设备故障检测电路及方法与流程

本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种设备故障检测电路及方法。

背景技术：

相关技术中，对电动机机械类设备配置有反映电机短路的速断保护，过载的过电流保护，过负荷的过负荷保护(发信号)，机械堵转、卡涩的堵转保护，2000kw及以上电动机还配置有差动保护，但反映电动机断轴及风机类负载断叶片的欠电流保护较少，保护逻辑不完善，已有技术如djb-d型电动机欠电流保护器，其适用于380v低压电动机设备，保护输出接点串在380v交流控制回路，设备停用时低电流动作条件满足(电流为零)其接点闭合，每次启动前要进行复位及对定值重新整定。对于6kv及以上电压等级设备，一般采用直流控制方式，已有低电流保护也无法解决启动前(设备停用)、后及系统电压瞬间降低低电流元件接点闭合保护出口动作问题。相同或相似的已有技术还有引进德国西门子技术的同步电动机欠电流保护，该保护解决同步电动机运行过程中电动机供电电压中断而电动机励磁仍在，同步电动机电流下降的保护，其判断同步电动机状态是否运行的电气量取用电动机供电母线电压，其动作电压为70％母线电压，电压低于此值保护开放，其原理不解决电动机运行中断轴，风机类设备断叶片，电动机供电电源瞬间异常所引起的欠电流问题，其保护对象是同步电动机，其存在供电电压瞬间低于设定值保护误动现象，其判断设备是否运行采用的用母线电压判据与本发明判无流的判据不同。

针对上述技术问题，相关技术中尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种设备故障检测电路及方法，以至少解决相关技术中对设备的故障检测不准确的技术问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种设备故障检测电路，包括：电流检测元件，用于在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；第一与门，与电流检测元件连接，用于对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；输出设备，与第一与门连接，用于基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种设备故障检测方法，包括：在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，由于通过电流检测元件在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；并通过第一与门对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；最后输出设备基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。从而实现通过设备三相电流检测出设备的故障。因此，可以解决对设备的故障检测不准确的技术问题，达到准确检测设备故障的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的设备故障检测电路的示意图；

图2是根据本发明实施例的设备故障检测电路的整体示意图；

图3是根据本发明实施例的设备故障检测方法的流程图；

图4是本发明实施例的一种设备故障检测方法的移动终端的硬件结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本实施例提供一种设备故障检测电路，如图1所示，包括：欠电流检测元件(ia<、ib<、ic<)，用于在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；第一与门，与电流检测元件连接，用于对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；输出设备(出口)，与第一与门连接，用于基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。

需要说明的是，本实施例主要是针对设置有三相电流的设备进行的检测。

需要说明的是，本实施例中的三相电流故障信息中包括三项电流的值，例如“1”或者“0”。在全部为“1”的情况下，对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值即是1，说明设备存在故障，否则，设备不存在故障。

如图1所示，电流检测元件包括第一电流检测元件ia<、第二电流检测元件ib<以及第三电流检测元件ic<，分别与三相电流中的每一相电流连接，分别用于在检测到设备的每一相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的每一相电流故障信息，其中，每一相电流故障信息中包括每一相电流的值，例如“1”，或者“0”，只有在三相电流的值同时都是1的情况下，才会输出设备故障信息。

在本实施例中，当设备正常运行时电流检测元件不输出，当设备中的电动机与设备联接轴系发生断裂，或风机类负载发生叶片断裂时，ia<、ib<、ic<电流较正常运行电流降低，ia<、ib<、ic<同时动作，经第一与门出口输出故障信息，电动机跳闸。需要说明的是，本实施例中的预设电流可以基于不同的设备进行设置，例如，设置为电动机额定电流的某个百分数，保护发生断轴问题可设为电动机空载电流，风机类断叶片可设额定电流70％---80％，有条件时可实测。

需要说明的是，采用电流检测元件同时动作启动保护，主要是考虑发生电动机与设备联接的轴系发生断裂，或风机类负载发生叶片断裂事故是三相电流同时降低，对于a、b、c三相电流互感器发生二次回路断线(ct断线)，则保护不出口，由该设备其它保护ct断线功能实现(如发信号等)。

