本發明涉及電廠輸、變電設備監控系統，尤其涉及一種基于紅外成像技術的輸變電設備監控系統及方法。

背景技術：

正常運行的電力設備，由于電流、電壓的作用將產生發熱.主要包括電流效應引起的發熱和電壓效應引起的發熱。當電力設備存在缺陷或故障時，缺陷或故障部位的溫度就會產生異常變化。從而引起設備的局部發熱，假設未能及時發現并及時制止這些隱患的發展，最終會促成設備故障或事故的發生，嚴重的會擴大成電網事故。因此，需要嚴格地監控電力設備溫度情況，傳統的監控手段是接觸式溫度監控，需要直接接變電設備，不僅會對設備造成一定的影響，也會增加操控人員的危險。

技術實現要素：

本發明為解決上述存在的問題提供給一種基于紅外成像技術的輸變電設備監控系統及方法，利用紅外檢測的不停電、不接觸、不取樣、不解體等特點，通過監測設備故障引起的異常紅外輻射和溫度來實現早期故障的及時發現，同時根據溫度場的分布，還可以判斷出現異常的原因，從而及時采取緊急措施，避免電氣設備突發重大事故。

本發明的技術方案是：

基于紅外成像技術的輸變電設備監控系統，包括紅外成像監控端，傳輸系統，用戶監控端，所述紅外成像監控端利用紅外成像原理監測輸變電設備溫度分布，并將監測結果轉換為電信號，所述用戶監控端包括信號接收模塊，信號處理模塊，顯示模塊，存儲模塊，所述信號接收模塊接收通過傳輸系統傳輸的電信號，并通過所述信號處理模塊將電信號轉換為圖像信號，并對信號進行分析處理，將結果顯示在顯示模塊上，操作人員可以通過顯示模塊查看溫度監測結果。

進一步地，操作員工可調用存儲模塊里的歷史記錄，并顯示在顯示模塊上。

基于紅外成像技術的輸變電設備監控方法，所述方法步驟是：

系統開機，通過用戶監控端調整紅外成像監控端位置，使其對準需要監測的設備；

紅外成像監控端監測設備溫度并轉換成電信號；

傳輸系統將電信號傳輸至用戶監控端的信號接收模塊；

信號處理模塊將信號接收模塊接收的信號轉換成圖像信號，并傳輸至顯示模塊以及存儲模塊；

操作員工根據監測結果進行檢修。

進一步地，所述監測結果包括發熱點溫度、正常測量點溫度、環境溫度參照點溫度、相對溫差，所述相對溫差計算方法是：

δt＝(t1-t2)/(t1-t0)×100％

δt—相對溫差t1—發熱點溫度

t2—正常測量點溫度t0—環境溫度參照點溫度

本發明的優點是：

1.本發明不僅能發現可以直接觀察到的設備及元器件，所有連接點的熱隱患，也可以根據那些被遮擋而無法直接看到的部分的熱量傳遞到外面部件上的情況加以分析，從而得出結論，能夠及時有效、快速、安全的發現和預防重大事故的發生。

2.本發明具有不停電、不接觸、不取樣、不解體等特點，在設備運行狀態下也可實現對熱缺陷的監測。

3.本發明可以實現隨時隨地對設備的監測

附圖說明

圖1是本發明的系統結構框圖。

圖2是本發明用戶監控端結構示意圖。

圖3是實施例1處理前330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相溫度。

圖4是實施例1處理前330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關b相溫度。

圖5是實施例1處理后330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相溫度。

圖6是實施例1處理后330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關b相溫度。

圖7是實施例2處理前1號機組勵磁刀閘(一)刀閘動、靜觸頭測點⑴溫度。

圖8是實施例2處理前是勵磁刀閘(一)測點刀閘動、靜觸頭測點(2)溫度。

圖9是實施例2處理后1號機組勵磁刀閘(一)刀閘動、靜觸頭測點⑴溫度。

圖10是實施例2處理后是勵磁刀閘(一)測點刀閘動、靜觸頭測點(2)溫度。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖以及實施例中的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1、2所示，基于紅外成像技術的輸變電設備監控系統，該系統包括紅外成像監控端1，傳輸系統2，用戶監控端3，所述紅外成像監控端1利用紅外成像原理監測輸變電設備溫度分布，并將監測結果轉換為電信號，所述用戶監控端3包括信號接收模塊4，信號處理模塊5，顯示模塊6，存儲模塊7，所述信號接收模塊4接收通過傳輸系統2傳輸的電信號，并通過所述信號處理模塊5將電信號轉換為圖像信號，并對信號進行分析處理，將結果顯示在顯示模塊6上，操作人員可以通過顯示模塊查看設備溫度監測情況。

