变电站电力变压器过热故障监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种变电站电力变压器过热故障监测系统。包括用于监控电力变压器的红外热像仪、工控机和控制计算机，红外热像仪通过工控机与控制计算机连接。本实用新型专利技术节省了大量人力物力，实现电力设备从传统的计划检修向预知状态检修的转变。

Substation power transformer overheat fault monitoring system

The utility model relates to a monitoring system for overheat fault of substation power transformer. Infrared thermal imager, industrial computer and control computer are used to monitor power transformer. Infrared thermal imager is connected with control computer through industrial computer. The utility model saves a great deal of manpower and material resources, and realizes the transformation of the electric power equipment from the traditional planned maintenance to the predictive state maintenance.

【技术实现步骤摘要】
变电站电力变压器过热故障监测系统
本技术涉及一种变电站电力变压器过热故障监测系统。
技术介绍
基于红外热像仪的变电站电力变压器过热故障在线监测系统实现对变电站电力变压器进行过热故障在线监测和自动报警功能。变电站电力变压器作为电力系统运行的重要设备，由于长期运行加上环境因素的影响导致出现各种各样的故障，从而影响整个供电系统的运行，并造成经济损失。随着现代电力行业的快速发展，供电系统对电能的配送质量要求越来越高，电力系统中电能生产、输送、分配的任何一个环节发生问题都会影响到整个系统的正常运行。变电站作为电力系统运行的关键环节，保证其安全运行和保障电力设备时刻处于稳定良好的运行状态，是电力管理的重要工作。因此，对变电站的电力设备进行实时在线监测，有力保障电力系统安全稳定运行，降低电力设备维修成本，保证电能质量与供电可靠性，对于保障国民经济的持续增长和人民生活正常用电等方面也具有极其重要的意义。变电站电力变压器的故障部位和原因有多种多样，大体上可分为内部故障和外部故障。根据电力单位提供的长期实验数据和大量观察的综合统计，绝大多数变压器故障部位都伴有发热现象，由实验数据，90％以上的电力设备发生故障时都有明显的热源部位并伴有热现象，因此，监测变压器是否发热异常即可以判断出绝大多数的变压器故障类型，为进一步的设备检查提供重要依据，由此可见，对电力设备的温度进行密切监测，是保障电力设备可靠运行的必备手段。目前电力系统对电力变压器的故障检测通常都采用手持式红外热像仪进行检测，手持式红外热像仪有一定的局限性：需要人工操作；不能连续对电力变压器进行监测；无法主动报警等。技术内容本技术为解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，而提供一种变电站电力变压器过热故障监测系统。本技术的技术解决方案是：本技术为一种变电站电力变压器过热故障监测系统，其特殊之处在于：该监测系统包括用于监控电力变压器的红外热像仪、工控机和控制计算机，红外热像仪通过工控机与控制计算机连接。上述工控机包括数据采集单元、红外图像处理单元和温度测量显示单元，所述红外热像仪与数据采集单元连接，所述数据采集单元通过红外图像处理单元与温度测量显示单元连接，所述温度测量显示单元与控制计算机连接。上述工控机还包括图像显示器，图像显示器与红外图像处理单元连接。上述工控机还包括存储服务器，存储服务器与图像显示器连接。上述工控机还包括温度显示报警器，温度显示报警器与温度测量显示单元连接。上述工控机还包括移动短信接收终端。上述工控机还包括负荷检测装置，负荷检测装置与红外图像处理单元连接。上述工控机还包括温度检测装置，温度检测装置与红外图像处理单元连接。上述工控机还包括湿度检测装置，湿度检测装置与红外图像处理单元连接。上述红外图像处理单元为PD48红外成像仪。