紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)在柔直換流站的應(yīng)用

張錦吉

摘 ?要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化、自動化的監(jiān)控設(shè)備得到良好應(yīng)用，全面對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，保證了設(shè)備安全穩(wěn)定。文章就紅外線監(jiān)控系統(tǒng)在電力運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行分析，全面提出柔直換流站紅外監(jiān)控操作方法，以此，加強(qiáng)設(shè)備管理，維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：閥廳;柔直換流站;紅外熱像

中圖分類號：TM726 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0175-02

Abstract： With the continuous development of technology， intelligent and automatic monitoring equipment has been well applied to comprehensively monitor the operation of the equipment to ensure the safety and stability of the equipment. This paper analyzes the application of infrared monitoring system in power operation， and comprehensively puts forward the operation method of infrared monitoring in flexible DC converter station， so as to strengthen equipment management and maintain the safety of power system operation.

Keywords： valve hall; flexible converter station; infrared thermal imaging

1 概述

閥廳是換流站最為主要的部分，主要是把換流閥和其他的輔助設(shè)備進(jìn)行封閉放置，確保良好工作環(huán)境的建筑，換流站和直流輸電系統(tǒng)是否能夠快速良好的運(yùn)行，保證性能完好，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠安全的目標(biāo)，主要取決于閥廳內(nèi)電力設(shè)備的穩(wěn)定，其整體的運(yùn)行才是保證運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，整個電力系統(tǒng)運(yùn)行也會得到保證。廈門柔直除了交流場設(shè)備（換流變閥側(cè)套管到交流電纜頭之間連接的設(shè)備），其余設(shè)備都分布在橋臂電抗器室、閥廳、直流場的封閉建筑，且未設(shè)置巡視通道，故廈門柔直配備一套紅外系統(tǒng)對封閉建筑內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行在線測溫。

2 紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)介紹

廈門柔直采用浙江大立科技股份有限公司的紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)，全站共有38個DLSC-F系列紅外測溫儀，分布在橋臂電抗器室、閥廳、直流場，紅外系統(tǒng)主機(jī)通過硬盤錄像機(jī)對這38個紅外測溫儀進(jìn)行控制并存儲測溫?cái)?shù)據(jù)。換流站的輔助監(jiān)控系統(tǒng)也可以通過交換機(jī)調(diào)用該紅外系統(tǒng)的可見光數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對閥廳等區(qū)域設(shè)備的監(jiān)控。

系統(tǒng)能夠全面對各種情形進(jìn)行圖像采集，對于系統(tǒng)自動采集的圖像和人工采集生成的圖像，系統(tǒng)均能夠達(dá)到自動識別的目的，這樣，操作人員就能夠根據(jù)圖像配準(zhǔn)對該熱圖有效的做好識別，查看各種設(shè)備是否符合運(yùn)行常態(tài)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目標(biāo)，通過對設(shè)備測溫，還能夠及時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的時(shí)段，保證溫度在設(shè)備承受范圍內(nèi)，系統(tǒng)能夠?qū)囟冗M(jìn)行有效識別，所有溫度測量均基于有效目標(biāo)得到良好的分析，巡查策略是對標(biāo)記部分進(jìn)行檢測，保證標(biāo)記過的設(shè)備得到有效控制，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，外界會出現(xiàn)各種干擾，特別是熱源的干擾，系統(tǒng)也能夠識別出來，并快速自動剔除，避免出現(xiàn)誤報(bào)警，影響設(shè)備正常運(yùn)行。

紅外監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要功能分為圖像顯示區(qū)域和設(shè)備控制區(qū)域。右側(cè)設(shè)備控制區(qū)域則可進(jìn)行云臺控制，巡航設(shè)置，測溫參數(shù)設(shè)置，報(bào)警分析，溫度分析等功能。

廈門柔直紅外監(jiān)控系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）自動巡航：自動巡檢功能是基本功能。自動巡檢通過界面設(shè)置如圖1，能夠在設(shè)計(jì)好的預(yù)定時(shí)間內(nèi)按預(yù)先規(guī)定巡檢行程對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行整體性檢測，對各設(shè)備的運(yùn)行情況及時(shí)掌握，超過預(yù)先設(shè)置報(bào)警溫度范圍后，系統(tǒng)就會自動出現(xiàn)報(bào)警，同時(shí)，對設(shè)備問題時(shí)行圖像抓取，并在硬盤中對圖像進(jìn)行全面的存儲，展示出不同狀態(tài)下的設(shè)備工作熱圖，操作人員就能夠根據(jù)設(shè)備的故障情況，查到具體位置，及時(shí)排除問題故障。

