基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統的製作方法

2023-06-19 19:35:56

基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，數據採集模塊接收紅外熱像儀輸出的數據，數據採集模塊將紅外熱像儀攝取的紅外圖像採集到計算機監測軟體系統中供紅外圖像處理模塊進行處理和攝取的溫度數據信息傳輸給溫度測量顯示模塊，對紅外圖像處理模塊採集到的紅外圖像進行圖片格式變換後傳輸給圖像顯示器，溫度測量顯示模塊的輸出端連接有溫度顯示報警器。本發明的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，利用在線監測軟體系統可以實現對變壓器的在線定時全自動溫度監測、智能化故障報警，做到無人值守變電站電力變壓器的遠程溫度監控，節省了大量人力物力，實現電力設備從傳統的計劃檢修向預知狀態檢修的轉變。
【專利說明】基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及電力技術的領域，尤其是基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統。

【背景技術】
[0002]基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障在線監測系統實現對變電站電力變壓器進行過熱故障在線監測和自動報警功能。變電站電力變壓器作為電力系統運行的重要設備，由於長期運行加上環境因素的影響導致出現各種各樣的故障，從而影響整個供電系統的運行，並造成經濟損失。隨著現代電力行業的快速發展，供電系統對電能的配送質量要求越來越高，電力系統中電能生產、輸送、分配的任何一個環節發生問題都會影響到整個系統的正常運行。變電站作為電力系統運行的關鍵環節，保證其安全運行和保障電力設備時刻處於穩定良好的運行狀態，是店裡管理的重要工作。因此，對變電站的電力設備進行實時在線監測，有利於保障電力系統安全穩定運行，降低電力設備維修成本，保證電能質量與供電可靠性，對於保障國民經濟的持續增長和人民生活正常用電等方面也具有極其重要的意義。
[0003]變電站電力變壓器的故障部位和原因有多種多樣，大體上可分為內部故障和外部故障。根據電力單位提供的長期實驗數據和大量觀察的綜合統計，絕大多數變壓器故障部位都伴有發熱現象，由實驗數據，90%以上的電力設備發生故障時都有明顯的熱源部位並伴有熱現象，因此，監測變壓器是否發熱異常即可以判斷出絕大多數的變壓器故障類型，為進一步的設備檢查提供重要依據，由此可見，對電力設備的溫度進行密切監測，是保障電力設備可靠運行的必備手段。目前電力系統對電力變壓器的故障檢測通常都採用手持式紅外熱像儀進行檢測，手持式紅外熱像儀有一定的局限性:需要人工操作；不能連續對電力變壓器進行監測；無法主動報警等。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是:為了克服上述中存在的問題，提供一種基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，包括用於監控電力變壓器的紅外熱像儀、工控機以及控制計算機，所述的紅外熱像儀通過自帶的傳輸介質將溫度數據發送到工控機，工控機通過電力專網將信號傳輸給控制計算機，所述的工控機包括數據採集模塊、紅外圖像處理模塊、與紅外圖像處理模塊相接的溫度測量顯示模塊和與溫度測量顯示模塊相連接的遠程監控模塊，所述的數據採集模塊接收紅外熱像儀輸出的數據，數據採集模塊將紅外熱像儀攝取的紅外圖像採集到計算機監測軟體系統中供紅外圖像處理模塊進行處理和攝取的溫度數據信息傳輸給溫度測量顯示模塊，對紅外圖像處理模塊採集到的紅外圖像進行圖片格式變換後傳輸給圖像顯示器，溫度測量顯示模塊的輸出端連接有溫度顯示報警器。
[0006]所述的紅外熱像儀包括光學系統、紅外探測器和信號預處理設備以及信號處理控制設備，光學系統接收被測物體的紅外輻射，將接收到的紅外輻射通過紅外探測器轉換成電信號，轉換後的電信號利用信號預處理器設備進行預處理，將預處理的信號傳輸給信號處理控制設備，信號處理控制設備上連接有輸入設備、輸出設備、網絡埠和存儲設備。
