CN112285551A - 有载分接开关在线监测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种有载分接开关在线监测方法、装置和系统，其中，有载分接开关在线监测方法包括：获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；该运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；根据运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障模式和故障部件。该有载分接开关在线监测方法，在整个监测过程中，采集了多种反映有载分接开关运行状态的数据，再基于这些数据进行运行状态的判断，相当于综合考虑了多种因素对有载分接开关运行状态的影响，有利于提高有载分接开关运行状态判断结果的准确性。

Description

有载分接开关在线监测方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及电气设备在线监测技术领域，特别是涉及一种有载分接开关在线监测方法、装置和系统。

背景技术

有载分接开关是指在变压器励磁或负载下进行操作的、用来改变变压器绕组分接连接位置的调压装置。在工作过程中，有载分接开关需要频繁操作以适应变压器的工作需求，进行有载分接开关运行状态的在线监测，对于保障电力系统的安全运行具有重要的意义。

传统的有载分接开关在线监测方法，通过采集有载分接开关在动作时产生的振动信号，来判断有载分接开关的运行状态。由于在实际运行过程中，有载分接开关的振动信号可能会受到外界环境的影响，这将直接导致运行状态判断结果的准确性。因此，传统的有载分接开关在线监测方法，具有判断结果不够准确的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种有载分接开关在线监测方法、装置和系统，提高有载分接开关运行状态判断结果的准确性。

本申请第一方面，提供了一种有载分接开关在线监测方法，包括：

获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；所述运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；

根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；

根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关的故障部件及故障模式。

在其中一个实施例中，所述运行数据包括绝缘油监测数据和运行状态监测数据，所述故障诊断结果包括故障性质和故障类型，所述根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果，包括：

根据所述绝缘油监测数据，基于预设算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障性质；

根据所述运行状态监测数据，基于多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障类型。

在其中一个实施例中，所述绝缘油监测数据包括绝缘油中气体和微水的含量数据；运行状态监测数据包括档位传感器位置数据、电机电流数据、振动数据、转速数据、油位数据、油温数据和触发信号数据。

在其中一个实施例中，所述预设算法包括三比值法、基于PSO-SVM的智能算法和/或基于案例推理的智能算法。

在其中一个实施例中，所述多参数分接开关故障诊断算法，包括基于预防性试验与保信的故障诊断算法，和/或聚类与SVM相结合的故障诊断算法。

在其中一个实施例中，所述根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关的故障部件及故障模式之后，还包括：

根据所述运行数据、所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果。

在其中一个实施例中，所述根据所述运行数据、所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果，包括：

根据所述运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和预警值对所述有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果；

根据所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的定性评估，并输出评估结果。

在其中一个实施例中，所述根据所述运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和预警值对所述有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果，包括：

根据所述运行数据，获取所述运行数据对应参数的类型和预警值；

根据所述运行数据和所述运行数据对应参数的预警值，确定所述参数的劣化等级；

根据各参数的类型和劣化等级，确定各参数的扣分值；

根据所述各参数的扣分值的最大值，确定所述有载分接开关健康状态的定量评估结果并输出。

本申请第二方面，提供了一种有载分接开关在线监测装置，包括：

数据获取模块，用于获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；所述运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；

故障诊断模块，用于根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；

故障模式和故障部件确定模块，用于根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关故障部件及故障模式。

本申请第三方面，提供了一种有载分接开关在线监测系统，包括采集设备和控制器，所述采集设备连接有载分接开关，用于采集所述有载分接开关的运行数据，所述运行数据包括多种类型参数的采集数值；所述控制器连接所述采集设备，用于根据上述的方法进行有载分接开关在线监测。

上述有载分接开关在线监测方法，通过对有载分接开关进行多种类型参数的数据采集，获得有载分接开关的运行数据；再根据采集到的运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；最后再根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障模式和故障部件。整个监测过程中，采集了多种反映有载分接开关运行状态的数据，再基于这些数据进行运行状态的判断，相当于综合考虑了多种因素对有载分接开关运行状态的影响，有利于提高有载分接开关运行状态判断结果的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中有载分接开关在线监测方法的流程示意图；

