CN109781266A - 一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统。包括前端的现场测温装置、后端的控制显示系统；现场测温装置，包括温度采集单元、数据处理单元、报警单元、阈值设置单元以及温度显示单元；控制显示系统，接收现场测温装置发送的温度信息，并进行存储、显示、预警，同时生成变电站的热力分布图，实时刷新变电站设备关键部位温度；控制显示系统还通过建立数据库，存储每个关键部位的历史温度，以便工作人员查看变电站设备关键部位的历史温度趋势图。本发明将阵列红外热视技术应用在变电站的温度预警系统当中，通过对关键部位的温度监测，可有效地对设备工作情况进行评估，不仅降低了变电站的管理成本，也提升了人员的工作效率。

Description

一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统

技术领域

本发明涉及红外热成像技术以及变电站设备温度在线监测技术领域，具体涉及一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统。

背景技术

变电站是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在对电能进行变换、集中和分配的过程中，需要使用到大量电力设备，保障每个电力设备安全运行是变电站正常工作的必要前提。

但是变电站的众多设备在长期运行过程中，各类连接处、开关触点等部位由于长期磨损、氧化以及机械上的松动，导致接触电阻变大。接触电阻变大将引起过大的温升，若温升超过设备所允许温升的极限，将影响设备的正常运行。为了降低事故的发生及其影响范围，变电站一般采取巡检制度，由值班人员定期巡检，以了解电气装备的运行状况，判断其是否正常运行，若存在异常则要及时采取相应措施。由于人工巡检效率低下，且无法全天候实时监督大量设备，若不能及时发现温度异常的部位，将有可能导致电气事故，尤其涉及到变电站关键设备，将使得变电站瘫痪，造成大面积停电，直接导致经济损失。

电力系统大量设备事故最初都体现在温度异常，红外检测以其无需停电、无需取样、可远距离观测等优点，可以在不影响设备工作情况下检测到设备的发热情况，从而判断设备运行状况，可以有效地发现隐患。红外测温主要有两种方式：红外探头测温法和红外成像测温法。红外探头测温法通过红外探头测量设备某一点的温度，对区域性发热表征能力不强。红外成像测温法可以直观地显示设备区域温度，但是由于其成本昂贵，变电站设备众多，每一台设备的关键部位往往不止一个，其成本限制了发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，将阵列红外热视技术应用在变电站的温度预警系统当中，通过对关键部位的温度监测，可有效地对设备工作情况进行评估，不仅降低了变电站的管理成本，也提升了人员的工作效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，包括前端的现场测温装置、后端的控制显示系统；

所述现场测温装置，包括温度采集单元、数据处理单元、报警单元、阈值设置单元以及温度显示单元；温度采集单元通过红外成像传感器采集变电站电气设备关键部位的温度信息，并传输给数据处理单元，进行数字滤波以及数据处理后，传输给温度显示单元即时显示当前检测变电站电气设备关键部位温度，若当前变电站电气设备关键部位的最高温度超过阈值设置单元所设阈值，则数据处理单元将控制报警单元发出报警信号；阈值设置单元可现场设置温度阈值，也可由站控中心远程设置；

所述控制显示系统，接收现场测温装置发送的温度信息，并进行存储、显示、预警，同时生成变电站的热力分布图，实时刷新变电站设备关键部位温度；控制显示系统还通过建立数据库，存储每个关键部位的历史温度，以便工作人员查看变电站设备关键部位的历史温度趋势图；直观了解设备工作情况，对故障有初步了解。

所述现场测温装置采用的是阵列（如8*8、12*12、16*16等）红外成像传感器，对变电站电气设备关键部位进行非接触式区域测温。

所述现场测温装置能够在前端实时显示所测变电站电气设备关键部位的红外图像以及最高点温度的位置与数值。

根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述现场测温装置安装在具有良好绝缘性的可伸缩式固定杆上，并外罩有护罩。

所述现场测温装置通过光纤与设有所述控制显示系统的站控中心连接，经光纤调制解调器转成以太网与主机连接。采用光纤是考虑到变电站内电磁干扰、电位差等因素会对RS485总线的稳定性产生影响，所以在站控中心与测控装置之间全部采用光纤进行连接，可有效避免恶劣环境下(如雷电、浪涌、电磁干扰等)对数据通信质量的威胁。

所述站控中心的显示界面实时显示变电站设备分布图，并在安装现场测温装置的位置显示实时区域温度，构成热力分布图，同时以红、黄、绿指示灯提示当前温度是否异常；其中，绿灯表示在正常温度范围内，黄灯表示在预警范围，红灯表示超过允许的最大温升高；黄灯需要人员及时处理故障，红灯需要立即远程切除故障或紧急派人员维修。

所述数据库存储各变电站电气设备关键部位的历史温度信息，对变电站电气设备关键部位绘制温度曲线与热图，及时发现隐患，采取相应措施排除故障。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明将阵列红外热视技术应用在变电站的温度预警系统当中，并采用光纤通讯方式，避免变电站设备的电磁干扰，保障数据通信质量，通过对关键部位的全天候温度监测，可有效地对设备工作情况进行评估，不仅降低了变电站的管理成本，也提升了人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图2为本发明系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供了一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，由前端的现场测温装置和后端的控制显示系统两部分构成。

