CN107255518A - 基于红外成像技术的输变电设备监控系统及方法 - Google Patents

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李安奋
侯永奇
杨凯
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Abstract

本发明涉及一种基于红外成像技术的输变电设备监控系统及方法，其中基于红外成像技术的输变电设备监控系统，其特征在于，包括红外成像监控端，传输系统，用户监控端，所述红外成像监控端利用红外成像原理监测输变电设备温度分布，并将监测结果转换为电信号，所述用户监控端包括信号接收模块，信号处理模块，显示模块，存储模块，所述信号接收模块接收通过传输系统传输的电信号，并通过所述信号处理模块将电信号转换为图像信号，并对信号进行分析处理，将结果显示在显示模块上，操作人员可以通过显示模块查看设备温度监测结果。本发明的实施能够及时有效、快速、安全的发现和预防重大事故的发生，具有不停电、不接触、不取样、不解体的特点。

Description

基于红外成像技术的输变电设备监控系统及方法
技术领域
本发明涉及电厂输、变电设备监控系统，尤其涉及一种基于红外成像技术的输变电设备监控系统及方法。
背景技术
正常运行的电力设备，由于电流、电压的作用将产生发热.主要包括电流效应引起的发热和电压效应引起的发热。当电力设备存在缺陷或故障时，缺陷或故障部位的温度就会产生异常变化。从而引起设备的局部发热，假设未能及时发现并及时制止这些隐患的发展，最终会促成设备故障或事故的发生，严重的会扩大成电网事故。因此，需要严格地监控电力设备温度情况，传统的监控手段是接触式温度监控，需要直接接变电设备，不仅会对设备造成一定的影响，也会增加操控人员的危险。
发明内容
本发明为解决上述存在的问题提供给一种基于红外成像技术的输变电设备监控系统及方法，利用红外检测的不停电、不接触、不取样、不解体等特点，通过监测设备故障引起的异常红外辐射和温度来实现早期故障的及时发现，同时根据温度场的分布，还可以判断出现异常的原因，从而及时采取紧急措施，避免电气设备突发重大事故。
本发明的技术方案是：
基于红外成像技术的输变电设备监控系统，包括红外成像监控端，传输系统，用户监控端，所述红外成像监控端利用红外成像原理监测输变电设备温度分布，并将监测结果转换为电信号，所述用户监控端包括信号接收模块，信号处理模块，显示模块，存储模块，所述信号接收模块接收通过传输系统传输的电信号，并通过所述信号处理模块将电信号转换为图像信号，并对信号进行分析处理，将结果显示在显示模块上，操作人员可以通过显示模块查看温度监测结果。
进一步地，操作员工可调用存储模块里的历史记录，并显示在显示模块上。
基于红外成像技术的输变电设备监控方法，所述方法步骤是：
系统开机，通过用户监控端调整红外成像监控端位置，使其对准需要监测的设备；
红外成像监控端监测设备温度并转换成电信号；
传输系统将电信号传输至用户监控端的信号接收模块；
信号处理模块将信号接收模块接收的信号转换成图像信号，并传输至显示模块以及存储模块；
操作员工根据监测结果进行检修。
进一步地，所述监测结果包括发热点温度、正常测量点温度、环境温度参照点温度、相对温差，所述相对温差计算方法是：
δt＝(T1-T2)/(T1-T0)×100％
δt—相对温差 T1—发热点温度
T2—正常测量点温度 T0—环境温度参照点温度
本发明的优点是：
1.本发明不仅能发现可以直接观察到的设备及元器件，所有连接点的热隐患，也可以根据那些被遮挡而无法直接看到的部分的热量传递到外面部件上的情况加以分析，从而得出结论，能够及时有效、快速、安全的发现和预防重大事故的发生。
2.本发明具有不停电、不接触、不取样、不解体等特点，在设备运行状态下也可实现对热缺陷的监测。
3.本发明可以实现随时随地对设备的监测
附图说明
图1是本发明的系统结构框图。
图2是本发明用户监控端结构示意图。
图3是实施例1处理前330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C相温度。
图4是实施例1处理前330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关B相温度。
图5是实施例1处理后330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C相温度。
图6是实施例1处理后330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关B相温度。
图7是实施例2处理前1号机组励磁刀闸(一)刀闸动、静触头测点⑴温度。
图8是实施例2处理前是励磁刀闸(一)测点刀闸动、静触头测点(2)温度。
图9是实施例2处理后1号机组励磁刀闸(一)刀闸动、静触头测点⑴温度。
图10是实施例2处理后是励磁刀闸(一)测点刀闸动、静触头测点(2)温度。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图以及实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、2所示，基于红外成像技术的输变电设备监控系统，该系统包括红外成像监控端1，传输系统2，用户监控端3，所述红外成像监控端1利用红外成像原理监测输变电设备温度分布，并将监测结果转换为电信号，所述用户监控端3包括信号接收模块4，信号处理模块5，显示模块6，存储模块7，所述信号接收模块4接收通过传输系统2传输的电信号，并通过所述信号处理模块5将电信号转换为图像信号，并对信号进行分析处理，将结果显示在显示模块6上，操作人员可以通过显示模块查看设备温度监测情况。
进一步地，操作员工可调用存储模块7里的历史记录，并显示在显示模块6上。