图2为一个实施例中根据运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果的流程示意图；

图3为另一个实施例中有载分接开关在线监测方法的流程示意图；

图4为一个实施例中根据运行数据、故障模式和故障部件，对有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果的流程示意图；

图5为一个实施例中根据运行数据获取对应参数的类型和标准值，并根据各参数的类型和标准值对有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果的流程示意图；

图6为一个实施例中有载分接开关在线监测装置的结构框图；

图7为另一个实施例中有载分接开关在线监测装置的结构框图；

图8为一个实施例中有载分接开关在线监测系统的结构框图；

图9为另一个实施例中有载分接开关在线监测系统的结构框图；

图10为一个实施例中有载分接开关在线监测系统主机箱的主视图；

图11为一个实施例中有载分接开关在线监测系统主机箱的左视图；

图12为一个实施例中有载分接开关在线监测系统主机箱的俯视图；

图13为一个实施例中安装支架的主视图；

图14为一个实施例中安装支架的左视图；

图15为一个实施例中有载分接开关在线监测系统安装位置的主视图；

图16为一个实施例中有载分接开关在线监测系统安装位置的俯视图；

图17为一个实施例中有载分接开关在线监测系统安装位置的左视图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本申请第一方面，提供了一种有载分接开关在线监测方法，应用于安装了有载分接开关的变压器系统。其中，有载分接开关包括真空型有载分接开关和油式有载分接开关，本申请实施例对有载分接开关的具体类型不作限定。请参考图1，该有载分接开关在线监测方法包括步骤S200至步骤S600。

步骤S200：获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据。

其中，采集设备包括多种类型的传感设备和监测装置，用于对有载分接开关进行多种类型参数的数据采集，并将采集得到的数据通过调理后发送至控制器。在一个实施例中，采集设备包括档位传感器、电流霍尔传感器、振动传感器、转速传感器、油位传感器、油温传感器、电机触发信号采集装置以及绝缘油中溶解气体浓度及微水监测装置。可以理解，控制器获取的有载分接开关的运行数据，包含多个可以反映有载分接开关运行状态的参数的采集数值，通过对这些运行数据进行综合分析，可以确定有载分接开关的运行状态和故障信息。

步骤S400：根据运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果。

具体的，根据采集设备采集得到的运行数据的类型，控制器或对这些运行数据同步处理后进行故障诊断，得到诊断结果；或进一步进行数据调理，得到满足故障诊断要求的数据再进行故障诊断，得到诊断结果。该故障诊断结果，可以包括当前运行故障的诊断结果以及潜在故障的诊断结果。对当前运行故障进行诊断，有利于进行针对性的维修，使有载分接开关恢复正常运行；对潜在故障进行诊断，可以提前预知有载分接开关的运行状况，进行事故预警。例如，当有载分接开关变换分接次数达到大修次数阈值时，当前有载分接开关依然能无故障运行，但是将存在较大的潜在故障风险，此时，通过潜在故障诊断，提醒工作人员进行吊芯检查和保养，有利于降低潜在风险。

进一步的，在故障诊断结果为无故障时，则返回步骤S200，由控制器重新获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据，进行下一轮的故障诊断。

由于具体运行数据的参数类型有所不同，控制器根据运行数据，进行有载分接开关故障诊断的方式也有所不同。下面以触发信号数据为例进行说明。有载分接开关动作时，控制器将获取采集设备采集的触发信号数据，并将该触发信号数据与标准数据进行对比，通过分析就可以得出有载分接开关的电寿命信号，进而得到开关触头的磨损情况，完成开关触头的故障诊断，得到诊断结果。

可以理解，上文所述的多种类型的运行数据，可以独立或协同反映有载分接开关的工作情况。在一个实施例中，运行数据包括绝缘油监测数据和运行状态监测数据，故障诊断结果包括故障性质和故障类型，控制器根据运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果，包括：根据绝缘油监测数据，基于预设算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障性质；根据运行状态监测数据，基于多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障类型。在一个实施例中，绝缘油监测数据包括绝缘油中气体和微水的含量数据，运行状态监测数据包括位置数据、电机电流数据、振动数据、转速数据、油位数据、油温数据和触发信号数据。

