本发明涉及电力监控领域，特别是涉及一种诊断多相电路中故障线路的方法及装置。
背景技术：
由于电力行业的大力发展，单相电路以及两相电路无法满足市场的需求，多相电路应运而生。而在多相电路中，考虑到成本、材料以及性能，三相电路(由三相交流电源供电的电路)广泛应用民用供电系统中，更多相电路由于成本较高、构造复杂只运用于特殊领域。
要在不使用辅助设备的情况下产生旋转磁场至少需要三相供电；相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发电机转矩恒定，有利于发电机的工作；三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济；三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动；三相电路还由于其效率高、成本低、功率大、构造简单以及稳定性好，成为了电力系统领域的翘楚。
在三相电路以及多相电路的配电系统中，由于电路较为复杂，在某一线路发生故障时，很难在短时间内从多条线路中检测到发生故障的线路，无法快速对故障线路进行修理，从而影响配电系统的正常运行；严重时，会导致整个配电系统发生故障，给用户带来不便。
在多相电路运行过程中，实时对各相电路进行监控，快速准确的判断各相线路中可能发生故障的线路，然后对可能发生故障的电路进行监控或必要时提前进行维护，一定程度上可避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行；即使发生故障，也可快速的对故障线路进行定位，从而快速对故障线路进行修理，一定程度上保证了配电系统的正常运行，提高了配电系统的安全性。可见，如何在多相电路运行过程中，准确判断可能发生故障的线路是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种诊断多相电路中故障线路的方法及装置，在多相电路运行过程中，可准确判断可能发生故障的线路，一定程度上保证各相输电线路的正常运行以及配电系统的正常运行，提高配电系统的安全性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
本发明实施例一方面提供了一种诊断多相电路中故障线路的方法，包括：
获取多相电路中各相输电线路的电流数据和/或电压数据；
根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度；
将各所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度与预设阈值进行比较；
当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障。
优选的，所述预设阈值为5％。
优选的，在所述根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度之后还包括：
将计算得出的各相输电线路的电压不平衡度和/或电流不平衡度进行显示。
优选的，在所述当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障之后还包括：
根据判定结果提示故障线路。
优选的，当获取多相电路中各相输电线路的电压数据时，所述根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度包括：
计算所述多相电路的平均电压：
根据所述平均电压以及各相所述输电线路的电压数据计算各相输电线路对应的电压平衡度：
其中，δu为所述多相电路的平均电压；δεui为各相输电线路的电压平衡度；ui为各相输电线路的电压值。
优选的，当获取多相电路中各相输电线路的电流数据时，所述根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度包括：
计算所述多相电路的平均电流：
根据所述平均电流以及各相所述输电线路的电流数据计算各相输电线路对应的电流平衡度：
其中，δi为所述多相电路的平均电流；δεii为各相输电线路的电流平衡度；ii为各相输电线路的电流值。
优选的，在所述当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障之后还包括：
对产生故障的线路进行报警。
本发明实施例另一方面提供了一种诊断多相电路中故障线路的装置，包括：
获取数据模块，用于获取多相电路中各相输电线路的电流数据和/或电压数据；
计算模块，用于根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度；
故障诊断模块，用于将各所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度与预设阈值进行比较；当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障。
优选的，还包括：
显示模块，用于将计算得出的各相输电线路的电压不平衡度和/或电流不平衡度进行显示。
优选的，还包括：
提示模块，用于根据判定结果提示故障线路。
本发明实施例提供了一种诊断多相电路中故障线路的方法，通过利用多相电路中各相输电线路的电流数据和/或电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度；当电压不平衡度和/或电流不平衡度超过预设阈值时，则判定相应的线路发生故障。
