CN106989825A - 在线式全视场换流站红外测温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种在线式全视场换流站红外测温系统及方法，系统包括：监控中心、传输网络、红外监控终端；红外监控终端通过传输网络连接监控中心；红外监控终端包括红外镜头、非制冷红外探测平面、信号处理单元、高精度云台；红外镜头、非制冷红外探测平面都固定在高精度云台上以随高精度云台运动以对目标区域进行测温；信号处理单元包括图像处理DSP和图像传输模块，红外镜头通过非制冷红外探测平面连接图像处理DSP，图像处理DSP通过图像传输模块连接远端的监控中心。

Description

在线式全视场换流站红外测温系统及方法

技术领域

本发明属于涉及电力技术领域，尤其涉及一种在线式全视场换流站红外测温系统及方法。

背景技术

随着社会的发展，中国当前用于生产和生活的耗电量急剧增加。高压输电线、变配电设备等在电力系统中有着极其重要的地位，一旦出现故障，会造成巨大财产损失及不良社会影响等严重后果。电力设备故障一般是由于过流、过载、老化、接触不良、漏电、设备内部缺陷或其他异常导致的，而上述故障一般都会伴随有发热异常等现象，通过对设备的温度变化就能监控设备的运行状态。

随着科学技术的发展，红外测温由于具备非接触测温的能力，对设备缺陷具有很强的诊断和预警能力，迅速成为电力设备温度监测的首选技术。目前，各变电站对电力设施温度的监测方式一般是安排工作人员定期使用手持式红外测温仪对电力设备进行巡检。该种方式下，工作人员须在规定的距离内将红外测温仪对准被测节点，调整焦距，从而获得目标的温度值，完成上一个节点测量后再进行下一个节点的测量。但人工巡检测温方式存在以下问题：人工操作：浪费人力并且温度测量准确度人为因素影响较大。单点测温：测温点多时操作时间过长。人工巡查：不能自动报警，可靠性差；数据只能存储在红外测温仪的存储卡中，安全性差；存储的数据量有限，不利于工作人员做报表。

发明内容

针对现有技术中对于电力设备故障监测能力不足的问题，本发明实施例的目的是提供一种有效且高效的在线式全视场换流站红外测温系统及方法。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种在线式全视场换流站红外测温系统，包括：监控中心、传输网络、红外监控终端；所述红外监控终端通过传输网络连接监控中心；

红外监控终端包括红外镜头、非制冷红外探测平面、信号处理单元、高精度云台；其中红外镜头、非制冷红外探测平面都固定在高精度云台上以随高精度云台运动以对目标区域进行测温；所述信号处理单元包括图像处理DSP和图像传输模块，所述红外镜头通过非制冷红外探测平面连接图像处理DSP，图像处理DSP通过图像传输模块连接远端的监控中心。

其中，所述红外监控终端根据预设运动轨迹运动以对多个预设的目标区域进行监控，或是根据远端的监控中心的远程指令运动通过高精度云台移动朝向特定方向以对目标区域进行监控。

其中，所述监控中心或红外监控终端设有温度补偿计算模块以根据预设的目标区域与红外监控终端之间的距离进行温度补偿。

其中，所述红外监控终端内还设有测距的红外雷达以确定预设的目标区域与红外监控终端之间的距离。

其中，所述监控中心通过TCP/IP协议通讯方式连接多个红外监控终端，所述每一红外监控终端设有独立的IP地址。

其中，所述监控中心设有温度监测模块以根据接收到的红外监控终端的实时温度参数进行监控预警；所述温度监测模块包括：相对差分测值检测单元和绝对值监测单元；

其中相对差分测值监测单元用于记录每一预设的目标区域在不同时间段的温度值，以在同一预设的目标区域在不同时间段的温度变化大于预设阈值时报警；

其中绝对值监测单元用于记录每一预设的目标区域的实时温度值，以在实时温度值大于预设阈值时报警。

进一步的，本发明实施例还提出了一种利用如前任一项所述的在线式全视场换流站红外测温系统进行红外测温的方法，包括：

监控中心通过传输网络连接红外监控终端；监控中心向红外监控终端发送配置参数以设定每一红外监控终端监测的目标区域；

监控中心通过传输网络接收红外监控终端返回的现场红外数据以及目标区域的温度值；根据预设的目标区域与红外监控终端之间的距离进行温度补偿；

记录每一预设的目标区域在不同时间段的温度值，以在同一预设的目标区域在不同时间段的温度变化大于预设阈值时报警；记录每一预设的目标区域的实时温度值，以在实时温度值大于预设阈值时报警。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述的技术方案提出了一种在线式全视场换流站红外测温系统及方法，具备全视场测温能力，可以对镜头视场内的每一个像素点进行准确测温，真正达到“能见即能测”，提高监测的实时性、可靠性、准确性。