采用預(yù)置位云臺，可設(shè)置128個以上需要定時(shí)檢測的位置，提供多種方式的自動巡航方案，實(shí)現(xiàn)完全自動化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)每天多次對設(shè)備工作狀態(tài)的巡檢、自動預(yù)警、自動輸出報(bào)表等功能。

（2）自動預(yù)警：測溫參數(shù)界面如圖2所示，能夠在這個界面區(qū)域呈現(xiàn)報(bào)警的狀態(tài)，避免設(shè)備溫度過高。

（3）自動生成報(bào)表功能：如圖3所示，系統(tǒng)軟件能夠在相關(guān)的界面，自動生成單幅紅外圖像，展示設(shè)備接點(diǎn)溫度的基本表或綜合表，設(shè)備任何一段時(shí)間的溫度都能夠顯示變化情況。

（4）溫度分析：圖4所示顯示所有系統(tǒng)采集的紅外熱像數(shù)據(jù)，每一次系統(tǒng)采集圖象，都會在列表中增加一條溫度記錄。

溫度分析自動生成，通過選項(xiàng)選擇一個時(shí)間段的情況，設(shè)備列表有“紅外熱像儀”或“預(yù)置位”等選項(xiàng)，點(diǎn)擊后，就能夠形成圖象自動導(dǎo)出。

3 紅外系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

廈門柔直紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)自投運(yùn)以來，很大程度上提高運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)缺陷的能力。以下為廈門柔直紅外系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)缺陷案例分析。

3.1 接頭連接不良，螺栓未壓緊

換流站停電檢修結(jié)束，重新投運(yùn)后，紅外熱像檢測發(fā)現(xiàn)子模塊母排發(fā)熱，紅外測溫報(bào)警，且測溫超過180℃如圖5，當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度25℃，直流500MW額定功率，正常時(shí)子模塊母排溫度40℃，母排發(fā)熱屬于電流致熱型故障，隨負(fù)荷電流增加而快速增大，通過紅外在線監(jiān)測系統(tǒng)可以檢測到明顯發(fā)熱，如圖5所示，經(jīng)停電消缺時(shí)，發(fā)現(xiàn)該子模塊左側(cè)母排連接面四個固定螺栓存在不同程度松動，平墊、彈簧墊存在燒熔跡象。緊固后發(fā)熱消失。

3.2 絕緣子污穢產(chǎn)生放電

通過紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)不僅能監(jiān)測到設(shè)備的發(fā)熱情況，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備放電情況。換流變投運(yùn)后由于地處垃圾處理場附近，直流場空氣處理機(jī)組的新風(fēng)無法過濾全部灰塵，使得直流場內(nèi)的橋臂電抗器支撐絕緣子污穢嚴(yán)重，造成支撐絕緣子放電。

4 結(jié)束語

作為國家科技示范項(xiàng)目，廈門柔直紅外在線監(jiān)控系統(tǒng)存在以下不足之處：（1）采用固定點(diǎn)進(jìn)行紅外熱圖像監(jiān)控會受到設(shè)備相互遮擋、距離太遠(yuǎn)等不利因素的影響，使得遠(yuǎn)距離紅外監(jiān)控難以實(shí)施，甚至無法實(shí)施。（2）紅外監(jiān)控系統(tǒng)雖能實(shí)現(xiàn)溫度超標(biāo)報(bào)警功能，但仍不具備智能分析預(yù)警功能，無設(shè)備潛在缺陷發(fā)展過程的提前預(yù)警功能。需要花費(fèi)大量的人力對大量的測溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行整理和匯總。后期可采用移動式測溫來或增加測溫儀布置點(diǎn)來補(bǔ)充固定式測溫的盲點(diǎn);并開發(fā)一套大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以系統(tǒng)采集的日常歷史巡檢數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立各種分析處理模型。

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