紅外在線監控系統在柔直換流站的應用

張錦吉

摘 ?要：隨著技術的不斷發展，智能化、自動化的監控設備得到良好應用，全面對設備運行情況進行監測，保證了設備安全穩定。文章就紅外線監控系統在電力運行中的應用進行分析，全面提出柔直換流站紅外監控操作方法，以此，加強設備管理，維護電力系統運行安全。

關鍵詞：閥廳;柔直換流站;紅外熱像

中圖分類號：TM726 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0175-02

Abstract： With the continuous development of technology， intelligent and automatic monitoring equipment has been well applied to comprehensively monitor the operation of the equipment to ensure the safety and stability of the equipment. This paper analyzes the application of infrared monitoring system in power operation， and comprehensively puts forward the operation method of infrared monitoring in flexible DC converter station， so as to strengthen equipment management and maintain the safety of power system operation.

Keywords： valve hall; flexible converter station; infrared thermal imaging

1 概述

閥廳是換流站最為主要的部分，主要是把換流閥和其他的輔助設備進行封閉放置，確保良好工作環境的建筑，換流站和直流輸電系統是否能夠快速良好的運行，保證性能完好，實現穩定可靠安全的目標，主要取決于閥廳內電力設備的穩定，其整體的運行才是保證運轉的關鍵，整個電力系統運行也會得到保證。廈門柔直除了交流場設備（換流變閥側套管到交流電纜頭之間連接的設備），其余設備都分布在橋臂電抗器室、閥廳、直流場的封閉建筑，且未設置巡視通道，故廈門柔直配備一套紅外系統對封閉建筑內的設備進行在線測溫。

2 紅外在線監控系統介紹

廈門柔直采用浙江大立科技股份有限公司的紅外在線監控系統，全站共有38個DLSC-F系列紅外測溫儀，分布在橋臂電抗器室、閥廳、直流場，紅外系統主機通過硬盤錄像機對這38個紅外測溫儀進行控制并存儲測溫數據。換流站的輔助監控系統也可以通過交換機調用該紅外系統的可見光數據，實現對閥廳等區域設備的監控。

系統能夠全面對各種情形進行圖像采集，對于系統自動采集的圖像和人工采集生成的圖像，系統均能夠達到自動識別的目的，這樣，操作人員就能夠根據圖像配準對該熱圖有效的做好識別，查看各種設備是否符合運行常態，達到保護設備的目標，通過對設備測溫，還能夠及時調整設備運行的時段，保證溫度在設備承受范圍內，系統能夠對溫度進行有效識別，所有溫度測量均基于有效目標得到良好的分析，巡查策略是對標記部分進行檢測，保證標記過的設備得到有效控制，設備運行時，外界會出現各種干擾，特別是熱源的干擾，系統也能夠識別出來，并快速自動剔除，避免出現誤報警，影響設備正常運行。

紅外監控系統軟件主要功能分為圖像顯示區域和設備控制區域。右側設備控制區域則可進行云臺控制，巡航設置，測溫參數設置，報警分析，溫度分析等功能。

廈門柔直紅外監控系統軟件可實現以下功能：

（1）自動巡航：自動巡檢功能是基本功能。自動巡檢通過界面設置如圖1，能夠在設計好的預定時間內按預先規定巡檢行程對設備的運行情況進行整體性檢測，對各設備的運行情況及時掌握，超過預先設置報警溫度范圍后，系統就會自動出現報警，同時，對設備問題時行圖像抓取，并在硬盤中對圖像進行全面的存儲，展示出不同狀態下的設備工作熱圖，操作人員就能夠根據設備的故障情況，查到具體位置，及時排除問題故障。

采用預置位云臺，可設置128個以上需要定時檢測的位置，提供多種方式的自動巡航方案，實現完全自動化運行，實現每天多次對設備工作狀態的巡檢、自動預警、自動輸出報表等功能。

（2）自動預警：測溫參數界面如圖2所示，能夠在這個界面區域呈現報警的狀態，避免設備溫度過高。

（3）自動生成報表功能：如圖3所示，系統軟件能夠在相關的界面，自動生成單幅紅外圖像，展示設備接點溫度的基本表或綜合表，設備任何一段時間的溫度都能夠顯示變化情況。

（4）溫度分析：圖4所示顯示所有系統采集的紅外熱像數據，每一次系統采集圖象，都會在列表中增加一條溫度記錄。

溫度分析自動生成，通過選項選擇一個時間段的情況，設備列表有“紅外熱像儀”或“預置位”等選項，點擊后，就能夠形成圖象自動導出。

3 紅外系統應用實例

廈門柔直紅外在線監控系統自投運以來，很大程度上提高運維人員發現缺陷的能力。以下為廈門柔直紅外系統發現缺陷案例分析。

3.1 接頭連接不良，螺栓未壓緊

換流站停電檢修結束，重新投運后，紅外熱像檢測發現子模塊母排發熱，紅外測溫報警，且測溫超過180℃如圖5，當時環境溫度25℃，直流500MW額定功率，正常時子模塊母排溫度40℃，母排發熱屬于電流致熱型故障，隨負荷電流增加而快速增大，通過紅外在線監測系統可以檢測到明顯發熱，如圖5所示，經停電消缺時，發現該子模塊左側母排連接面四個固定螺栓存在不同程度松動，平墊、彈簧墊存在燒熔跡象。緊固后發熱消失。

3.2 絕緣子污穢產生放電

通過紅外在線監控系統不僅能監測到設備的發熱情況，還能及時發現設備放電情況。換流變投運后由于地處垃圾處理場附近，直流場空氣處理機組的新風無法過濾全部灰塵，使得直流場內的橋臂電抗器支撐絕緣子污穢嚴重，造成支撐絕緣子放電。

4 結束語

作為國家科技示范項目，廈門柔直紅外在線監控系統存在以下不足之處：（1）采用固定點進行紅外熱圖像監控會受到設備相互遮擋、距離太遠等不利因素的影響，使得遠距離紅外監控難以實施，甚至無法實施。（2）紅外監控系統雖能實現溫度超標報警功能，但仍不具備智能分析預警功能，無設備潛在缺陷發展過程的提前預警功能。需要花費大量的人力對大量的測溫數據進行整理和匯總。后期可采用移動式測溫來或增加測溫儀布置點來補充固定式測溫的盲點;并開發一套大數據處理系統，以系統采集的日常歷史巡檢數據為基礎，建立各種分析處理模型。

參考文獻：

[1]姜燕.基于VSC-HVDC并網風電場的暫態電壓穩定性研究[D].北京：華北電力大學，2013.

[2]劉云，李庚銀，肖景良.高壓柔性直流輸電工程建設一次系統方案關鍵技術研究[J].現代電力，2015，32（03）：76-80.