F之间的连接方式，电压检测装置F中还可以同时包括用于采集线电压V_BA、线电压V_CB和线电压V_AC的3个电压检测电路，并在实际应用过程中，可以只采用其中任意两个电压检测电路来采集对应的电压，得到第一目标电压和第二目标电压，但在一些应用场景下，也可以直接采用3个电压检测电路来检测得到第一目标电压、第二目标电压和第三目标电压。

需说明的是，前述图10中的电压检测电路可以参照图11所示，包括：电阻R1、R2、R3和R4，运算放大器Y，直流电源DC，GND为接地端，R1和R2所在两个端为电压检测电路的电压输入端，运算放大器Y的输出端为电压检测电路的输出端。

其中，前述在不同故障情况下，根据V_AB＝V_AC-V_BC可以计算得到火线A和火线B之间的线电压的结果可以如下表所示：

其中，a1、a2和a3是由三相不平衡度来确定的，由实际情况来确定V_AC、V_BC和V_AB与Vm之间的倍数关系。

需说明的是，第一火线、第二火线和第三火线在实际过程中可以互换。

需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。

本申请实施例中，通过检测到三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压后，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果，这样，通过两个线电压，可以快速对缺相故障、三相不平衡故障和零线接错故障进行检测，简化了检测电路的设计，解决了目前三相四线制供电设备中故障检测效率较低的问题，实现了一种快速检测三相四线制供电设备中存在缺相、或三相电压不平衡、或零线接错等故障问题的方法，提高了故障检测效率。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种故障检测装置，故障检测装置与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，参照图12所示，该故障检测装置3可以包括：检测单元31和处理单元32；其中：

检测单元31，用于检测三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，第一目标电压和第二目标电压均为线电压；

处理单元32，用于基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；

处理单元32，还用于基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；

处理单元32，还用于基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

在本申请其他实施例中，处理单元32用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果时，可以通过以下步骤来实现：

若第一目标电压和第二目标电压中存在小于第一电压阈值的电压，确定第一检测结果为三相供电设备存在火线缺相故障；其中，第一电压阈值大于0，且小于

倍的三相供电设备的相电压矢量幅值。

在本申请其他实施例中，故障检测装置还包括：确定单元和生成单元，其中，在处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果之后：

确定单元，用于在第一目标电压和第二目标电压的共用火线为第二火线的情况下，若第一检测结果指示三相供电设备存在火线缺相故障，确定第一目标电压和第二目标电压中的第一最大电压；其中，第二火线为三相供电设备中与第一火线不同的火线；

确定单元，还用于若第一最大电压大于或等于第一电压阈值，确定第三火线缺相；其中，第三火线为三相供电设备中与第二火线不同的火线；

生成单元，用于生成用于指示第三火线缺相的第一提示信息。

在本申请其他实施例中，处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果之后：

确定单元，用于在第一目标电压和第二目标电压的共用火线为第一火线，且第一检测结果指示三相供电设备存在火线缺相故障的情况下，确定第一目标电压和第二目标电压中小于第一电压阈值的参考电压；

