CN104881819A - 基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统 - Google Patents

Abstract

基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统，涉及电力设备故障辅助诊断与智能分析领域。本发明为了解决电力设备故障红外检测存在的由于红外检测图片太多，进行人工检测花费大量的时间和精力也不能实现完全检测的问题。本发明包括系统参数管理模块、红外图谱上传与查询模块和电气热故障分析诊断模块；其中，系统参数管理模块包括系统使用部门管理子模块、系统使用用户管理子模块、发热部位管理子模块、故障类型管理子模块、热故障判据管理子模块；电气热故障分析诊断模块包括故障热图分析子模块、故障依据子模块、故障判断子模块、诊断分析确认子模块和分析报表处理子模块。本发明适用于电力设备故障辅助诊断与智能分析。

Description

基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统

技术领域

本发明涉及电力设备故障辅助诊断与智能分析领域。

背景技术

电力变电站负担着电网线路生产及建设,站内电气设备紧密,线路烦杂，节点、大型变压器更是数不胜数，是电力部门安全防范的要害部门。为保障变电站内部运行的安全，每年都耗费大量人力物力资金的投入。

电业部门有别于其它行业，维护不能随意中断生产，这就要在事故发生之前作好充分的预测——在事故发生前解决故障，重点是变电站设备的预防性的巡检工作。变电系统负担着电力变送工作，高电压大电流的线路长期工作，即使是优良的绝缘介质也会出现不可预期的问题而导致事故。绝大部分事故的原因就是绝缘老化、失效产生的，其外观表现为：在故障出现之前数小时都比正常工作时发热多许多。因此，如果能准确的在事故之前得知场地内各设备的温度分布情况，也就掌控了绝大多数电力设备的运行状况。

红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前，红外热成像诊断技术在电力部门的应用已日趋成熟，其灵敏度高可达0.1度，无论是电力设备的内部故障(如避雷器内部受潮)，还是电力连接点的热故障，都能清晰显示，已发挥了巨大的作用。减少了电力系统设备线路运行时的故障和人员在危险作业区作业的风险性，也减少了人员检修的成本，提高了电力系统生产维护的效率。由于红外技术在电力行业取得了突出的应用效果，各地电力用户纷纷采用。到处可见的手持式红外热像仪，便携式红外热成像仪等红外设备。目前应用红外技术的带电测试设备比较多，其中FLIR和FLUKE应用较为广泛。在检测设备的性能满足检测要求之后，如何充分利用设备加强检测，降低设备故障成为一个重要的问题。由于现有设备对检测人员要求太高，经常出现由于操作人员的漏判、误判而造成设备损坏的情况，并且目前我们绝大部分变电站手持设备拍摄的图谱太多，管理混乱，查找困难；巡检者(拍摄者)拍摄时不调整红外热像仪参数，用一套参数拍各种设备，存在漏检的情况；红外检测图片太多，进行人工检测时，即使花费大量的时间和精力也不能实现完全检测，而且效果也不理想。

发明内容

本发明为了解决电力设备故障红外检测存在的由于红外检测图片太多，进行人工检测花费大量的时间和精力也不能实现完全检测的问题。

基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统，包括：

系统参数管理模块、红外图谱上传与查询模块和电气热故障分析诊断模块；

所述的系统参数管理模块，用于实现对系统基础数据维护功能；

所述的红外图谱上传与查询模块，用于上传原始电力巡检人员拍摄的红外图谱，并且提供按照条件查询图谱服务和对分析后的红外图谱检索并且生成红外图谱检测报告；

所述的电气热故障分析诊断模块，用于对系统使用用户上传的红外图谱进行分析，依据红外图谱标注的不同位置，不同的电气设备类型，然后通过故障判据，找出可能存在的故障问题并导出电气设备热图分析的结果。