前端的现场测温装置，由温度采集单元、数据处理单元、报警单元、阈值设置单元以及温度显示单元组成。其中温度采集单元通过红外成像传感器采集温度信息，传至数据处理单元，进行数字滤波以及数据处理，将其转换成温度信息。数据处理单元控制温度显示单元即时显示当前区域温度，若所测区域温度的最高温度超过阈值设置单元所设阈值，将控制报警元发出报警信号。阈值设置单元可现场设置温度阈值，也可由站控中心远程设置。

后端的控制显示系统接收测温装置发送的温度数据，并进行存储、显示、预警，在生成变电站的热力分布图，实时刷新变电站设备的关键部位温度。控制显示系统建立数据库，存储每个关键部位的历史温度，工作人员可以在系统界面点击相应的关键部位以查看其历史温度趋势图，直观了解设备工作情况，对故障有初步了解。

进一步的，现场测温装置采用的是阵列（如8*8、12*12、16*16等）红外成像传感器，对关键部位进行非接触式区域测温，可有效降低成本，提升经济效益。

进一步的，现场测温装置安装在具有良好绝缘性的可伸缩式固定杆上，设计有护罩，以降低环境光线对测温装置的影响。

进一步的，测温装置本地实时显示所测区域的红外图像以及最高点温度的位置与数值。当所测区域温度超过所设阈值，现场测温装置的报警单元将发出预警信号，包括声音、灯光等报警方式。

进一步的，现场测温装置安装在具有良好绝缘性的可伸缩式固定杆上，设计有护罩，以降低环境光线对测温装置的影响。

进一步的，现场测温装置通过光纤与站控中心连接，经光纤调制解调器转成以太网与主机连接。采用光纤是考虑到变电站内电磁干扰、电位差等因素会对RS485总线的稳定性产生影响，所以在站控中心与测控装置之间全部采用光纤进行连接，可有效避免恶劣环境下(如雷电、浪涌、电磁干扰等)对数据通信质量的威胁。

进一步的，站控中心的显示界面实时显示变电站设备分布图，并在安装测温装置的位置显示实时区域温度，构成热力分布图，并以红、黄、绿指示灯提示当前温度是否异常。绿灯表示在正常温度范围内，黄灯表示在预警范围，红灯表示超过了部位允许的最大温升高。黄灯需要人员及时处理故障，红灯需要立即远程切除故障或紧急派人员维修。

进一步的，站控中心的数据库存储各关键部位的历史温度信息，对关键部位绘制温度曲线与热图，及时发现隐患，采取相应措施排除故障。

以下为本发明的具体实现过程。

本发明系统结构框图如图1所示，工作流程图如图2所示。在设备的关键部位布置对应的监测装置，通过8*8阵列红外热视传感器检测其关键部位散发出的红外线生成与温度相关的数据，经过数字滤波与数据处理，将其转化成单位为摄氏度的温度数值，并在本地显示红外成像图与温度最高点的数值。继而判断温度最高点的数值是否超过所设置的阈值范围，若超过，则发出预警信号，触发预警单元发生声音、灯光等信号，及时提示巡检人员排除故障。最后将区域温度数据、关键部位编号、预警标志通过光纤传输的站控中心。

站控中心的交换机统一接收所有现场测温装置的数据，并转成以太网与主机连接，满足高速率、高可靠性传输要求。站控中心接收各装置的温度数据并分别进行存储，生成对应关键部位的热力分布图与预警信息，在界面进行显示。

从上述可知，本发明的有益效果在于：本发明采用一种成本低的阵列红外传感器，实现设备关键部位实时在线温度测量，并生成变电站热力分布图。该预警系统在降低变电站温度监测成本的同时，还极大地提升人员工作效率，降低事故发生概率，使变电站管理更高效、便捷。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，包括前端的现场测温装置、后端的控制显示系统；

所述现场测温装置，包括温度采集单元、数据处理单元、报警单元、阈值设置单元以及温度显示单元；温度采集单元通过红外成像传感器采集变电站电气设备关键部位的温度信息，并传输给数据处理单元，进行数字滤波以及数据处理后，传输给温度显示单元即时显示当前检测变电站电气设备关键部位温度，若当前变电站电气设备关键部位的最高温度超过阈值设置单元所设阈值，则数据处理单元将控制报警单元发出报警信号；

所述控制显示系统，接收现场测温装置发送的温度信息，并进行存储、显示、预警，同时生成变电站的热力分布图，实时刷新变电站设备关键部位温度；控制显示系统还通过建立数据库，存储每个关键部位的历史温度，以便工作人员查看变电站设备关键部位的历史温度趋势图。

2.根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述现场测温装置采用的是阵列红外成像传感器，对变电站电气设备关键部位进行非接触式区域测温。

3.根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述现场测温装置能够在前端实时显示所测变电站电气设备关键部位的红外图像以及最高点温度的位置与数值。

4.根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述报警单元采用包括声音、灯光的报警方式。

5.根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述现场测温装置安装在具有良好绝缘性的可伸缩式固定杆上，并外罩有护罩。

6.根据权利要求1所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述现场测温装置通过光纤与设有所述控制显示系统的站控中心连接。

7.根据权利要求6所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述站控中心的显示界面实时显示变电站设备分布图，并在安装现场测温装置的位置显示实时区域温度，构成热力分布图，同时以红、黄、绿指示灯提示当前温度是否异常；其中，绿灯表示在正常温度范围内，黄灯表示在预警范围，红灯表示超过允许的最大温升高。

8.根据权利要求6所述的一种变电站电气设备关键部位的热力分布及超温预警系统，其特征在于，所述数据库存储各变电站电气设备关键部位的历史温度信息，对变电站电气设备关键部位绘制温度曲线与热图。