[0007]所述的工控機還包括用於存儲變壓器熱成像圖的存儲伺服器，存儲伺服器與圖像顯示器相連接。
[0008]為了能夠實現遠端輸送，所述的溫度顯示報警器輸出端連接有移動簡訊接收終端。
[0009]所述的工控機還包括用於檢測變壓器負荷的負荷檢測裝置、用於檢測環境溫度的溫度檢測裝置、用於檢測環境溼度的溼度檢測裝置中的任意一種或多種，負荷檢測裝置、溫度檢測裝置或溼度檢測裝置分別與紅外圖像處理模塊相連。
[0010]本發明的有益效果是，本發明的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，利用紅外熱像儀採集紅外熱像儀生成的紅外圖像數據與溫度數據；利用在線監測軟體系統可以實現對變壓器的在線定時全自動溫度監測、智能化超溫故障報警，做到無人值守變電站電力變壓器的遠程溫度監控，節省了大量人力物力，最終實現電力設備從傳統的計劃檢修向預知狀態檢修的轉變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0012]圖1是本發明的結構示意圖；
[0013]圖2是圖1中紅外熱像儀的結構框圖；
[0014]圖3是圖1中工控機的結構框圖；
[0015]圖4是紅外熱像儀運行的流程圖。
[0016]圖中1.紅外熱像儀，11.光學系統，12.紅外探測器，13.信號預處理設備，14.信號處理控制設備，15.輸入設備，16.輸出設備，17.網絡埠，18.存儲設備2.工控機，21.數據採集模塊，22.紅外圖像處理模塊，23.溫度測量顯示模塊，24.遠程監控模塊，25.圖像顯示器，26.溫度顯示報警器，27.存儲伺服器，28.移動簡訊接收終端，29.負荷檢測裝置，210.溫度檢測裝置，211.溼度檢測裝置，3.控制計算機。

【具體實施方式】
[0017]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0018]如圖1所示的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，包括用於監控電力變壓器的紅外熱像儀1、工控機2以及控制計算機3，紅外熱像儀I通過自帶的傳輸介質將溫度數據發送到工控機2，工控機2通過電力專網將信號傳輸給控制計算機3。
[0019]如圖2所示的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，紅外熱像儀I包括光學系統11、紅外探測器12和信號預處理設備13以及信號處理控制設備14，光學系統11接收被測物體的紅外輻射，將接收到的紅外輻射通過紅外探測器12轉換成電信號，轉換後的電信號利用信號預處理器設備13進行預處理，將預處理的信號傳輸給信號處理控制設備14，信號處理控制設備14上連接有輸入設備15、輸出設備16、網絡埠 17和存儲設備18。
[0020]如圖3所示的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，工控機2包括數據採集模塊21、紅外圖像處理模塊22、與紅外圖像處理模塊22相接的溫度測量顯示模塊23、與溫度測量顯示模塊23相連接的遠程監控模塊24、用於存儲變壓器熱成像圖的存儲伺服器27、用於檢測變壓器負荷的負荷檢測裝置29、用於檢測環境溫度的溫度檢測裝置210、用於檢測環境溼度的溼度檢測裝置211中的任意一種或多種，數據採集模塊21接收紅外熱像儀I輸出的數據，數據採集模塊21將紅外熱像儀I攝取的紅外圖像採集到計算機監測軟體系統中供紅外圖像處理模塊22進行處理和攝取的溫度數據信息傳輸給溫度測量顯示模塊23，負荷檢測裝置29、溫度檢測裝置210或溼度檢測裝置211分別與紅外圖像處理模塊22相連，對紅外圖像處理模塊22採集到的紅外圖像進行圖片格式變換後傳輸給圖像顯示器25，圖像顯示器25與存儲伺服器27相連接，溫度測量顯示模塊23的輸出端連接有溫度顯示報警器26，溫度顯示報警器26輸出端連接有移動簡訊接收終端28。