步骤S600：根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障部件及故障模式。

其中，有载分接开关的常见故障有：绝缘油杂质增多、渗油、无油切换、触头接触不良、开关切换时间变长或无法完成切换动作等。有载分接开关的故障部件及故障模式包括：开关触头磨损；各电气连接件、连接线、接触点损坏；开关的密封圈、密封垫等渗油；开关回路接触电阻过大；开关过渡电阻损坏；储能弹簧疲劳和真空泡损坏等。具体的，基于包含多种类型参数采集数值的运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果后，就可以根据故障诊断结果确定有载分接开关的故障部件及故障模式。

进一步的，完成有载分接开关在线监测后，还包括输出监测结果的步骤。具体的，监测结果可以是声音、灯光或者声光结合，还可以是文字。当以声音、灯光或者声光结合的方式输出监测结果时，可以以不同的声音或者不同颜色的灯光代表故障的严重程度。当以文字的形式输出监测结果时，该监测结果可以包含故障部件及故障模式，还可以包含步骤S400中得出的故障诊断结果。监测结果的输出对象，可以是显示器，也可以是终端。该终端可以是服务器、平板或手机。

上述有载分接开关在线监测方法，通过对有载分接开关进行多种类型参数的数据采集，获得有载分接开关的运行数据；再根据采集到的运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；最后再根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障模式和故障部件。整个监测过程中，采集了多种反映有载分接开关运行状态的数据，再基于这些数据进行运行状态的判断，相当于综合考虑了多种因素对有载分接开关运行状态的影响，有利于提高有载分接开关运行状态判断结果的准确性。

在一个实施例中，运行数据包括绝缘油监测数据和运行状态监测数据，故障诊断结果包括故障性质和故障类型，请参考图2，步骤S400包括步骤S420和步骤S440。

步骤S420：根据绝缘油监测数据，基于预设算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障性质。

具体的，通过对绝缘油监测数据进行分析，可以得到绝缘油相关的监测数据，再通过预设算法进行有载分接开关的故障诊断，就可以确定是过热性故障、放电性故障或放电兼过热型故障，以及该过热性故障时低温、中温还是高温过热性故障，该放电性故障是高能还是低能放电性故障。

在一个实施例中，绝缘油监测数据包括绝缘油中气体和微水的含量数据。其中，绝缘油中的溶解气体包括H₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂等气体，通过油色谱分析，可以得出绝缘油中这些气体和微水的含量。

在一个实施例中，预设算法包括三比值法、基于PSO(Particle swarmoptimization，粒子群优化算法)-SVM(support vector machines，支持向量机)的智能算法和/或基于案例推理的智能算法。三比值法是充油电气设备故障诊断的常用方法，具体原理是：根据有载分接开关内绝缘油裂解产生的气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖的关系，将溶解度和扩散系数相近的气体两两组合，形成三对气体含量比值，再基于预设的编码和故障判断规则进行故障诊断，得到故障性质。由于有载分接开关在实际运行过程中复杂的工艺条件，仅仅使用三比值法进行故障诊断，存在准确性和普适性不足的问题。使用基于PSO-SVM的智能算法和基于案例推理的智能算法作为三比值法的补充，有利于提高有载分接开关的故障诊断的准确性。

将基于PSO-SVM的智能算法应用到有载分接开关的故障诊断中的具体过程为：以绝缘油监测数据为基础，首先使用改进全局求解性能的粒子群算法求解影响支持向量机分类检测性能的最佳参数；然后把最佳参数应用于的擅长模式识别的支持向量机算法，进行样本数据的训练，构建故障诊断模型；最后再使用故障诊断模型进行有载分接开关的故障诊断。将基于案例推理的智能算法应用到有载分接开关的故障诊断中的具体过程为：先根据历史的故障诊断情况建立案例库，再根据当前获取的绝缘油监测数据，对案例库进行检索进行故障诊断，确认故障类型。进一步的，上述多种故障诊断算法，可以只使用一种算法进行故障诊断，也可以结合多种算法进行故障诊断，确定故障诊断结果。

步骤S440：根据运行状态监测数据，基于多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障类型。

具体的，运行状态监测数据包含可以反映有载分接开关运行状态的多种类型参数的采集数值，基于这些数据，使用多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，就可以确定故障类型，为确定有载分接开关的故障部件提供依据。

