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換流站紅外智能巡檢監控系統

發布時間：2021/07/20 瀏覽數量：8317

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換流站是直流輸電工程中直流和交流進行相互能量轉換的系統，除有交流場等與交流換流站相同的設備外，直流換流站還有以下特有設備：換流器、換流變壓器、交直流濾波器和無功補償設備、平波電抗器。

普通的在線式紅外監控系統，一般將紅外熱像儀安裝在云臺裝置上，由后臺控制系統通過云臺裝置控制紅外熱像儀巡航掃描整個被監控區域。在紅外熱像儀巡航掃描過程中，取全屏最高溫或某區域取最高溫來實現設備的溫度檢測，最終實現設備工作溫度監控。

這種監測方法依賴于云臺裝置的預置位參數和轉角參數，被監控目標位置確定的精度取決于云臺裝置的轉角精度。然而云臺裝置的轉動是由電動機驅動機齒輪傳動系統實現的，齒輪系統的傳動誤差以及交流電頻率的波動變化導致云臺裝置的預置位精度和轉角精度有限，一般的云臺預置位精度參數都是小于等于1.5°。這樣的誤差會導致在距離紅外熱像儀20米外的設備在調用預置位參數和轉角參數時在圖像的空間位置上產生0.5米的誤差，如此而獲得設備工作溫度與設備真正工作溫度將存在較大的偏差，從而產生異常測溫信息，嚴重誤報的會造成不必要的經濟損失。

隨著現代電力工業向著高電壓等級，超大容量的發展，為保證電力生產安全高效運行，對電力設備狀態檢修提出了更高的要求。由于狀態檢修主要依賴于對運行中設備的狀態檢測以及在線監測手段，所以，電力設備運行狀態檢測和在線監測在電力安全生產中始終起著重要的作用。紅外成像技術作為一門新技術，在電力設備運行狀態檢測中有著無比的優越性。紅外成像是以設備的熱狀態分布為依據對設備運行狀態良好與否進行診斷，它具有不停運、不接觸、遠距離、快速、直觀地對設備的熱狀態進行成像。由于設備的熱像圖是設備運行狀態下熱狀態及其溫度分布的真實描寫，而電力設備在運行狀態下的熱分布正常與否是判斷設備狀態良好與否的一個重要特征。因此采用紅外成像技術可以通過對設備熱像圖的分析來診斷設備的狀態及其隱患缺陷。

由于普通的紅外熱成像遠程檢測大都停留在人工操作檢測，對存儲的熱圖像往往停留在后臺PC機上的分析診斷，只能是間斷性的分析控制，不能對熱分布場實時監控和診斷熱像的故障性質等操作，這往往會造成監視延誤而引起比較大財產損失。另外對某些特殊場合如無人職守換流站運行設備的熱狀態檢測，若是人工操作的紅外設備，往往會造成人們勞動強度的提升及診斷不及時等缺陷。總之，目前的紅外熱成像儀雖在熱像處理技術上不斷改進提高，但始終仍需要人為加以控制操作，這仍未減輕人們的工作方便性和控制實時性。在此基礎背景下，人們強烈希望能出現一種可以遠程控制的智能化的紅外熱像監控診斷系統，以實現對紅外圖像的遠程控制操作。

在傳統的采用人工巡檢的基礎上，是通過運行人員的遠程巡視來掌握設備的運行狀態。人的自覺性、行政手段、運行經驗及現場實證構成了目前換流站設備巡視管理的四大要素。基于上述四個基本要素，供電企業根據自身特點已建立并實施了一系列諸如設備巡視、運行分析、設備缺陷管理等規章制度，在很大程度上保證了電力企業的安全生產，但同時也暴露出了許多難以克服的問題:

工作強度大:一座普通的換流站大約有1200個需要進行溫度監測的設備，如果人工測量，2個巡檢人員1天內也無法完全檢測一次，要達到定時檢測基本不可能。自覺性問題：由于缺少有效的監督機制，設備巡視到位率、工作質量高低等都無法得到保證。運作問題：管理工作的復雜性、人員考核的完整性和有效性、具體操作的隨意性和規范性等，都直接或間接地造成了較高的操作費用。衡量尺度問題：運行經驗是確保電力設備安全運行的一種技術能力，不同的人采用不同的設備在不同時段對同一設備的工作狀態衡量是有非常大的差異.原始數據積累問題：在沒有本系統的情況下，不同單位，不同設備采集的熱圖存儲管理是相對混亂的，難以對故障判斷提供有效的參考依據。

如下為電力監控系統構架

另外對某些特殊場合如換流站閥廳設備的熱狀態監測，無法使用人工操作的紅外設備，往往會造成勞動強度的提升及診斷不及時等缺陷。隨著人工智能的發展和新型傳感器、計算機技術、信息處理技術的融和，特別是高電壓絕緣在線監測技術、紅外熱成像技術的發展，使得換流站在不停電的情況下，自動安全檢測成為可能，因此在線監測的應用為高電壓設備的狀態檢修、安全運行監測及換流站等工作提供理想的手段，新的《帶電設備紅外診斷應用規范》也專門對在線型熱像儀提出了要求。

換流站作為電力系統的重要環節，對安全性有著非常高的要求，其中安全性涉及設備的運行安全和人員生命安全。目前，換流站事故時有發生，主要包括設備發生故障和人身傷亡事故兩種。在這些事故發生之后尋找原因都能看出是因為設備運行異常狀態沒能及時發現或人員對設備操作時因疏忽大意而進入危險區域而引起的。因此需要研發一套換流站安全區域監控與自動巡檢系統。將能改變目前靠人為巡視設備熱故障的現狀，而通過對安全區域的自動監控，將能有效避免安全事故的發生。

電力紅外監控系統，其內部紅外熱像儀采用先進的探測器，測溫精度為±2℃，紅外防誤報智能巡檢監測系統通過對即時紅外熱圖在被監測區域的紅外全景圖中進行位置配準的方法，擺脫了被監控目標位置的確定對云臺裝置的預置位參數及轉角參數的依賴，有效的提高在即時紅外熱圖中確定被監控目標位置的精度，識別誤差精度小于2個像素點，實現了在線式紅外監控系統對設備溫度的高精度監測。