基于红外成像技术的输变电设备监控方法，所述方法步骤是：
系统开机，通过用户监控端3调整红外成像监控端1位置，使其对准需要监测的设备；
红外成像监控端1监测设备温度并转换成电信号；
传输系统2将电信号传输至用户监控端3的信号接收模块4；
信号处理模块5将信号接收模块接收的信号转换成图像信号，并传输至显示模块6以及存储模块7；
操作员工根据监测结果进行检修。
进一步地，所述监测结果包括发热点温度、正常测量点温度、环境温度参照点温度、相对温差，所述相对温差计算方法是：
δt＝(T1-T2)/(T1-T0)×100％
δt—相对温差 T1—发热点温度
T2—正常测量点温度 T0—环境温度参照点温度
实施例1：大唐热电厂对330kv升压站电气设备的故障进行检测， 2014年11月01日红外成像发现330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C 相抱箍连接处过热。
天气：晴环境温度：11℃金属表面温度：11℃湿度：60％
检测仪器：美国菲力尔FLIR-i60型红外热像仪
图3是处理前330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C相温度，图4 是处理前330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关B相温度。
综合分析：
δt＝(T1-T2)/(T1-T0)×100％
＝(44.2-21.9)/(44.2-11)×100％
＝67.1％
330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C相处温度异常44.2℃，B相运行温度正常21.9℃，相对温差δ＝67.1％，分析认为隔离开关C相抱箍长期暴露在空气中由于温度、湿度的影响、表面结垢引起的接触不良, 或由于接头连接不良,螺栓、垫圈未压紧造成发热。处理意见：加强刀闸抱箍的温度变化检测，增加红外成像次数，待设备停运检修处理。
2015年04月27日省调调批申请停电，330KV升压站设备全停，停电后对发热点进行处理，对33526隔离开关C相抱箍解体检修， 30日330KV升压站恢复送电；
2015年05月3日天气：晴环境温度：18℃金属表面温度： 18℃湿度：50％
图5是处理后330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关C相温度，图6 是处理后330kV仓马Ⅱ线33526隔离开关B相温度。
2015年05月3日对带负荷运行后的33526隔离开关C相进行红外测温检查，三相温度绝对温差平衡，测量时330kV仓马Ⅱ线线路负荷电流386.2A，目前设备在安全稳定运行中。
实施例2：2014年06月10日红外成像检测发现1号机组励磁刀闸(一)发现测点⑴左侧刀闸动、静触头接触面最高温度为78.8℃，测点⑵右侧刀闸动、静触头接触面最高温度为41.2℃，环境参照体测点⑶温度为32.3℃，接触面过热。
天气：晴环境温度：30℃金属表面温度：30℃湿度：50％
检测仪器：美国菲力尔FLIR-i60型红外热像仪
图7是处理前1号机组励磁刀闸(一)刀闸动、静触头测点⑴温度，图8是处理前是励磁刀闸(一)测点刀闸动、静触头测点(2) 温度。
综合分析：
δt—相对温差 T1—发热点温度 T2—正常测量点温度 T0—环境温度参照点温度
δt＝(T1-T2)/(T1-T0)×100％
＝(78.8-41.2)/(78.8-30)×100％
＝77.04％
1号机组励磁刀闸因动、静触头接触面涂有导电膏，其长期运行中受周围环境的影响，落灰较严重，影响了动、静刀闸接触面的接触状况，通过计算刀口热点温度＜90℃或δ＜80％时未达到重要缺陷要求为一般缺陷。
图9是处理后1号机组励磁刀闸(一)刀闸动、静触头测点⑴温度，图10是处理后是励磁刀闸(一)测点刀闸动、静触头测点(2) 温度。
2015年08月24日我厂1号机组转入大修工期，1号机组励磁设备全停，刀闸停电后对发热点进行处理，刀闸动、静触头打磨后均匀涂抹导电膏，适当调整了刀闸压力，并整改了励磁配电室的环境，保证了其运行环境干燥、清洁，投运后现运行状况良好。
以上是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于红外成像技术的输变电设备监控系统，其特征在于，包括红外成像监控端，传输系统，用户监控端，所述红外成像监控端利用红外成像原理监测输变电设备温度分布，并将监测结果转换为电信号，所述用户监控端包括信号接收模块，信号处理模块，显示模块，存储模块，所述信号接收模块接收通过传输系统传输的电信号，并通过所述信号处理模块将电信号转换为图像信号，并对信号进行分析处理，将结果显示在显示模块上，操作人员可以通过显示模块查看温度监测结果。
2.根据权利要求1所述的基于红外成像技术的输变电设备监控系统，其特征在于，操作员工可调用存储模块里的历史记录，并显示在显示模块上。
3.基于红外成像技术的输变电设备监控方法，其特征在于，所述方法步骤是：
系统开机，通过用户监控端调整红外成像监控端位置，使其对准需要监测的设备；
红外成像监控端监测设备温度并转换成电信号；
传输系统将电信号传输至用户监控端的信号接收模块；
信号处理模块将信号接收模块接收的信号转换成图像信号，并传输至显示模块以及存储模块；
操作员工根据监测结果进行检修。
4.根据权利要求3所述的基于红外成像技术的输变电设备监控方法，其特征在于，所述监测结果包括发热点温度、正常测量点温度、环境温度参照点温度、相对温差，所述相对温差计算方法是：
δt=( T1- T2)/ ( T1- T0) ×100％
δt—相对温差 T1—发热点温度
T2—正常测量点温度 T0—环境温度参照点温度。
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