本申请提供的技术方案采用各相输电线路的不平衡度作为衡量多相电路运行过程中可能发生故障线路的因素。在多相电路配电系统的运行过程中，由于电压的波动、各单相输电线路的负荷不同、用电时间的不同，从而导致各单相输电线路不平衡的现象发生。当各相输电线路的电压或电流相差太大时，会增加电能消耗，甚至会导致某相线路发生故障，从而危及整个设备的安全。可见，当各相输电线路的不平衡度超过预设阈值时，可判定该输电线路可能发生故障。采用本申请的方法可简单、快速、准确的判断可能会发生故障的输电线路。当多相电路未发生故障时，通过对可能发生故障的电路进行监控或必要时提前进行维护，一定程度上可避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行；即使发生故障，也可快速的对故障线路进行定位，从而快速对故障线路进行修理，一定程度上保证了配电系统的正常运行，提高了配电系统的安全性；当多相电路发生故障时，通过本申请的方法可快速定位故障线路的范围，从而大大的缩减了寻找故障线路的时间，提高维护故障线路的效率，有利于提高整个配电系统的安全性。
此外，本发明实施例还针对诊断多相电路中故障线路的方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置具有相应的优点。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一个示例性应用场景的框架示意图；
图2为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路方法的实施例一的示意图；
图3为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路方法的实施例二的示意图；
图4为本发明实施例提供的电压不平衡度和电流不平衡度进行显示的示意图；
图5为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路方法的实施例三的示意图；
图6为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路方法的实施例四的示意图；
图7为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路装置的一种具体实施方式的结构图；
图8为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路装置的另一种具体实施方式的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
现有技术一般都是当配电系统已经存在发生故障的线路时，才对故障线路进行检测、定位、修理以及维护；由于多相电路的配电系统中，电路较为复杂，很难短时间内对故障线路进行定位进维修，从而影响配电系统的正常运行；严重时，会导致整个配电系统发生故障，给用户带来不便。
鉴于此，本申请的发明人经过研究发现，三相电路或多相电路配电系统在运行过程中，由于电压的波动、各单相输电线路的负荷不同、用电时间不同，从而导致各单相输电线路不平衡的现象发生。当各相输电线路的电压或电流相差太大时，会增加电能消耗，甚至会导致某相线路发生故障，从而危及整个设备的安全。因此，可采用各相输电线路的不平衡度作为衡量多相电路运行过程中可能发生故障线路的因素，当各相输电线路的不平衡度超过预设阈值时，可判定该输电线路可能发生故障，从而实现简单、快速、准确的判断发生故障的输电线路，一定程度上避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行；保证了配电系统的正常运行，提高了配电系统的安全性。
基于上述本发明实施例的技术方案，下面首先结合图1对本发明实施例的技术方案涉及的一些可能的应用场景进行举例介绍，下面结合图1以诊断三相四线制配电系统中的故障线路为例阐述本申请的原理。
如图1所示，通过采集数据模块中的电压表、电流表采集三相电路中各相输电线路的电压数据以及电流数据；将采集到的数据发送到ifix数据分析模块中，用来计算各相输电线路的电压不平衡度以及电流不平衡度；将计算得到的各不平衡度的数值与预设阈值进行比较，当每一条线路中至少一个不平衡度超过预设阈值时，就判定相应的线路可能会发生故障。实现了简单、快速、准确的判断发生故障的线路，保证各相电路的正常运行，保证配电系统的正常运行，提高了配电系统的安全性。
需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的思想和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。
在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。
首先参见图2，图2为本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路方法的实施例一的示意图，本发明实施例可包括以下内容：
s201：获取多相电路中各相输电线路的电流数据和/或电压数据。
