[發明專利]一種基于紅外成像測溫的電力設備故障自動預警的方法

有效

• 申請號: 201510401613.0
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN104977087B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 張平;沈穎;陳偉;金杰;趙鑫祥;馮貴賓;任群;龍衛平;舒春學;李雪松
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司蘇州供電公司;浙江大華系統工程有限公司;蘇州安賽電力科技有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01R31/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及電力設備檢測維修技術領域。

背景技術

目前，我國經濟不斷快速發展，電網也正向堅強智能電網行列邁進，即以特高壓為主網，不同等級電網協調發展，電力系統的安全穩定運行更是含煤礦在內的各行業安全生產的基本保障。智能電網具有“自愈”的特征，包括以下兩方面：首先，智能電網可以自動迅速地隔離故障，并及時確保正常片區的供電；其次，能夠在線監測電網運行情況，對其發生的故障及時告警，并且采取有效的辦法消除隱患，從而保障電網的安全可靠運行，避免電網故障的發生。

由此，如何利用高科技的智能手段，對電網進行在線監測，自動檢測故障，及時消除設備危險點，減少破壞因素，并進行系統化、標準化的管理，是擺在電力系統科研人員面前的新問題。而變電站是電力網的重要組成單元，因此研究變電站設備檢測與故障診斷技術具有重大價值，不僅可以降低事故的發生率，而且還有助于電網安全運行及其可靠性的提高。

為了對變電站電氣設備進行安全監視，國內外已經普遍開展了可見光遙視系統研究與規劃，并且圖像數據編碼、壓縮、傳送以及信息處理等技術已經相當成熟。然而，可見光遙視系統僅能檢測到設備的外在現象，與人的肉眼所見相同，當一些肉眼能覺察的現象一旦發生如爆炸、冒煙等情況，此時設備故障就已經無法阻止和避免了。

在過去的幾年里，國內外開始積極研究紅外熱成像技術在電氣設備方面的應用，主要是對設備的檢測及其故障識別判斷方面。目前，電力系統中廣泛使用一種商品化的手持式紅外檢測儀，其專門用于運維人員巡視時檢測電氣設備之用。然而，該紅外檢測儀也存在諸多不足：

(1)手持式紅外檢測儀僅在工作人員巡視變電站過程中使用，不具有同時性、連續性和實時性，因而不可能對站內各種設備進行在線監視和告警，也就無法實現故障的自動檢測，離智能化的目標差距較大。

(2)在對設備進行故障診斷和識別時，由于傳輸功率和環境的不同也會引起電氣設備的溫度差異，完全根據溫度的不同進行診斷不是有效的方法，所以需要在此基礎上，根據電氣設備的運行數據，進一步開展對故障診斷專家系統的研究。

因此，現有的各類人工監控系統均不同程度存在報警不及時、誤報和漏報等現象，以至系統的安全性和實用性得不到保障。另外，智能電網有效促進了變電站設備實時在線檢測技術的向前發展，因而隨著智能電網的快速發展，監控系統將會越來越龐大，如果全部采用人工監控，其人力成本也會非常昂貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于紅外成像測溫的電力設備故障自動預警的方法，該方法能夠實時監測、通過提增量遞推回歸建模預測的溫度數值，與告警閥值對比，實現趨勢預警。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于紅外成像測溫的電力設備故障自動預警的方法，包括以下步驟：

1)通過紅外熱像儀識別電力設備各檢測區域，并實時將各檢測區域的溫度T通過NVR傳送給平臺服務器；識別電力設備各檢測區域

2)通過溫度、濕度、風速傳感器采集環境氣候信息，并將采集的環境氣候信息通過動力環境主機傳送給平臺服務器；

3)平臺服務器將接受的各檢測區域的溫度值和環境溫度、濕度、風速的值進行折算，得到各檢測區域的折算溫度值；折算公式如下：

T₂₀＝βT_S+(20–T₀)/α² (1)

其中：T₂₀—折算至20℃時設備連接點過熱溫度(℃)

T_S—測試時設備過熱點溫度(℃)

T₀—測試時環境溫度(℃)

α—氣溫折算系數

β—風速折算系數

4)平臺服務器結合操作界面設置的當前負荷、最大持續負荷及獲得的各檢測區域的紅外測溫溫度，計算出各檢測區域的最大持續負荷過熱點溫度；最大持續負荷過熱點溫度計算公式如下：

T_max＝(T_S–T₀)e^(Imax-Is)/Is+T_S(2)

其中：T_max—最大持續負荷狀態下的過熱點溫度(℃)

T_S—測量時本回路的實際設備過熱點溫度(℃)

T₀—測量時的環境參照體溫度(℃)

Imax—本回路運行中經常出現的最大持續負荷電流

Is—測量時本回路的實際負荷電流