附图说明

图1是本发明实施例的系统架构图；

图2是本发明实施例的红外监控终端的结构原理图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提出了一种如图1、图2所示的在线式全视场换流站红外测温系统及方法，其中所述系统如图1所示的包括：监控中心、传输网络、红外监控终端；其中红外监控终端的结构如图2所示的。其中红外监控终端通过传输网络连接监控中心；红外监控终端与监控中心之间的通信为TCP/IP方式，各红外监控终端有各自独立的IP地址。

如图2所示的，所述红外监控终端主要功能是完成视场的热成像，对待测节点的温度预检测，图像数据的TCP/IP传输、云台控制、阈值温度预筛选。红外终端最快可以达到20帧/秒的图像传输能力，可以根据中心处理后台的处理能力来设置红外终端的图像发送频率。红外监控终端包括红外镜头、非制冷红外探测平面、信号处理单元、高精度云台；其中红外镜头、非制冷红外探测平面都固定在高精度云台上以随高精度云台运动以对目标区域进行测温。具体的，可以根据预设运动轨迹运动以对预设的目标区域进行监控，或是根据远端的监控中心的远程指令运动以对任何区域进行监控。

所述监控中心通过传输网络连接红外监控终端，所述监控中心实时接收多个红外监控终端反馈的数据，并实时监测是否超过预设的阈值。同时，当红外监控终端发生故障时，通过声光进行报警、报告并存储故障位置、故障时间、故障来源、故障属性、报警等级。工作人员可通过管理软件查看和统计告警历史记录，也可查看和统计设备正常运行历史记录，便于工作人员制作报表。

由于采供人工方式进行红外测温时可以将红外测温手持仪贴近预设的目标区域来进行测温，而本发明实施例的红外监控终端是固定在预设位置且测量多个预设的目标区域来进行测温以节省预算。因此本发明实施例中的监控中心或红外监控终端设有温度补偿算法以根据预设的目标区域与红外监控终端之间的距离进行温度补偿，保证大范围内的目标测温准确度。具体的，该红外监控终端内还设有测距的红外雷达，以确定预设的目标区域与红外监控终端之间的距离。

其中，监控中心设有温度监测模块以根据接收到的红外监控终端的实时温度参数进行监控预警。其中温度监测模块包括：相对差分测值检测单元和绝对值监测单元；

其中相对差分测值监测单元用于记录每一预设的目标区域在不同时间段的温度值，以在同一预设的目标区域在不同时间段的温度变化大于预设阈值时报警；

其中绝对值监测单元用于记录每一预设的目标区域的实时温度值，以在实时温度值大于预设阈值时报警。绝对值测温主要针对那种缓慢性发展的故障，比如锈蚀等。

相对差分测值监测和绝对值监测技术的融合使用，提高了温度监测的可靠性。

本发明融合了当前最新的红外测温技术及通信网络技术。完整的业务平台包括如下8个模块：

1)分发服务器模块(VTDU)

2)存储服务器模块(NRU)

3)中心管理服务器模块(CMS)

4)业务管理服务器模块(SMS)

5)红外分析模块(IRS)

6)告警服务模块(ALM)

7)数据库服务器模块(CDB)

8)远程监控客户端模块(CU)。

本发明实施例的在线式全视场换流站红外测温系统及方法具有以下优势：

(1)具备全视场测温能力

每个变电站里，需要测量的目标点大约有数百个之多。人工巡检时往往只会挑出少数几个特别关键的目标点来测量，这就会造成大量的目标点漏测，从而存在故障隐患。本产品具有全视场测温能力，可以对镜头视场内的每一个像素点进行准确测温，真正达到“能见即能测”。

(2)目标距离的自适应补偿

测温目标与红外镜头之间的距离对测温的准确度有较大的影响。手持式红外测温仪需要对每一个测量目标进行距离估计。本产品采用了红外雷达的一些技术，能够自动对目标进行分析并对测温准确度进行自适应补偿，保证了大范围内的目标测温准确度。

(3)相对差分测温和绝对测温相结合

全视场红外成像测温系统采用相对差分测温和绝对值测温两种方法相结合的测温共同分析全视场内各节点的温度变化情况。

相对差分测温：对同一测温目标点前后两个时刻的温度值进行比较，分析其差值，若差值过大，则表示该目标点的性能发生了急算法，

剧的变化，值得高度重视，该方法有利于发现突发性故障，比如过流等；

绝对值测温：对测温目标点进行绝对温度测量，若高于预先设定的容许阈值，则发出报警，绝对值测温主要针对那种缓慢性发展的故障，比如锈蚀等。相对测温和绝对测温技术的融合使用，提高了温度监测的可靠性。