本发明所述的系统可以实现计算机对大量的红外检测图片先进行一个预处理，系统筛选出可能存在故障设备的红外检测图，可以减少大量的人工检测工作量，节省大量的人工检测时间；然后系统通过诊断分析确认子模块确认存在故障的设备，更有针对性，检测人员可以有更加充裕的时间和可靠的判断依据对图谱进行仔细的检查，所以检测结果更加准确；同时生成的检测报告可以方便检修人员分享经验，使系统具备专家培训功能，可用于图谱分析人员相互交流和学习红外诊断技能。而且本发明目前兼容国内外主流的手持、便携及在线红外设备拍摄的热图谱，具有更加灵活的实用性和推广性，同时是检测更加方便；也能够实现对电力系统的单位实现高效的管理。

附图说明

图1为本发明系统的主菜单界面；

图2为系统使用部门管理子模块界面；

图3为系统使用用户管理子模块界面；

图4为发热部位管理子模块界面；

图5为故障类型管理子模块界面；

图6为热故障判据管理子模块界面；

图7为图谱上传子模块界面；

图8为原始图谱查询子模块界面；

图9为缺陷图谱查询子模块界面；

图10为故障判断子模块界面；

如图11为故障热图分析子模块和分析报表处理子模块的界面；

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统，包括：

系统参数管理模块、红外图谱上传与查询模块和电气热故障分析诊断模块；

所述的系统参数管理模块，用于实现对系统基础数据维护功能；

所述的红外图谱上传与查询模块，用于上传原始电力巡检人员拍摄的红外图谱，并且提供按照条件查询图谱服务和对分析后的红外图谱检索并且生成红外图谱检测报告；

所述的电气热故障分析诊断模块，用于对系统使用用户上传的红外图谱进行分析，依据红外图谱标注的不同位置，不同的电气设备类型，然后通过故障判据，找出可能存在的故障问题并导出电气设备热图分析的结果。

具体实施方式二：本实施方式

所述的系统参数管理模块，包括：系统使用部门管理子模块、系统使用用户管理子模块、发热部位管理子模块、故障类型管理子模块、热故障判据管理子模块；

如图2，所述的系统使用部门管理子模块，用于新增、编辑、删除和查看系统使用部门信息，以及对电力系统中地市级和省级不同部门使用的记录进行管理；

系统使用部门是按照不同的地市进行详细划分，每个地市允许新增加若干个部门，其中每个部门有其特定的权限和上下级关系；允许管理员对系统使用部门进行增加和修改，例如名称和层级关系；系统使用部门无修改权限；

如图3，所述的系统使用用户管理子模块，用于在系统使用部门管理子模块中某个系统使用部门下新增、编辑、删除和查看系统使用用户信息，以及对电力系统中系统使用用户使用的记录进行管理；

系统使用用户的权限和系统使用部门的权限是相互对应的；系统使用用户可以上传红外图谱，分析红外图谱，并且导出电力红外检测报告；允许管理员对系统使用用户进行增加和修改，系统使用用户无修改权限；管理员通过系统设置不同权限对应的角色和管理权限；保证系统数据不会被非法破坏；

如图4，所述的发热部位管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看一次设备及其发热部位信息，以及对电力一次设备的发热位置进行管理；

发热部位是电力设备的具体可能存在的发热位置，发热部位管理子模块对这些发热位置进行描述；允许管理员对发热部位进行增加和修改，系统使用部门和系统使用用户无修改权限；

如图5，所述的故障类型管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看发热部位管理子模块中的某个发热部位的故障类型信息；

一个发热部位允许存在一个或者多个发热的类型，每个发热类型的编号的前缀是其对应的发热部位的编号；允许管理员对故障类型进行增加和修改，系统使用部门和系统使用用户无修改权限；

如图6，所述的热故障判据管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看故障类型管理子模块中的某个故障类型热故障判据信息。

热故障判据是针对每个发热类型来详细补充和说明的；每个发热类型允许有一个或者多个对应的故障判据；允许管理员对热故障判据进行增加和修改，系统使用部门和系统使用用户无修改权限。