[0021]本發明的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，利用紅外熱像儀I中的光學系統11接收被測物體的紅外輻射，根據視場大小和像質的要求而由不同紅外光學透鏡組成，起著對被測物體的紅外輻射進行匯聚、濾波和聚焦的作用，紅外探測器12把通過光學系統11的紅外輻射轉換成電信號，紅外探測器採用非製冷型焦平面熱像儀，依次通過信號預處理設備13和信號處理控制設備14，最終利用輸出設備16將圖像輸出；在運行監測系統軟體中，紅外熱像儀I採集紅外圖像後，通過數據通訊模塊將圖像數據傳輸到主機後，變壓器過熱故障在線監測軟體系統接收圖像數據，對圖像與溫度信息進行處理，實現本在線監測系統的全部功能，將軟體初始化設置，檢查紅外熱像儀的連接狀態與網絡連接狀態，當紅外熱像儀連接不正常時，由用戶決定忽略或重試或中斷運行軟體，當網絡連接不正常時，軟體界面上指示燈提示連接不正常，然後正常啟動，如果各項檢查均正常，則顯示如圖4所示的界面，其中定時器I的定時周期為2s，主要作用是實時顯示紅外熱像儀拍攝的紅外圖像，在定時器I中將調用圖像處理模式的部分功能。
[0022]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
【權利要求】
1.一種基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，其特徵是:包括用於監控電力變壓器的紅外熱像儀(I)、工控機(2)以及控制計算機(3)，所述的紅外熱像儀(I)通過自帶的傳輸介質將溫度數據發送到工控機(2)，工控機(2)通過電力專網將信號傳輸給控制計算機(3)，所述的工控機(2)包括數據採集模塊(21)、紅外圖像處理模塊(22)、與紅外圖像處理模塊(22)相接的溫度測量顯示模塊(23)和與溫度測量顯示模塊(23)相連接的遠程監控模塊(24)，所述的數據採集模塊(21)接收紅外熱像儀(I)輸出的數據，數據採集模塊(21)將紅外熱像儀(I)攝取的紅外圖像採集到計算機監測軟體系統中供紅外圖像處理模塊(22)進行處理和攝取的溫度數據信息傳輸給溫度測量顯示模塊(23)，對紅外圖像處理模塊(22)採集到的紅外圖像進行圖片格式變換後傳輸給圖像顯示器(25)，溫度測量顯示模塊(23)的輸出端連接有溫度顯示報警器(26)。
2.根據權利要求1所述的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，其特徵是:所述的紅外熱像儀⑴包括光學系統(11)、紅外探測器(12)和信號預處理設備(13)以及信號處理控制設備(14)，光學系統(11)接收被測物體的紅外輻射，將接收到的紅外輻射通過紅外探測器(12)轉換成電信號，轉換後的電信號利用信號預處理器設備(13)進行預處理，將預處理的信號傳輸給信號處理控制設備(14)，信號處理控制設備(14)上連接有輸入設備(15)、輸出設備(16)、網絡埠(17)和存儲設備(18)。
3.根據權利要求1所述的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，其特徵是:所述的工控機(2)還包括用於存儲變壓器熱成像圖的存儲伺服器(27)，存儲伺服器(27)與圖像顯示器(25)相連接。
4.根據權利要求1所述的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，其特徵是:所述的溫度顯示報警器(26)輸出端連接有移動簡訊接收終端(28)。
5.根據權利要求1所述的基於紅外熱像儀的變電站電力變壓器過熱故障監測系統，其特徵是:所述的工控機(2)還包括用於檢測變壓器負荷的負荷檢測裝置(29)、用於檢測環境溫度的溫度檢測裝置(210)、用於檢測環境溼度的溼度檢測裝置(211)中的任意一種或多種，負荷檢測裝置(29)、溫度檢測裝置(210)或溼度檢測裝置(211)分別與紅外圖像處理模塊(22)相連。
【文檔編號】H02J13/00GK104165698SQ201410414478
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】張春雨, 劉偉, 周彬, 崔雅平, 呂永喜, 王春麗, 劉永濤 申請人:國家電網公司, 國網山東陵縣供電公司