在一个实施例中，运行状态监测数据包括档位传感器位置数据、电机电流数据、振动数据、转速数据、油位数据、油温数据和触发信号数据。根据这些反映有载分接开关运行状态与故障情况的数据，基于多参数分接开关诊断算法进行故障诊断，就可以实时捕捉有载分接开关的当前故障信息以及潜在故障信息，明确故障类型，为分接开关的维护及状态检修提供不可代替的数据支撑。

在一个实施例中，多参数分接开关故障诊断算法，包括基于预防性试验与保信的故障诊断算法，和/或聚类与SVM相结合的故障诊断算法。其中，基于预防性试验与保信的故障诊断算法的具体过程为：将能够反映有载分接开关运行状态与故障情况的预防性试验数据作为系统输入，通过提取有载分接开关的关键信号及数据(包含基于预防性试验规程要求数据)并结合模糊关系理论数据的阈值诊断算法、支持向量机相结合的分接开关诊断算法相结合，实现故障类型的诊断。聚类与SVM相结合的故障诊断算法也是一种自学习的算法，通过模糊聚类算法分析运行数据的聚类统计特性，将较复杂的故障类划分为多个故障子集，生成决策二叉树，再按照决策二叉树的结构设计SVM的组合策略，实现故障类型的诊断。

上述实施例中，针对不同的运行数据，采用不同的算法分别进行故障诊断，确定有载分接开关的故障性质和故障类型，可以实时捕捉有载分接开关的当前故障信息以及潜在故障信息，提高故障诊断的准确性，丰富故障诊断结果的信息量，为分接开关的维护及状态检修提供不可代替的数据支撑。

在一个实施例中，请参考图3，步骤S600之后，还包括步骤S800。

步骤S800：根据运行数据、故障部件及故障模式，对有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果。

具体的，根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障部件及故障模式之后，可以列出各部件当前的故障信息，以及可能发生的潜在故障信息。控制器再根据这些故障信息，基于预设的健康状态评估标准，进行有载分接开关的健康状态评估，并输出评估结果。控制器可以通过有线或无线通信的方式，输出评估结果。输出评估结果的对象，可以是显示器，也可以是终端。评估结果可以包括有载分接开关健康状态评估结果，还可以包括与健康状态评估结果对应的行动建议。总之，本实施例对评估结果的输出方式、输出对象以及具体内容不作限定。

健康状态评估结果可以用具体分值表示，也可以用健康状态等级表示。例如，可以用A、B、C、D表示不同的健康状态等级，且从A到D表示健康状态越来越差。其中等级A表示有载分接开关正常运行；等级B表示有载分接开关性能有所变化，但是可以继续维持预设周期的运行；等级C表示有载分接开关性能变化明显，当前可以继续运行，但不能维持预设周期的运行；等级D表示有载分接开关不可用或在短期内可能发生故障。可以理解，上述预设周期可以是30天，也可以是其他时间长度，根据有载分接开关的时间情况设置，本实施例对预设周期的长度不作限定。

进一步的，针对不同的健康状态等级，可以输出对应的行动建议。例如，当有载分接开关的健康状态等级为B时，可以输出增强监视的力度和频率的行动建议，还可以根据情况通报运维部门和相关人员。当有载分接开关的健康状态等级为C时，可以发出状态报告和纠正行动，并提出纠正性维修申请，排入工作计划；若进一步检测结果表明设备稳定，无进一步降级趋势，可以安排进入下一次大修。当有载分接开关的健康状态等级为D时，可以输出停用设备的建议，并通知运维部门和相关人员进行维修。

上述实施例中，根据运行数据、故障部件及故障模式，对有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果，可以实现有载分接开关的实时故障和潜在故障预警，能最大限度的防止有载分接开关突发故障，有效降低供电系统维护检修费用，提高有载分接开关运行的可靠性。

在一个实施例中，请参考图4，步骤S800包括步骤S820和步骤S840。

步骤S820：根据运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和标准值对有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果。