(4)全天候在线式

全视场红外成像测温终端安装在测温现场，测温图像及结果通过网络实时传回监控管理中心，能够对测温目标进行全天候的不间断测温监控，避免了手持式红外测温方式存在的巡检间隔中的监控真空出现。监控结果通过网络进行传输，有利于网管中心的远程集中监控。

(5)预置点自定义设定

尽管全视场红外成像系统能够对全视场进行测温，但用户往往会对视场中的部分关键点特别感兴趣，因此系统特别提供了预置点设置功能。用户可以在网管软件图形界面上将视场范围内的任意点设置为兴趣点，并赋予该预置点名称，更有利于直观的显示目标运行状态。

(6)自动化程度高

本产品安装完成后，无需人工干预，无需人工巡检，在无人为操作的情况下，系统会自动记录测温目标正常运行情况及故障情况，且在被监控设施发生故障时，会自动报警，真正实现了全程自动化。

(7)历史数据存储、查询

历史温度数据对于工作人员了解设备历史运行状况、制作工作报表相当重要。设备运行的正常情况和异常情况均保存于数据库，工作人员可在任意时刻调出历史数据进行分析，产品可对任一测温点的历史温度变化情况以曲线方式表示。

(8)背景恒定显示技术

红外热成像仪所形成的可视化图像是标准的8bit灰度图像，灰度级只能有256级，如果要在图像中能区分0.1℃的温差，则0.1℃必须要分配4个灰度级，因此256个灰度级只能显示(256/4)x0.1℃＝6.4℃。视场内的高低温差一般都要远远超过6.4℃，通用红外热成像仪解决的办法是把背景滤掉(黑化)而只显示高温目标。但在情景式测温应用模式下，没有背景显示是无法对测温目标进行识别的，因此，全视场红外成像测温系统采用了背景恒定显示技术，环境背景对测量者都是可见的。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，包括：监控中心、传输网络、红外监控终端；所述红外监控终端通过传输网络连接监控中心；

红外监控终端包括红外镜头、非制冷红外探测平面、信号处理单元、高精度云台；其中红外镜头、非制冷红外探测平面都固定在高精度云台上以随高精度云台运动以对目标区域进行测温；所述信号处理单元包括图像处理DSP和图像传输模块，所述红外镜头通过非制冷红外探测平面连接图像处理DSP，图像处理DSP通过图像传输模块连接远端的监控中心。

2.根据权利要求1所述的在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，所述红外监控终端根据预设运动轨迹运动以对多个预设的目标区域进行监控，或是根据远端的监控中心的远程指令运动通过高精度云台移动朝向特定方向以对目标区域进行监控。

3.根据权利要求1所述的在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，所述监控中心或红外监控终端设有温度补偿计算模块以根据预设的目标区域与红外监控终端之间的距离进行温度补偿。

4.根据权利要求3所述的在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，所述红外监控终端内还设有测距的红外雷达以确定预设的目标区域与红外监控终端之间的距离。

5.根据权利要求1所述的在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，所述监控中心通过TCP/IP协议通讯方式连接多个红外监控终端，所述每一红外监控终端设有独立的IP地址。

6.根据权利要求1所述的在线式全视场换流站红外测温系统，其特征在于，所述监控中心设有温度监测模块以根据接收到的红外监控终端的实时温度参数进行监控预警；所述温度监测模块包括：相对差分测值检测单元和绝对值监测单元；

其中相对差分测值监测单元用于记录每一预设的目标区域在不同时间段的温度值，以在同一预设的目标区域在不同时间段的温度变化大于预设阈值时报警；

其中绝对值监测单元用于记录每一预设的目标区域的实时温度值，以在实时温度值大于预设阈值时报警。

7.一种利用如权利要求1-6任一项所述的在线式全视场换流站红外测温系统进行红外测温的方法，其特征在于，包括：

监控中心通过传输网络连接红外监控终端；监控中心向红外监控终端发送配置参数以设定每一红外监控终端监测的目标区域；

监控中心通过传输网络接收红外监控终端返回的现场红外数据以及目标区域的温度值；根据预设的目标区域与红外监控终端之间的距离进行温度补偿；

记录每一预设的目标区域在不同时间段的温度值，以在同一预设的目标区域在不同时间段的温度变化大于预设阈值时报警；记录每一预设的目标区域的实时温度值，以在实时温度值大于预设阈值时报警。