[发明专利]一种基于红外成像测温的电力设备故障自动预警的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备检测维修技术领域。

背景技术

目前，我国经济不断快速发展，电网也正向坚强智能电网行列迈进，即以特高压为主网，不同等级电网协调发展，电力系统的安全稳定运行更是含煤矿在内的各行业安全生产的基本保障。智能电网具有“自愈”的特征，包括以下两方面：首先，智能电网可以自动迅速地隔离故障，并及时确保正常片区的供电；其次，能够在线监测电网运行情况，对其发生的故障及时告警，并且采取有效的办法消除隐患，从而保障电网的安全可靠运行，避免电网故障的发生。

由此，如何利用高科技的智能手段，对电网进行在线监测，自动检测故障，及时消除设备危险点，减少破坏因素，并进行系统化、标准化的管理，是摆在电力系统科研人员面前的新问题。而变电站是电力网的重要组成单元，因此研究变电站设备检测与故障诊断技术具有重大价值，不仅可以降低事故的发生率，而且还有助于电网安全运行及其可靠性的提高。

为了对变电站电气设备进行安全监视，国内外已经普遍开展了可见光遥视系统研究与规划，并且图像数据编码、压缩、传送以及信息处理等技术已经相当成熟。然而，可见光遥视系统仅能检测到设备的外在现象，与人的肉眼所见相同，当一些肉眼能觉察的现象一旦发生如爆炸、冒烟等情况，此时设备故障就已经无法阻止和避免了。

在过去的几年里，国内外开始积极研究红外热成像技术在电气设备方面的应用，主要是对设备的检测及其故障识别判断方面。目前，电力系统中广泛使用一种商品化的手持式红外检测仪，其专门用于运维人员巡视时检测电气设备之用。然而，该红外检测仪也存在诸多不足：

(1)手持式红外检测仪仅在工作人员巡视变电站过程中使用，不具有同时性、连续性和实时性，因而不可能对站内各种设备进行在线监视和告警，也就无法实现故障的自动检测，离智能化的目标差距较大。

(2)在对设备进行故障诊断和识别时，由于传输功率和环境的不同也会引起电气设备的温度差异，完全根据温度的不同进行诊断不是有效的方法，所以需要在此基础上，根据电气设备的运行数据，进一步开展对故障诊断专家系统的研究。

因此，现有的各类人工监控系统均不同程度存在报警不及时、误报和漏报等现象，以至系统的安全性和实用性得不到保障。另外，智能电网有效促进了变电站设备实时在线检测技术的向前发展，因而随着智能电网的快速发展，监控系统将会越来越庞大，如果全部采用人工监控，其人力成本也会非常昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于红外成像测温的电力设备故障自动预警的方法，该方法能够实时监测、通过提增量递推回归建模预测的温度数值，与告警阀值对比，实现趋势预警。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于红外成像测温的电力设备故障自动预警的方法，包括以下步骤：

1)通过红外热像仪识别电力设备各检测区域，并实时将各检测区域的温度T通过NVR传送给平台服务器；识别电力设备各检测区域

2)通过温度、湿度、风速传感器采集环境气候信息，并将采集的环境气候信息通过动力环境主机传送给平台服务器；

3)平台服务器将接受的各检测区域的温度值和环境温度、湿度、风速的值进行折算，得到各检测区域的折算温度值；折算公式如下：

T₂₀＝βT_S+(20–T₀)/α² (1)

其中：T₂₀—折算至20℃时设备连接点过热温度(℃)

T_S—测试时设备过热点温度(℃)

T₀—测试时环境温度(℃)

α—气温折算系数

β—风速折算系数

4)平台服务器结合操作界面设置的当前负荷、最大持续负荷及获得的各检测区域的红外测温温度，计算出各检测区域的最大持续负荷过热点温度；最大持续负荷过热点温度计算公式如下：

T_max＝(T_S–T₀)e^(Imax-Is)/Is+T_S(2)

其中：T_max—最大持续负荷状态下的过热点温度(℃)

T_S—测量时本回路的实际设备过热点温度(℃)

T₀—测量时的环境参照体温度(℃)

Imax—本回路运行中经常出现的最大持续负荷电流

Is—测量时本回路的实际负荷电流