基于红外热成像原理的变电设备在线监测系统.pdf

基于红外热成像原理的变电设备在线监测系统【摘要】论文首先综述了变电设备在线监测的发展以及目前国内外的研究现状指出了在线监测技术对电力系统减人增效、减少安全事故、避免潜在故障发展为功能故障过程中的意义与重要性今后将以集中、高智能化、高精度为发展方向。着重论述了红外热成像变电设备在线监测系统的设计与实现：（1）研究了基于红外热成像测温技术变电设备在线监测系统的在线监测原理针对变电设备在线监测的模型设计了具有知识获取、推理机制的专家诊断系统。（2）在分析了变电设备监测数据采集需求之后完成了红外热成像变电设备在线监测系统硬件组成与整体软件的设计工作简要介绍了红外热成像设备与专家诊断系统工作流程。【关键词】在线监测；红外热成像；智能变电站；预防性维护；状态检修1变电设备在线监测的需求随着现代电力工业向着高电压等级超大容量的发展电力系统对安全可靠运行提出了越来越高的要求电力工业不仅要能够提供充足的电能也要提高供电质量和可靠性同时要求减人增效。因此变电设备对整个电力系统安全运行起着举足轻重的作用。传统的对变电设备特别是变压器检修的预防性试验和定期检修方式已不能满足供电可靠性的要求无法适应现代变电设备的运行管理的要求特别是高电压设备定期停电检修不仅需要耗费大量的人力物力而且由于现行的预防性试验电压太低无法真实反映运行电压下的绝缘性能和整个工作情况因此急需对现行的预防性维修制进行根本的变革其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术。2红外温度监测与诊断变电设备的红外监测与诊断是一门新兴的学科。它是利用变电设备的致热效应采用红外热成像设备获取从变电设备表面发出的红外辐射信息进而判断设备状况和缺陷性质的一门综合技术。即任何高压变电设备外部故障缺陷接点套管连接不良及故障时都会通过温度变化反映出来内部故障缺陷也可以根据设备内部结构、运行状态、故障点热传递形成热量可以传导到设备外部通过温度变化反映。如：变电设备引线接触不良、线圈导体接头虚焊、过负荷运行时都会引起导电回路局部过热铁心多点接地也会引起铁心过热。实践证明利用红外热成像技术不仅能测出变电设备表面的温度还能实时反映变电设备的温度分布这对于早期发现缺陷判断缺陷点位置分析缺陷原因都是非常有效的。根据我们多年来的实测数据统计分析热缺陷按温升的高低及对设备的危害程度可将其分为一般性热缺陷、严重性热缺陷和危险性热缺陷三种。1）一般性热缺陷：其温升范围在10～20℃之间与相同运行条件下的设备相比发热点有一定的温升用红外热成像设备测量仅有轻微的热像特征。2）严重性热缺陷：发热点温升范围在20～40℃之间或实际温度在60～80℃之间或设备相间温差范围在1.5～2.0倍之间热图特征明显缺陷处已造成严重热损伤。3）危险性热缺陷：发热点温升超过40℃或者最高温度已超过国际GB763—90所规定的该材料最高允许值。热图非常清晰外观检查可看到严重的烧伤痕迹。3红外热成像设备的应用物体的很多信息可以通过红外图像进行有效反映。红外成像是唯一一种可以将热信息瞬间可视化并加以验证的诊断技术。红外热成像设备向您揭示热故障并通过非接触温度测量加以量化在专业的红外分析软件的帮助下数秒内便可自动完成分析报告。几乎所有利用或者发射能量的物体在发生故障前都会产生发热现象。保证电气和机械系统运行可靠性的关键便是对能源的有效管理。现在红外成像技术已毋庸质疑地成为预防性维护领域最有效的检测工具它能够在设备发生故障之前快速、准确、安全的发现故障。在一个电气接点发生故障之前及时发现并进行维修可以节省或避免因此造成的生产停工、产量下降、能源损耗、火灾甚至灾难性故障所带来的高昂代价。红外热成像设备的应用范围很广主要用于电力预防性维护、冶金、化工、目标搜索、科研研究、建筑诊断、医疗及生产监控等等用途。特别是用于电力设备预防性维护、检测方面具有很大的优越性：1）远离被检测设备保证安全；2）非接触式测温保证不影响设备原来的运行状态；3）大面积快速扫描检测节省时间；4）测温范围宽精度高；5）检测到位能准确地发现设备的缺陷。4红外热成像在线监测系统设计概述应用新技术对变电设备进行监测和试验准确掌握设备的状态。及时发现运行设备的缺陷故障是电力行业变电设备管理维护开展状态检修工作急需解决的难题。在目前在线监测的探测器技术还不够成熟得足以满足状态检修需要的情况下应充分利用成熟的在线监测探测器技术对设备进行在线测试诊断以便分析变电设