确定单元，还用于确定参考电压对应的除第一火线外的火线缺相；

生成单元，用于生成用于指示参考电压对应的除第一火线外的火线缺相的第二提示信息。

在本申请其他实施例中，在处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果之前：

确定单元，还用于基于第一目标电压和第二目标电压，确定第三目标电压；

确定单元，还用于从第一目标电压、第二目标电压和第三目标电压中，确定第二最大电压、中间电压和最小电压；其中，第二最大电压大于中间电压，中间电压大于最小电压。

在本申请其他实施例中，处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果时，可以通过以下步骤来实现：

确定第二最大电压与最小电压之间的第一比值；

若第一比值大于或等于第一阈值，确定第二检测结果为三相供电设备存在三相不平衡故障；其中，第一阈值的取值范围为大于1的范围。

在本申请其他实施例中，处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果时，可以通过以下步骤来实现：

确定第二最大电压与最小电压之间的第一比值；

确定中间电压与最小电压之间的第二比值；

基于第一比值和第二比值，确定第三检测结果。

在本申请其他实施例中，处理单元用于实现基于第一比值和第二比值，确定第三检测结果时，可以通过以下步骤来实现：

确定误差系数；其中，误差系数大于或等于0，小于或等于0.3；

基于误差系数，确定第二阈值、第三阈值和第四阈值；其中，第二阈值小于第三阈值，第四阈值大于或等于1；

若第一比值大于或等于第二阈值，且第一比值小于或等于第三阈值，且第二比值大于或等于1，且第二比值小于或等于第四阈值，确定第三检测结果为三相供电设备存在零线接错故障。

在本申请其他实施例中，处理单元用于实现基于误差系数，确定第二阈值、第三阈值和第四阈值时，可以通过以下步骤来实现：

确定

与误差系数的差值，得到第二阈值；

确定

与误差系数的和值，得到第三阈值；

确定1与误差系数的和值，得到第四阈值。

在本申请其他实施例中，在处理单元用于实现基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果之后：

确定单元，还用于若第二最大电压对应的火线不包括第一火线，确定第一火线与零线接反；

生成单元，还用于生成用指示第一火线与零线接反的第三提示信息；

确定单元，还用于若第二最大电压对应的火线包括第一火线，确定三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反；

生成单元，还用于生成用于指示三相供电设备中除第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反的第四提示信息。

需要说明的是，本实施例中单元和模块之间信息交互的具体实现过程，可以参照图1～5对应的实施例提供的故障检测方法中的实现过程，此处不再赘述。

本申请实施例中，通过检测到三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压后，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果，这样，通过两个线电压，可以快速对缺相故障、三相不平衡故障和零线接错故障进行检测，简化了检测电路的设计，解决了目前三相四线制供电设备中故障检测效率较低的问题，实现了一种快速检测三相四线制供电设备中存在缺相、或三相电压不平衡、或零线接错等故障问题的方法，提高了故障检测效率。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种故障检测设备，故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，参照图13所示，该故障检测设备4可以包括：检测电路41和处理器42；其中：

检测电路41，用于检测三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压，并发送第一目标电压和第二目标电压至处理器；其中，第一目标电压和第二目标电压均为线电压；

处理器42，用于接收第一目标电压和第二目标电压后，基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；基于第一目标电压和第二目标电压，对三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

其中，在本申请其他实施例中，处理器42的具体实现过程可以参照图1～5所示的方法的实现过程，此处不再详细赘述。需说明的是，在故障检测设备包括电压检测装置时，检测电路41为前述的电压检测电路。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种三相供电系统，参照图14所示，该三相供电系统5可以包括：用于提供三相电的三相供电设备51和用于实现图1～5的故障检测方法的故障检测设备52；其中：故障检测设备52的具体实现过程可以参照图1～5所示的方法的实现过程，此处不再详细赘述。另，此处的三相供电设备51与前述的三相供电设备E为同一个设备，故障检测设备52与前述故障检测设备G为同一设备。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，简称为存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如图1～5对应的实施例提供的故障检测方法实现过程，此处不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于故障检测设备，所述故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述方法包括：

检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果，包括：

若所述第一目标电压和所述第二目标电压中存在小于第一电压阈值的电压，确定所述第一检测结果为所述三相供电设备存在火线缺相故障；其中，所述第一电压阈值大于0，且小于

倍的所述三相供电设备的相电压矢量幅值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果之后，所述方法还包括：

在所述第一目标电压和所述第二目标电压的共用火线为第二火线的情况下，若所述第一检测结果指示所述三相供电设备存在火线缺相故障，确定所述第一目标电压和所述第二目标电压中的第一最大电压；其中，所述第二火线为所述三相供电设备中与所述第一火线不同的火线；