其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式，

所述的红外图谱上传与查询模块，包括：图谱上传子模块、原始图谱查询子模块、缺陷图谱查询子模块；

如图7，所述的图谱上传子模块，用于上传原始图谱信息；

所有系统使用用户均可操作；电力巡检人员拍摄图谱时记下拍摄的一次设备类型、间隔单元、设备名称以及拍摄部位，并按命名规范对拍摄图谱时进行命名；上传时系统将根据拍摄图谱时的命名自动配对红外图和可见图；命名规则：红外图“IR_一次设备类型+间隔单元+设备名称+设备部位”、可见图“VL_一次设备类型+间隔单元+设备名称+设备部位”；

上传的原始图谱，保存到系统专用的数据库中，供系统管理员和系统使用用户进行查看分析和处理；系统的所有系统使用用户，可以针对系统当前的变电站、间隔单元、一次设备进行筛选；但是系统使用用户只能选择其对应部门的变电站，不能跨越等级和权限访问其他部门的变电站；

如图8，所述的原始图谱查询子模块，用于查询和删除已经上传过的原始红外图谱及；

系统管理员查询和删除红外原始图谱，包括设备进行更新后，现在不存在的设备对应的图谱；所有系统使用用户只能查看和导出红外原始图谱；

如图9，所述的缺陷图谱查询子模块，用于从网页查询真正存在的出现设备故障的红外图谱和导出红外检测分析报告。

系统管理员从网页查询真正存在的出现设备故障的红外图谱；有些存在故障问题的位置或者电气设备对应的图谱为缺陷图谱，但是当设备进行更新后，该设备不存在了，其对应的缺陷图谱被设置为“FALSE”后查询不到；所有系统使用用户只能查看和导出该红外图谱、编辑红外图谱的详细画面以及导出红外分析报告。

其它步骤与具体实施方式一至二相同。

具体实施方式四：本实施方式

所述的电气热故障分析诊断模块，包括：故障热图分析子模块、故障依据子模块、故障判断子模块、诊断分析确认子模块和分析报表处理子模块；

如图11，所述的故障热图分析子模块，用于对系统使用用户的上传的红外图谱进行分析；故障热图分析子模块，调取图谱上传子模块中上传的图谱，自动计算红外图谱中设备的热点、当前温度、环境温度、正常相温度以及设备的温升、温差、相对温差信息，供所有系统使用用户实时获取对应区域的温度；

故障热图分析子模块根据不同的温度范围显示不同的颜色，同时提供灰白、彩虹和铁红的调色板，方便对系统使用用户比分析处理红外图谱；系统使用用户通过在红外图谱中增加图元按钮，实时获取对应区域的温度；

所述的故障依据子模块，用于管理电气设备故障的判断依据，作为判断依据的数据库；

故障依据子模块的判断依据为国网DLT664-2008红外诊断规范，同时可以根据系统使用用户按照自定义的方式进行增加和维护判断依据；

如图10，所述的故障判断子模块，针对当前分析的红外图谱，调用故障热图分析子模块中的数据，依据红外图谱标注的不同位置，不同的电气设备类型，然后通过故障依据子模块中的故障判据，对应找出该位置或者该电气设备类型可能存在的故障问题；并将其对应的图谱划归为疑似缺陷图谱；

所述的诊断分析确认子模块，将可能存在故障问题的位置或者电气设备对应的疑似缺陷图谱提供给系统使用用户，系统使用用户从客户端对图谱进行分析之后确认存在故障问题的位置或者电气设备，并将其图谱划分为缺陷图谱；

如图11，所述的分析报表处理子模块，根据诊断分析确认模块得到电气设备热图分析的结果，并生成红外检测分析报告，并将红外检测分析报告数据与缺陷图谱对应进行存储。

红外检测分析报告供管理员查看和导出并指导检修。

其它步骤与具体实施方式一至三相同。

Claims (4)