具体的，针对可持续监测的指标，根据对应参数的重要程度，可以对这些参数进行分类，确定参数类型。参数类型可以是数字，也可以是字母，还可以是文字，例如，可以用“普通1类指标”、“普通2类指标”、“重要指标”和“关键指标”表示参数的重要程度越来越高。并根据有载分接开关的安全运行规范、运行环境和行业经验等将这些运行数据分为多个健康状态等级，并制定对应参数在各健康状态等级下的取值范围。控制器根据运行数据，确定各数据对应参数的健康状态等级和参数类型，再基于预设的评分标准进行健康状态的定量评估，确定有载分接开关的健康评估分值，并输出评估结果。

步骤S840：根据故障部件及故障模式，对有载分接开关进行健康状态的定性评估，并输出评估结果。

具体的，针对无法持续监测的指标，根据故障部件的个数和故障的严重程度，控制器对有载分接开关进行健康状态的定性评估，并输出评估结果。下面，仍然以A、B、C、D表示不同的健康状态等级，且从A到D表示健康状态越来越差的情况进行说明。等级A可以表示无缺陷；等级B可以表示发现一个缺陷；等级C可以表示发现两个缺陷；等级D可以表示发现三个及三个以上的缺陷、或同一采集周期内发现重复缺陷、或发现设备不可用。其中，上文所述的缺陷是指显著影响开关功能的缺陷，由控制器根据故障部件及故障模式确定缺陷的个数。

上述实施例中，根据不同运行数据的参数类型，进行定量或定性的健康状态评估，可以最大限度的发现和防止有载分接开关的突发故障，提高有载分接开关运行的可靠性。

在一个实施例中，请参考图5，步骤S820包括步骤S821至步骤S824。

步骤S821：根据运行数据，获取运行数据对应参数的类型和预警值。

如前文所述，根据对应参数的重要程度，可以对这些参数进行分类，确定参数类型。参数类型可以是数字，也可以是字母，还可以是文字，例如，可以用“普通1类指标”、“普通2类指标”、“重要指标”和“关键指标”表示参数的重要程度越来越高。预警值，可以包括预警下限值和预警上限值，与标准值取值范围的上下限对应。

步骤S822：根据运行数据和运行数据对应参数的预警值，确定参数的劣化等级。

参数劣化等级可以与上文所述的健康状态等级对应，并通过预设的数值范围来区分各参数对应的劣化等级。为便于理解，下面以A、B、C、D表示不同的劣化等级，且从A到D表示健康状态越来越差的情况进行说明。等级A可以表示参数在标准取值范围内，或略微偏离标准取值范围，但是与预警值的差值大于第一预设阈值；等级B可以表示参数值与预警值的差值小于第一预设阈值但大于第二预设阈值，其中第二预设阈值小于第一预设阈值，即参数值接近预警值；等级C可以表示参数值与预警值的差值小于第二预设阈值，即参数值比B等级对应的参数值更接近预警值；等级D可以表示参数值达到预警值，即若不进行管控健康状态会继续劣化，进而造成重大故障。

步骤S823：根据各参数的类型和劣化等级，确定各参数的扣分值。

具体的，对应参数的重要程度越高，劣化等级越差，扣分的分值越高。下表1给出了一个实施例中各类型参数对应不同劣化等级的扣分标准。可以理解，上述扣分标准不限于表1中的数值，还可以根据实际情况设置不同的参数类型、劣化等级，并设置不同的扣分分值。本实施例对参数类型、劣化等级以及具体的扣分分值并不作限定。进一步的，可以根据有载分接开关连接设备的特征确定参数类型和扣分标准。

表1：各类型参数对应不同劣化等级的扣分标准

劣化等级	普通1类指标	普通2类指标	重要指标	关键指标
					A	2	4	6	8
B	4	8	12	16
					C	8	16	24	32
D	10	20	30	40

步骤S824：根据各参数的扣分值的最大值，确定有载分接开关健康状态的定量评估结果并输出。

具体的，定量评估结果的分值根据短板原则确定，即选取扣分值最大的监测任务作为定量评估的结果并输出。

上述实施例中，在进行有载分接开关健康状态的定量评估时，综合考虑了各参数的重要程度，以及劣化程度，并根据短板原则确定定量评估结果，能提高评估结果的准确性。

应该理解的是，虽然上述实施例涉及的各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例涉及的各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请第二方面，提供了一种有载分接开关在线监测装置。在一个实施例中，请参考图6，该装置包括：数据获取模块20，用于获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；故障诊断模块40，用于根据运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；故障模式和故障部件确定模块60，用于根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障部件及故障模式。