在一个可选的实施例中，如图2所示，电路还包括：无流检测元件(iwla、iwlb、iwlb)，用于在检测到设备的三相电流的值均为零的情况下，输出零值；第二与门，与无流检测元件连接，用于对三相电流的值进行逻辑与操作，得到第二逻辑与值，并输出第二逻辑与值。

在本实施例中无流检测元件主要包括：第一无流检测元件iwla、第二无流检测元件iwlb以及第三无流检测元件iwlb，分别与三相电流中的每一相电流连接，分别用于在检测到设备的每一相电流的值为零的情况下，输出高电位预设值，例如“1”。

采集电动机负载的低电流元件动作及返回值可调，动作值及返回值不同(用返回系数表征)可克服保护在动作值附近变化所引起的保护频繁动作问题。

需要说明的是，iwla、iwlb、iwlb无流判据元件按0.04倍额定电流整定(经验值)，三个无流检测元件iwla、iwlb、iwlb能有效区分设备的运行及停用状态，避免设备停用状态时设备直流操作保险送电保护误动问题。

在一个可选的实施例中，如图2所示，电路还包括：电压检测元件(ua<、ub<、uc<)，用于在检测到设备的三相电压的值小于预定电压值的情况下，输出检测到的三相电压故障信息；第一或门(或1)，与电压检测元件连接，用于对三相电压的值进行逻辑或操作，得到第一逻辑或值，并输出第一逻辑或值。

需要说明的是，三相电压故障信息中包括三相电压的值，例如“1”或“0”。

需要说明的是，三个低电压检测元件第一电压检测元件ua<、第二电压检测元件ub<以及第三电压检测元件uc<，分别与三相电压中的每一相电压连接，分别用于在检测到设备的每一相电压的值小于预定电压值的情况下，输出检测到的每一相电压的值。ua<、ub<、uc<可对设备供电电源短时异常波动降低所引起的保护误动进行闭锁。

对于电动机供电系统发生的短时低电压(非大气过电压)，由于此低电压可能持续数秒，将引起风机类负载低电流，但此低电流非设备断轴及断叶片所致，保护不应动作，此类问题通过三个低电压检测元件ua<、ub<、uc<及或1、或2逻辑完成。发生低电压时，低电压检测元件输出至或1门、或2门、与非1闭锁保护输出。对于非风机类设备，低电压不会引起欠电流，相反将会使设备电流增加，该保护不会动作，其它保护如过电流、过负荷保护可能动作，不属于本实施例涉及的技术范畴。

在一个可选的实施例中，如图2所示，电路还包括：第二或门，分别与第二与门、第一或门连接，用于基于第二逻辑与值与第一逻辑或值进行逻辑或操作，得到第二逻辑或值，并输出第二逻辑或值。非门，分别与第二或门、第一与门连接，用于基于第一逻辑与值与第二逻辑或值进行逻辑非操作，得到第一逻辑与非值，并输出第一逻辑与非值。在本实施例中，在电压检测元件检测的电压和无流检测元件检测的电流满足其中一个，即可实现闭锁功能。非门与第一与门组成如图2所所示的与非1。

需要说明的是，本实施例中的输出设备，还与非门连接，用于基于第一逻辑与非值输出设备未处于故障状态的信息。

图2中的t即是时间设备，与第一与门连接，用于在预定时间之后将第一逻辑与值传送至输出设备，以指示输出设备的故障信息。

需要说明的是，时间设备可以采用短延时原因为躲过高压供电系统大气过电压时保护误出口，该时间一般设置0.05秒左右，延时以躲过大气过电压如雷电引起的避雷器动作时间，避雷器动作是由于过电压引起，动作时对地击穿会发生短时间电压下降，发生此类低电压时由于低电压元件ua<、ub<、uc<固有动作时间较短可能动作，所以设置出口延t元件躲过。