若所述第一最大电压大于或等于所述第一电压阈值，确定第三火线缺相；其中，所述第三火线为所述三相供电设备中与所述第二火线不同的火线；

生成用于指示所述第三火线缺相的第一提示信息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果之后，所述方法还包括：

在所述第一目标电压和所述第二目标电压的共用火线为所述第一火线，且所述第一检测结果指示所述三相供电设备存在火线缺相故障的情况下，确定所述第一目标电压和所述第二目标电压中小于所述第一电压阈值的参考电压；

确定所述参考电压对应的除所述第一火线外的火线缺相；

生成用于指示所述参考电压对应的除所述第一火线外的火线缺相的第二提示信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果之前，所述方法还包括：

基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，确定第三目标电压；

从所述第一目标电压、第二目标电压和所述第三目标电压中，确定第二最大电压、中间电压和最小电压；其中，所述第二最大电压大于所述中间电压，所述中间电压大于所述最小电压。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果，包括：

确定所述第二最大电压与所述最小电压之间的第一比值；

若所述第一比值大于或等于第一阈值，确定所述第二检测结果为所述三相供电设备存在三相不平衡故障；其中，所述第一阈值的取值范围为大于1的范围。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果，包括：

确定所述第二最大电压与所述最小电压之间的第一比值；

确定所述中间电压与所述最小电压之间的第二比值；

基于所述第一比值和所述第二比值，确定所述第三检测结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一比值和所述第二比值，确定所述第三检测结果，包括：

确定误差系数；其中，所述误差系数大于或等于0，小于或等于0.3；

基于所述误差系数，确定第二阈值、第三阈值和第四阈值；其中，所述第二阈值小于所述第三阈值，所述第四阈值大于或等于1；

若所述第一比值大于或等于所述第二阈值，且所述第一比值小于或等于所述第三阈值，且所述第二比值大于或等于1，且所述第二比值小于或等于所述第四阈值，确定所述第三检测结果为所述三相供电设备存在零线接错故障。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述误差系数，确定第二阈值、第三阈值和第四阈值，包括：

确定

与所述误差系数的差值，得到所述第二阈值；

确定

与所述误差系数的和值，得到所述第三阈值；

确定1与所述误差系数的和值，得到所述第四阈值。

10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果之后，所述方法还包括：

若所述第二最大电压对应的火线不包括所述第一火线，确定所述第一火线与零线接反；

生成用于指示所述第一火线与零线接反的第三提示信息；

若所述第二最大电压对应的火线包括所述第一火线，确定所述三相供电设备中除所述第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反；

生成用于指示所述三相供电设备中除所述第二最大电压对应的两根火线外的火线与零线接反的第四提示信息。

11.一种故障检测装置，其特征在于，所述故障检测装置与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述装置包括：检测单元和处理单元；其中：

所述检测单元，用于检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

所述处理单元，用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；

所述处理单元，还用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；

所述处理单元，还用于基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

12.一种故障检测设备，其特征在于，所述故障检测设备与三相供电设备的第一火线和零线连接获得工作电源，所述设备包括：检测电路和处理器；其中：

所述检测电路，用于检测所述三相供电设备的第一目标电压和第二目标电压，并发送所述第一目标电压和所述第二目标电压至所述处理器；其中，所述第一目标电压和所述第二目标电压均为线电压；

所述处理器，用于接收所述第一目标电压和所述第二目标电压后，基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行缺相故障检测，得到第一检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行三相不平衡故障检测，得到第二检测结果；基于所述第一目标电压和所述第二目标电压，对所述三相供电设备进行零线接错故障检测，得到第三检测结果。

13.一种三相供电系统，其特征在于，所述三相供电系统包括：用于提供三相电的三相供电设备和如权利要求12所述的故障检测设备。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有故障检测程序，所述故障检测程序被处理器执行时实现如权利要求1至10中任一项所述的故障检测方法的步骤。

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