在一个实施例中，运行数据包括绝缘油监测数据和运行状态监测数据，故障诊断结果包括故障性质和故障类型，诊断模块40包括故障性质确定单元和故障类型确定单元。其中，故障性质确定单元，用于根据绝缘油监测数据，基于预设算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障性质；故障类型确定单元，用于根据运行状态监测数据，基于多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障类型。

在一个实施例中，请参考图7，该装置还包括：健康状态评估模块80，用于根据运行数据、故障部件及故障模式，对有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果。

在一个实施例中，健康状态评估模块80包括定量评估单元和定性评估单元。定量评估单元，用于根据运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和预警值对有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果；定性评估单元，用于根据故障部件及故障模式，对有载分接开关进行健康状态的定性评估，并输出评估结果。

在一个实施例中，定量评估单元具体用于：根据运行数据，获取运行数据对应参数的类型和预警值；根据运行数据和运行数据对应参数的预警值，确定参数的劣化等级；根据各参数的劣化等级和类型，确定各参数的扣分值；根据各参数的扣分值的最大值，确定有载分接开关健康状态的定量评估结果并输出。

关于有载分接开关在线监测装置的具体限定可以参见上文中对于有载分接开关在线监测方法的限定，在此不再赘述。上述有载分接开关在线监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请第三方面，提供了一种有载分接开关在线监测系统，请参考图8，该系统包括采集设备100和控制器200。该采集设备100连接有载分接开关，用于采集有载分接开关的运行数据，该运行数据包括多种类型参数的采集数值。该控制器200连接该采集设备100，用于实现上述实施例中的有载分接开关在线监测方法。

其中，采集设备100包括多种类型的传感设备和监测装置，用于对有载分接开关进行多种类型参数的数据采集，并将采集得到的数据通过调理后发送至控制器。在一个实施例中，请参考图9，采集设备100包括档位传感器110、电流霍尔传感器120、振动传感器130、转速传感器140、油位传感器150、油温传感器160、电机触发信号采集装置170以及绝缘油中溶解气体浓度及微水监测装置180。其中，电机触发信号采集装置170包括继电器。在一个实施例中，油温传感器160为P100温度传感器。各采集设备100采集对应信号并进行必要的调理之后，将得到的运行数据发送至控制器200，由控制器200根据这些运行数据进行有载分接开关的在线监测。

在一个实施例中，控制器包括数据调理模块210和中央处理模块220。其中，数据调理模块210根据运行数据的类型，或对这些运行数据同步处理后送入中央处理模块220，或进一步进行数据调理，得到满足中央处理模块220接口协议的数据后送入中央处理模块220。再由中央处理模块220根据预设算法进行有载分接开关故障诊断，得到诊断结果，并根据故障诊断结果，确定有载分接开关的故障部件及故障模式。

在一个实施例中，数据调理模块210包括数据采集单元211、串口单元212、与比较单元213和I/O口214。其中，数据采集单元211用于对运行数据进行同步处理后送入中央处理模块220；串口单元212用于对运行数据进行必要的转换以及将运行数据送入中央处理模块220；与比较单元213用于将电机触发信号采集装置170采集得到的触发信号数据与标准数据进行对比，得出有载分接开关的电寿命信号再送入中央处理模块220。另外，电机触发信号采集装置170发送的电机触发数据，一方面通过与比较单元进行分析后得到电寿命信号送入中央处理模块220，另一方面直接通过I/O口214送入中央处理模块220，用于运行状态的综合诊断。

在一个实施例中，串口单元212包括485/232串口转换单元和串口。档位传感器11发送的位置数据，通过485/232串口转换单元进行数据转换后，再经过串口送入中央处理模块220。

在一个实施例中，控制器200还包括通信模块230，用于输出有载分接开关的在线监测结果。具体的该通信模块230，可以包括网卡231和GSM(Global System for MobileCommunications，全球移动通信系统)模块232，以满足不同类型的通信需求。