对电流数据和电压数据的采集可通过相应的测量仪表，例如电流表，电压表；也可采用示波器；当然，任何可采集电流数据或电压数据的仪表设备都可以，本发明对此不做任何限定。
可以将采集设备采集的数据通过手工录入，或通过外接存储设备(如优盘、光盘等)导入，或通过第三方软件输入，或自动识别录入(如语音)，或短距离传输(近场通信(nfc)、射频识别(rfid)、蓝牙等)，当然，也可采用其他方式将数据传输到系统中，这都不影响本申请技术方案的实现。
多相电路可为两相、三相、四相等任意相的电路。
可只获取多相电路中各相输电线路的电流数据或电压数据；也可二者都获取；当然，也可获取其他数据，例如功率。
s202：根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度。
不平衡度反映了当前相应的输电线路在整体配电系统的不平衡程度。电压不平衡度是从电压的角度上反映不平衡程度；而电流不平衡度是从电流的角度上反映线路的不平衡程度。
当获取多相电路中各相输电线路的电压数据时，根据各电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度包括：
计算多相电路的平均电压：
根据平均电压以及各相输电线路的电压数据计算各相输电线路对应的电压平衡度：
其中，δu为所述多相电路的平均电压；δεui为各相输电线路的电压平衡度；ui为各相输电线路的电压值。
当获取多相电路中各相输电线路的电流数据时，根据各电流数据计算各相输电线路相应的电流不平衡度包括：
计算多相电路的平均电流：
根据平均电流以及各相输电线路的电流数据计算各相输电线路对应的电流平衡度：
其中，δi为所述多相电路的平均电流；δεii为各相输电线路的电流平衡度；ii为各相输电线路的电流值。
当获取多相电路中各相输电线路的电压数据和电流数据时，根据各电流数据和电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和电流不平衡度包括：
计算多相电路的平均电压：
根据平均电压以及各相输电线路的电压数据计算各相输电线路对应的电压平衡度：
计算多相电路的平均电流：
根据平均电流以及各相输电线路的电流数据计算各相输电线路对应的电流平衡度：
其中，δu为所述多相电路的平均电压；δεui为各相输电线路的电压平衡度；ui为各相输电线路的电压值；δi为所述多相电路的平均电流；δεii为各相输电线路的电流平衡度；ii为各相输电线路的电流值。
s203：将各所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度与预设阈值进行比较。
预设阈值可以根据大量实验数据得出。具体的，当线路发生故障时，记录该线路对应的电压不平衡度和电流不平衡度的值，将发生故障的电路的关键参数(如供电功率、温度、线路连接方式)与电压不平衡度值和电流不平衡度的值作为一组记录；然后改变实验条件，例如线路的连接方式，例如发电机的不同以及发电功率的不同，多次测验，对每一种情况下的参数与发生故障线路对应的不平衡度值建立一个映射关系，通过多组映射关系最终确定不同情况下的阈值。当然，也可根据本领域技术人员的经验进行确定，这均不影响本申请的实现。
优选的，预设阈值可为5％。当然，视实际具体情况，本领域技术人员可根据具体的情况设置。
s204：当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障。
由于预设阈值是根据多次试验中线路发生故障时相应参数不平衡度计算出来的，故当当前参数的不平衡度超过该阈值时，即可判定线路可能会发生故障，可以对可能发生故障的电路进行监控或必要时提前进行维护，一定程度上可避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行。
由上可知，本发明实施例采用各相输电线路的不平衡度作为衡量多相电路运行过程中可能发生故障线路的因素，可简单、快速、准确的判断发生故障的输电线路。当多相电路未发生故障时，通过对可能发生故障的电路进行监控或必要时提前进行维护，一定程度上避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行；即使发生故障，也可快速的对故障线路进行定位，从而快速对故障线路进行修理，一定程度上保证了配电系统的正常运行，提高配电系统的安全性；当多相电路发生故障时，通过本申请的方法可快速定位故障线路的范围，从而大大的缩减了寻找故障线路的时间，提高维护故障线路的效率，有利于提高整个配电系统的安全性。
在本申请技术方案的一些具体实施方式中，请参阅图3，实施例二在实施例一的s202(根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度)之后例如可以包括：
将计算得出的各相输电线路的电压不平衡度和/或电流不平衡度进行显示。
各相输电线路的电压不平衡度和电流不平衡度可以通过以某种格式的信息形式在屏幕上显示出来(例如液晶屏)。某种格式的信息可为文字信息，例如显示发生故障；也可为图片形式；也可为数字形式，具体数值表示的意义可预先进行设置；或以字母的形式，例如‘ok’表示正常，‘fail’发生故障，当然，也可采用其他任何格式的信息进行表示计算结果，这均不影响本实施例的实现。优选的，请参阅图4，可将当前多相电路中每一相输电线路中的电压不平衡度和电流不平衡度的具体数值进行显示。