在本实施例还提供了一种设备故障检测方法，图3是根据本发明实施例的设备故障检测方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤s302，在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；

步骤s304，对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；

步骤s306，基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。

通过上述步骤，由于通过电流检测元件在检测到设备的三相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的三相电流故障信息；并通过第一与门对三相电流故障信息进行逻辑与操作，得到第一逻辑与值，并输出第一逻辑与值；最后输出设备基于第一逻辑与值输出设备故障信息，其中，设备故障信息用于指示设备处于故障状态。从而实现通过设备三相电流检测出设备的故障。因此，可以解决对设备的故障检测不准确的技术问题，达到准确检测设备故障的效果。

可选地，上述步骤的执行主体可以为终端等，但不限于此。

需要说明的是，可以利用三个欠电流检测元件ia<、ib<、ic<对上述中的三相电流进行检测。输入电流可取至设备(高压)开关自带电流互感器，可以与其它保护复用。

在一个可选的实施例中，在检测到设备的每一相电流的值小于预定电流值的情况下，输出检测到的每一相电流的故障信息。在检测到设备的三相电流的值均为零的情况下，输出零值；对三相电流的值进行逻辑与操作，得到第二逻辑与值，并输出第二逻辑与值。在检测到设备的每一相电流的值为零的情况下，输出高电位预设值，例如“1”。在本实施例中，只有三相电流同时没有电流输出的情况下，才会同时输出高电位“1”值。

需要说明的是，每一相电流故障信息中包括每一相电流的值，例如“1”，或者“0”，只有在三相电流的值同时都是1的情况下，才会输出设备故障信息

需要说明的是，可以采用三个无流检测元件iwla、iwlb、iwlb对三相电流是否有电流输出进行检测。输入电流取用同三个电流检测元件ia<、ib<、ic<。

在一个可选的实施例中：在检测到设备的三相电压的值小于预定电压值的情况下，输出检测到的三相电压故障信息；对三相电压故障信息进行逻辑或操作，得到第一逻辑或值，并输出第一逻辑或值。在本实施例中，在检测到设备的每一相电压的值小于预定电压值的情况下，输出检测到的每一相电压的故障信息。

需要说明的是，三相电压故障信息中包括三相电压的值，例如“1”或“0”。

需要说明的是，可以采用三个电压检测元件ua<、ub<、uc<对上述中的三相电压进行检测。电压取至电动机设备供电母线电压互感器二次侧。

在一个可选的实施例中，基于第二逻辑与值与第一逻辑或值进行逻辑或操作，得到第二逻辑或值，并输出第二逻辑或值；基于第一逻辑与值与第二逻辑或值进行逻辑非操作，得到第一逻辑与非值，并输出第一逻辑与非值。基于第一逻辑与非值输出设备未处于故障状态的信息。

在一个可选的实施例中，需要在预定时间之后将第一逻辑与值传送至输出设备，以指示输出设备的故障信息。可以通过出口或者是输出设备传输故障信息。

由上述可知，ia<、ib<、ic<按小于设备运行电流并留有余量整定，例如，设置为电动机额定电流的某个百分数，保护发生断轴问题可设为为电动机空载电流，风机类断叶片可设额定电流70％-80％，有条件时可实测。

iwla、iwlb、iwlb无流判据元件按0.04倍额定电流整定(经验值)，ua<、ub<、uc<低电压元件按设备运行允许最低电压整定。短延时t整定为0.05秒左右。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图4是本发明实施例的一种设备故障检测方法的移动终端的硬件结构框图。如图4所示，移动终端40可以包括一个或多个(图4中仅示出一个)处理器402(处理器402可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器404，可选地，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备406以及输入输出设备408。本领域普通技术人员可以理解，图4所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端40还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。

存储器404可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的设备故障检测方法对应的计算机程序，处理器402通过运行存储在存储器404内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器404可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器404可进一步包括相对于处理器402远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端40。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置406用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端40的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置406包括一个网络适配器(networkinterfacecontroller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置406可以为射频(radiofrequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以上各步骤的计算机程序。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以上各步骤。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。