遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站室外設(shè)備巡視中的運(yùn)用

摘 要本文以紅外熱成像技術(shù)為基礎(chǔ)，研制出一套用于變電站室外設(shè)備實(shí)時監(jiān)控的固定式遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)。首先從軟硬件方面介紹該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，然后詳細(xì)介紹系統(tǒng)的主要功能，最后以F變電站為例，對系統(tǒng)功能進(jìn)行了試驗(yàn)。本文所述的固定式遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備溫度的實(shí)時監(jiān)控，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

【關(guān)鍵詞】紅外成像測溫技術(shù) 變電站 設(shè)備巡視

1 引言

隨著數(shù)字化變電站及集控站的深入發(fā)展，變電站運(yùn)行已逐步進(jìn)入人員集約化管理的時代。作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何在人員精簡的情況下保證變電設(shè)備時刻處于穩(wěn)定良好狀態(tài)，已成了變電運(yùn)行精益化管理首要課題。因此對變電站設(shè)備實(shí)行實(shí)時監(jiān)控具備重要意義。

目前變電站設(shè)備監(jiān)控手段主要有兩種：

（1）運(yùn)行人員現(xiàn)場觀察設(shè)備運(yùn)行情況。但該方法存在局限性，不能及時發(fā)現(xiàn)一些發(fā)展性的缺陷，尤其是設(shè)備內(nèi)部缺陷，從而對運(yùn)行設(shè)備造成損壞；

（2）電網(wǎng)調(diào)控中心通過遙視系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備。但是，遙視系統(tǒng)僅能提供現(xiàn)場可見光圖像信息，無法反映設(shè)備的局部缺陷情況。

為解決上述問題，本文基于紅外熱成像技術(shù)，研制出一套用于變電站室外設(shè)備實(shí)時監(jiān)控的固定式遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在不影響設(shè)備運(yùn)行，遠(yuǎn)距離不接觸的情況下，通過檢測設(shè)備紅外輻射和溫度，判斷設(shè)備是否存在缺陷，從而提早發(fā)現(xiàn)隱患并及時處理。本文首先從軟硬件方面介紹該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，然后詳細(xì)介紹系統(tǒng)的主要功能，最后以F變電站為例，對系統(tǒng)功能進(jìn)行了試驗(yàn)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)及功能

如圖1所示，系統(tǒng)整體由前端探頭、中間傳輸設(shè)備、后臺工作站三大部分組成。前端探頭是整個系統(tǒng)的眼睛，具備采集、分析、存儲功能，并且將所測信息以數(shù)字的方式通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺；中間傳輸設(shè)備是整個系統(tǒng)的血管，負(fù)責(zé)信息的傳輸；工作站是整個系統(tǒng)的心臟，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能。

系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)可在不影響原系統(tǒng)的狀態(tài)下，進(jìn)行可靠的并行擴(kuò)展。如圖2所示。

系統(tǒng)主要包括以下功能：

（1）熱成像與異常報(bào)警，紅外溫度數(shù)據(jù)趨勢分析。

（2）信息圖像遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控。

（3）紅外熱圖像動態(tài)采集、實(shí)時測溫分析，全數(shù)字化傳輸存儲。

（4）具備強(qiáng)大的溫度分析功能，超溫報(bào)警提示，測溫校正。

（5）攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制、定位、切換、巡視等。

（6）異常時具備自動推出關(guān)聯(lián)圖像功能。

（7）可手動輸入電壓等級。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)封包完之后在襄陽供電公司F變電站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性安裝試運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)時間為3個月，收集了大量的變電站紅外成像數(shù)據(jù)，并為該軟件后續(xù)改進(jìn)升級提供更加實(shí)用性資料和依據(jù)。

3.1 前期試驗(yàn)F變電站10kV母線穿墻套管測試報(bào)告

圖3（a）和圖4（b）為變電站10kV母線穿墻套管測溫對比圖，該設(shè)備在2013年7月27日18點(diǎn)鐘時最高溫度為42.32℃（如s上圖所示），當(dāng)晚上23點(diǎn)時最高溫度為30.05℃。該系統(tǒng)能很好的監(jiān)控變電站各設(shè)備的晝夜溫差變化情況。

3.2 前期試驗(yàn)F變電站變壓器長時間的溫度變化曲線報(bào)告

圖4為變電站主變壓器的溫度變化曲線。對于如主變壓器等變電站里的重點(diǎn)設(shè)備，可長時間記錄溫度變化，并自動生成溫度變化曲線。如圖5所示，對于曲線每一個節(jié)點(diǎn)，只要鼠標(biāo)移動到該點(diǎn)顯示該點(diǎn)曲線的日期和時間。

3.3 前期試驗(yàn)F變電站數(shù)據(jù)查詢分析報(bào)告

圖5為變電站電抗器的歷史溫度變化曲線。所有數(shù)據(jù)的信息都能存儲于數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)有需要時，在數(shù)據(jù)庫中輸入關(guān)鍵條件即可從數(shù)據(jù)庫中搜索到相關(guān)數(shù)據(jù)。輸入的條件可以為多種，軟件能對其進(jìn)行組合并搜索，并自動生成相應(yīng)設(shè)備的歷史溫度變化曲線。

3.4 前期試驗(yàn)F變電站電抗器超溫報(bào)警短信通報(bào)功能的報(bào)告

圖6（a）和圖6（b）為變電站電抗器的紅外熱圖，圖6（a）中最高溫為48.46℃。圖6（b）中最高溫度為81.50℃，兩溫差相差30多度，而測量時間上2小時。當(dāng)我們設(shè)定電抗器超溫報(bào)警為81.5℃時，當(dāng)系統(tǒng)測得設(shè)備有超溫報(bào)警時（如圖6b所示），則系統(tǒng)可發(fā)短信通知運(yùn)維人員（人員名單可預(yù)先在系統(tǒng)添加）報(bào)警預(yù)置點(diǎn)，提醒運(yùn)維人員現(xiàn)場進(jìn)行核查。

4 結(jié)論

本文以紅外測溫技術(shù)為基礎(chǔ)，研制出一套用于變電站室外設(shè)備巡視的固定式遠(yuǎn)程紅外測溫監(jiān)控系統(tǒng)。對該系統(tǒng)的整體框架、基本功能及擴(kuò)展連接方式進(jìn)行詳細(xì)介紹，最后通過F變電站的實(shí)地測試，證明該系統(tǒng)可以極大提高變電設(shè)備溫度、視頻監(jiān)測的智能化、信息化，網(wǎng)絡(luò)化水平，也為設(shè)備預(yù)發(fā)生故障提供了分析判斷的依據(jù)，且諸多功能能為變電站運(yùn)行人員的日常巡視提供便利，因此，該系統(tǒng)對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。

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作者簡介

張艷（1978-），女，大學(xué)本科畢業(yè)。現(xiàn)為湖北襄陽供電公司調(diào)控中心工程師，從事電網(wǎng)繼電保護(hù)管理工作。

作者單位

湖北襄陽供電公司調(diào)控中心 湖北省襄陽市 441000