1.基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统，其特征在于它包括：

系统参数管理模块、红外图谱上传与查询模块和电气热故障分析诊断模块；

所述的系统参数管理模块，用于实现对系统基础数据维护功能；

所述的红外图谱上传与查询模块，用于上传原始电力巡检人员拍摄的红外图谱，并且提供按照条件查询图谱服务和对分析后的红外图谱检索并且生成红外图谱检测报告；

所述的电气热故障分析诊断模块，用于对系统使用用户上传的红外图谱进行分析，依据红外图谱标注的不同位置，不同的电气设备类型，然后通过故障判据，找出可能存在的故障问题并导出电气设备热图分析的结果。

2.根据权利要求1所述的基于电力热红外图谱的电力设备故障辅助诊断与智能分析系统，其特征在于：

所述的系统参数管理模块，包括：系统使用部门管理子模块、系统使用用户管理子模块、发热部位管理子模块、故障类型管理子模块、热故障判据管理子模块；

所述的系统使用部门管理子模块，用于新增、编辑、删除和查看系统使用部门信息，以及对电力系统中地市级和省级不同部门使用的记录进行管理；

所述的系统使用用户管理子模块，用于在系统使用部门管理子模块中某个系统使用部门下新增、编辑、删除和查看系统使用用户信息，以及对电力系统中系统使用用户使用的记录进行管理；

所述的发热部位管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看一次设备及其发热部位信息，以及对电力一次设备的发热位置进行管理；

所述的故障类型管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看发热部位管理子模块中的某个发热部位的故障类型信息；

所述的热故障判据管理子模块，用于新增、编辑、删除以及查看故障类型管理子模块中的某个故障类型热故障判据信息。

3.根据权利要求1或2所述的基于电力热红外图谱辅的电力设备故障助诊断与智能分析系统，其特征在于：

所述的红外图谱上传与查询模块，包括：图谱上传子模块、原始图谱查询子模块、缺陷图谱查询子模块；

所述的图谱上传子模块，用于上传原始图谱信息；

所述的原始图谱查询子模块，用于查询和删除已经上传过的原始红外图谱及；

所述的缺陷图谱查询子模块，用于从网页查询真正存在的出现设备故障的红外图谱和导出红外检测分析报告。

4.根据权利要求3所述的基于电力热红外图谱辅的电力设备故障助诊断与智能分析系统，其特征在于：

所述的电气热故障分析诊断模块，包括：故障热图分析子模块、故障依据子模块、故障判断子模块、诊断分析确认子模块和分析报表处理子模块；

所述的故障热图分析子模块，用于对系统使用用户的上传的红外图谱进行分析；故障热图分析子模块，调取图谱上传子模块中上传的图谱，自动计算红外图谱中设备的热点、当前温度、环境温度、正常相温度以及设备的温升、温差、相对温差信息，供所有系统使用用户实时获取对应区域的温度；

所述的故障依据子模块，用于管理电气设备故障的判断依据，作为判断依据的数据库；

所述的故障判断子模块，针对当前分析的红外图谱，调用故障热图分析子模块中的数据，依据红外图谱标注的不同位置，不同的电气设备类型，然后通过故障依据子模块中的故障判据，对应找出该位置或者该电气设备类型可能存在的故障问题；并将其对应的图谱划归为疑似缺陷图谱；

所述的诊断分析确认子模块，将可能存在故障问题的位置或者电气设备对应的疑似缺陷图谱提供给系统使用用户，系统使用用户从客户端对图谱进行分析之后确认存在故障问题的位置或者电气设备，并将其图谱划分为缺陷图谱；

所述的分析报表处理子模块，根据诊断分析确认模块得到电气设备热图分析的结果，并生成红外检测分析报告，并将红外检测分析报告数据与缺陷图谱对应进行存储。