通过将各相输电线路的电压不平衡度和/或电流不平衡度进行显示，可以更明确的向当前用户或工作人员显示当前多相电路中各相电路的参数指标，从而明确各相输电线路的运行状态。当系统判断出错时，根据显示的内容，用户或工作人员也可以判断出故障线路，避免故障线路带来的安全风险，进一步的保证了各相输电线路的正常运行以及整个配电系统的安全性，提高维护故障线路的效率。
可选的，请参阅图5，实施例三在实施例一的s204(当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障)的基础上还可包括：
根据判定结果提示故障线路。
对多相电路进行故障诊断后获得判定结果，可进一步的根据结果提示发生故障的线路，即提示判定结果。
提示判定结果可以通过以某种格式的信息形式在屏幕上显示出来(例如液晶屏)。某种格式信息可为文字信息，例如显示发生故障；也可为图片形式；也可为数字形式，具体数值表示的意义可预先进行设置；或以字母的形式，例如‘ok’表示正常，‘fail’发生故障，当然，也可采用其他任何格式的信息进行表示判定结果，这均不影响本实施例的实现。
提示判定结果还可以通过语音的形式输出，具体的可通过发声进行提示，例如语音输出“一切正常”或“某条线路可能发生故障”。
提示判定结果还可以设置故障指示灯进行提示，可采用led作为故障指示灯，当然，也可采用其他任何形式的灯，如二极管，优选的，应选择亮度大、功率小的灯。举例来说，如果发生故障，则可通过点亮故障指示灯表示判定的结果为故障。
当然，提示判定结果并不限于上述三种形式，只要达到可以将判定结果向用户进行提示，让用户明白判断结果的目的即可。
当然，也可同时进行显示、语音提示与设置故障灯，这均不影响本发明的实现。
通过将对判定结果进行提示，可以使本申请技术方案更具有实用性，方便用户明确当前各相电路的工作状态，可使用户在系统判定发生故障时立即获取故障具体信息，从而避免用户因特殊原因而延误发现故障线路的时间，给用户造成不必要的损失。
在本申请的另一些实施方式中，请参阅图6，实施例四在实施例一s204(当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述预设阈值时，则判定相应的线路发生故障)之后例如还可包括：
对产生故障的线路进行报警。
可向报警设备发送进行报警的指令，报警设备根据报警指令进行报警。可为蜂鸣器长鸣进行报警，当然，也可采用其他响铃的形式进行报警，也可采用其他任何形式的报警，这均不影响本发明实施例的实现。优选的，报警设备的声音应穿透力强、音量大、报警信息明显，可以让相关人员及时获取到该报警信息。
做该项设置，是为了使客户或工作人员更直观的了解当前配电系统中各相输电线路的工作状态，可替换为其他提醒装置(例如设置故障指示灯)，但也可不做该项设置。设置进行报警使得本申请的技术方案更加直观、形象化，方便工作人员使用，提升用户的使用体验。
本发明实施例还针对诊断多相电路中故障线路的方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的诊断多相电路中故障线路的装置进行介绍，下文描述的诊断多相电路中故障线路的装置与上文描述的诊断多相电路中故障线路的方法可相互对应参照。
参见图7，图7为本发明实施例提供的一种诊断多相电路中故障线路装置的结构图，该装置可包括：
获取数据模块701，用于获取多相电路中各相输电线路的电流数据和/或电压数据。
计算模块702，用于根据各所述电流数据和/或所述电压数据计算各相输电线路相应的电压不平衡度和/或电流不平衡度。
故障诊断模块703，用于将各所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度与预设阈值进行比较；当所述电压不平衡度和/或所述电流不平衡度超过所述阈值时，则判定相应的线路发生故障。
可选的，在本实施例的一些实施方式中，请参阅图8，所述装置例如还可以包括：
显示模块704，用于将计算得出的各相输电线路的电压不平衡度和/或电流不平衡度进行显示。
可选的，在本实施例的另一些实施方式中，请参阅图8，所述装置例如还可以包括：
报警模块705，用于发送进行报警的指令。
可选的，在本实施例的另一些实施方式中，请参阅图8，所述装置例如还可以包括：
提示结果模块706，用于根据判定结果发送进行提示故障线路的指令。
本发明实施例所述诊断多相电路中故障线路装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例采用各相输电线路的不平衡度作为衡量多相电路运行过程中可能发生故障线路的因素，可简单、快速、准确的判断发生故障的输电线路。当多相电路未发生故障时，通过对可能发生故障的电路进行监控或必要时提前进行维护，一定程度上避免线路发生故障，保证各相输电线路的正常运行；即使发生故障，也可快速的对故障线路进行定位，从而快速对故障线路进行修理，一定程度上保证了配电系统的正常运行，提高配电系统的安全性；当多相电路发生故障时，通过本申请的方法可快速定位故障线路的范围，从而大大的缩减了寻找故障线路的时间，提高维护故障线路的效率，有利于提高整个配电系统的安全性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种诊断多相电路中故障线路方法以及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。