在一个实施例中，请参考图10至图12，提供了一种有载分接开关在线监测系统主机箱的结构图，该主机箱中，包含有控制器200和部分采集设备100，通过如图13至图14所示的安装支架，安装于有载分接开关的底座上。通过主机箱与安装支架的配合，可以实现有载分接开关在线监测系统的快速现场安装。图15-图17为有载分接开关在线监测系统的安装位置示意图。由图可知，有载分接开关在线监测系统主机箱通过安装支架安装于有载分接开关的底座上。完成安装后，有载分接开关在线监测系统主机箱位于分接开关操作箱的下方。电流霍尔传感器12安装于分接开关操作箱中，以预设的周期实时采集驱动电机电流，再分段进行有效值计算，求出平均值，得到电机电流数据，再由控制器200将电机电流数据与正常阀值进行比较判断，进行故障诊断。油位传感器150设置于有载分接开关的顶部。油温传感器160和振动传感器130安装于分接开关头盖。抽油管接开关S管，用于抽取有载分接开关切换开关内部的绝缘油。抽油管将抽取的绝缘油送入绝缘油中溶解气体浓度及微水监测装置180。绝缘油中溶解气体浓度及微水监测装置180进行油气分离，并完成油中溶解气体及微水含量分析，再将完成分析的绝缘油通过回油管，经由开关Q管送回有载分接开关切换开关内部。通过无限快速循环油路，能够实时快速的监测有载分接开关绝缘油中溶解气体浓度及微水含量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种有载分接开关在线监测方法，其特征在于，包括：

获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；所述运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；

根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；

根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关的故障部件及故障模式。

2.根据权利要求1所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述运行数据包括绝缘油监测数据和运行状态监测数据，所述故障诊断结果包括故障性质和故障类型，所述根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果，包括：

根据所述绝缘油监测数据，基于预设算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障性质；

根据所述运行状态监测数据，基于多参数故障诊断算法进行有载分接开关的故障诊断，得到故障类型。

3.根据权利要求2所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述绝缘油监测数据包括绝缘油中气体和微水的含量数据；运行状态监测数据包括档位传感器位置数据、电机电流数据、振动数据、转速数据、油位数据、油温数据和触发信号数据。

4.根据权利要求2所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述预设算法包括三比值法、基于PSO-SVM的智能算法和/或基于案例推理的智能算法。

5.根据权利要求2所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述多参数分接开关故障诊断算法，包括基于预防性试验与保信的故障诊断算法，和/或聚类与SVM相结合的故障诊断算法。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关的故障部件及故障模式之后，还包括：

根据所述运行数据、所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果。

7.根据权利要求6所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述根据所述运行数据、所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的评估，并输出评估结果，包括：

根据所述运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和预警值对所述有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果；

根据所述故障部件及故障模式，对所述有载分接开关进行健康状态的定性评估，并输出评估结果。

8.根据权利要求7所述的有载分接开关在线监测方法，其特征在于，所述根据所述运行数据获取对应参数的类型和预警值，并根据各参数的类型和预警值对所述有载分接开关进行健康状态的定量评估，并输出评估结果，包括：

根据所述运行数据，获取所述运行数据对应参数的类型和预警值；

根据所述运行数据和所述运行数据对应参数的预警值，确定所述参数的劣化等级；

根据各参数的类型和劣化等级，确定各参数的扣分值；

根据所述各参数的扣分值的最大值，确定所述有载分接开关健康状态的定量评估结果并输出。

9.一种有载分接开关在线监测装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取采集设备对有载分接开关采集的运行数据；所述运行数据包括有载分接开关多种类型参数的采集数值；

故障诊断模块，用于根据所述运行数据，进行有载分接开关的故障诊断，得到故障诊断结果；

故障模式和故障部件确定模块，用于根据所述故障诊断结果，确定所述有载分接开关故障部件及故障模式。

10.一种有载分接开关在线监测系统，其特征在于，包括采集设备和控制器，所述采集设备连接有载分接开关，用于采集所述有载分接开关的运行数据，所述运行数据包括多种类型参数的采集数值；所述控制器连接所述采集设备，用于根据权利要求1至8任意一项所述的方法进行有载分接开关在线监测。

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