進一步地，操作員工可調用存儲模塊7里的歷史記錄，并顯示在顯示模塊6上。

基于紅外成像技術的輸變電設備監控方法，所述方法步驟是：

系統開機，通過用戶監控端3調整紅外成像監控端1位置，使其對準需要監測的設備；

紅外成像監控端1監測設備溫度并轉換成電信號；

傳輸系統2將電信號傳輸至用戶監控端3的信號接收模塊4；

信號處理模塊5將信號接收模塊接收的信號轉換成圖像信號，并傳輸至顯示模塊6以及存儲模塊7；

操作員工根據監測結果進行檢修。

進一步地，所述監測結果包括發熱點溫度、正常測量點溫度、環境溫度參照點溫度、相對溫差，所述相對溫差計算方法是：

δt＝(t1-t2)/(t1-t0)×100％

δt—相對溫差t1—發熱點溫度

t2—正常測量點溫度t0—環境溫度參照點溫度

實施例1：大唐熱電廠對330kv升壓站電氣設備的故障進行檢測，2014年11月01日紅外成像發現330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相抱箍連接處過熱。

天氣：晴環境溫度：11℃金屬表面溫度：11℃濕度：60％

檢測儀器：美國菲力爾flir-i60型紅外熱像儀

圖3是處理前330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相溫度，圖4是處理前330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關b相溫度。

綜合分析：

δt＝(t1-t2)/(t1-t0)×100％

＝(44.2-21.9)/(44.2-11)×100％

＝67.1％

330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相處溫度異常44.2℃，b相運行溫度正常21.9℃，相對溫差δ＝67.1％，分析認為隔離開關c相抱箍長期暴露在空氣中由于溫度、濕度的影響、表面結垢引起的接觸不良,或由于接頭連接不良,螺栓、墊圈未壓緊造成發熱。處理意見：加強刀閘抱箍的溫度變化檢測，增加紅外成像次數，待設備停運檢修處理。

2015年04月27日省調調批申請停電，330kv升壓站設備全停，停電后對發熱點進行處理，對33526隔離開關c相抱箍解體檢修，30日330kv升壓站恢復送電；

2015年05月3日天氣：晴環境溫度：18℃金屬表面溫度：18℃濕度：50％

圖5是處理后330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關c相溫度，圖6是處理后330kv倉馬ⅱ線33526隔離開關b相溫度。

2015年05月3日對帶負荷運行后的33526隔離開關c相進行紅外測溫檢查，三相溫度絕對溫差平衡，測量時330kv倉馬ⅱ線線路負荷電流386.2a，目前設備在安全穩定運行中。

實施例2：2014年06月10日紅外成像檢測發現1號機組勵磁刀閘(一)發現測點⑴左側刀閘動、靜觸頭接觸面最高溫度為78.8℃，測點⑵右側刀閘動、靜觸頭接觸面最高溫度為41.2℃，環境參照體測點⑶溫度為32.3℃，接觸面過熱。

天氣：晴環境溫度：30℃金屬表面溫度：30℃濕度：50％

檢測儀器：美國菲力爾flir-i60型紅外熱像儀

圖7是處理前1號機組勵磁刀閘(一)刀閘動、靜觸頭測點⑴溫度，圖8是處理前是勵磁刀閘(一)測點刀閘動、靜觸頭測點(2)溫度。

綜合分析：

δt—相對溫差t1—發熱點溫度t2—正常測量點溫度t0—環境溫度參照點溫度

δt＝(t1-t2)/(t1-t0)×100％

＝(78.8-41.2)/(78.8-30)×100％

＝77.04％

1號機組勵磁刀閘因動、靜觸頭接觸面涂有導電膏，其長期運行中受周圍環境的影響，落灰較嚴重，影響了動、靜刀閘接觸面的接觸狀況，通過計算刀口熱點溫度＜90℃或δ＜80％時未達到重要缺陷要求為一般缺陷。

圖9是處理后1號機組勵磁刀閘(一)刀閘動、靜觸頭測點⑴溫度，圖10是處理后是勵磁刀閘(一)測點刀閘動、靜觸頭測點(2)溫度。

2015年08月24日我廠1號機組轉入大修工期，1號機組勵磁設備全停，刀閘停電后對發熱點進行處理，刀閘動、靜觸頭打磨后均勻涂抹導電膏，適當調整了刀閘壓力，并整改了勵磁配電室的環境，保證了其運行環境干燥、清潔，投運后現運行狀況良好。

以上是本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域技術的技術人員在本發明公開的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。