本技术提供的带红外热像仪的变电站电力变压器过热故障监测系统，利用红外热像仪采集红外热像仪生成的红外图像数据与温度数据；利用在线监测系统可以实现对变压器的在线定时全自动温度监测、智能化超温故障报警，做到无人值守变电站电力变压器的远程温度监控，节省了大量人力物力，最终实现电力设备从传统的计划检修向预知状态检修的转变。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术工控机的结构框图；图3为本实用型数据采集单元的结构框图。具体实施方式参见图1，本技术的变电站电力变压器过热故障监测系统，包括用于监控电力变压器的红外热像仪1、工控机2和控制计算机3，控制计算机3通过电力专网将信号传输给控制计算机3。参见图2，本技术的工控机2包括数据采集单元4，红外图像处理单元5、与红外图像处理单元5相接的温度测量显示单元6。控制计算机3与温度测量显示单元6相连接，数据采集单元4接收红外热像仪1输出的数据，数据采集单元4将红外热像仪1摄取的红外图像采集到红外图像处理单元5中进行处理，然后将摄取的温度数据信息传输给温度测量显示单元6，对红外图像处理单元5采集到的红外图像进行图片格式变换后传输给图像显示器11，温度测量显示单元6的输出端连接有温度显示报警器12。工控机2还包括用于存储变压器热成像图的存储服务器10，存储服务器10与图像显示器11连接，工控机2还包括用于检测变压器负荷的负荷检测装置7、用于检测环境温度的温度检测装置8、用于检测环境湿度的湿度检测装置9中的任意一种或多种，负荷检测装置7、温度检测装置8或湿度检测装置9分别于红外图像处理单元5相连。其中，红外图像处理单元5可采用PD48红外成像仪，红外热像仪1可采用PD48红外成像仪，其主要是由光学系统、红外探测器和信号预处理设备以及信号处理控制设备构成，光学系统接收被测五天的红外辐射，将接收的红外辐射通过红外探测器转换成电信号，转换后的电信号利用信号预处理器设备进行预处理，将预处理的信号传输给信号处理控制设备，信号处理控制设备上连接有输入设备、输出设备、网络端口和存储设备。参见图3，本技术的数据采集单元4可采用现有的基于无线网络技术的数据采集单元，也可包括基于现场可编程门阵列技术的数据接收单元14、数据还原单元15；基于无线信号处理技术的数据处理单元16、数据分解单元17、数据输出单元18、基于GPS授时技术的时钟同步单元19和模数转换单元20，时钟同步单元19通过数据还原单元15与数据处理单元16连接。数据还原单元15根据时钟同步单元19的处理结果，将数据接收单元14输入的不同信号通道的高速采样数据进行解码和排序并输出到数据处理单元16进行数据处理，将数据处理为二进制数。数据处理单元16将处理后的数据通过数据分解单元14将数据分解后传输到数据输出单元18供其它设备使用。数据还原单元15使用的是大规模可编程门阵列FPGA，包括解码校验单元和数据排序处理单元，解码校验单元用于实现高压侧传送数据的解码和循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck)。数据接收单元14获得数据，由于在高压侧电磁环境恶劣，为保证数据的正确性，需要加入差错控制码，使一个不可靠的通信链路变成可靠的链路。数据还原单元15采用大规模可编程门阵列FPGA可以实现同时对12路数据进行CRC，当某路数据CRC不正确时，系统仍应保留此路数据并告知二次设备此数据无效。利用大规模可编程门阵列FPGA能够实现系统对12路数据进行接受和校验，但是实际上由于各路通道数据相互独立，其数据信息到达系统的时钟各不相同，且前后关系也不固定，所以在将12路数据传输给数据处理单元前，还要通过数据排序单元的处理实现列对12路数据进行正确排序。时钟同步单元19完成以下三个功能：一准确可靠地识别信号；二给模数转换单元20发送高精度的同步信号(A/D)；三对异常情况进行处理。在实现时，针对物理层与数据链路层的特性，数据接收单元14和数据输出单元18采用IEC61850-9-1描述的以无线网接入方式，使用同步脉冲得到时钟连续的信号，按照ISO/IEC8802.3协议规定的帧格式进行数据封装，实现数据传输。由于无线网具有良好的开放性、稳定性、易维护性、便于实现互联和互操作等特点，因此，变电站无线远程数据传输系统的数据接收单元14和数据输出单元18，采用基于IEC61850的无线网络通讯技术，具体可采用CP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站电力变压器过热故障监测系统，其特征在于：该监测系统包括用于监控电力变压器的红外热像仪、工控机和控制计算机，所述红外热像仪通过工控机与控制计算机连接，所述工控机包括数据采集单元、红外图像处理单元和温度测量显示单元，所述红外热像仪与数据采集单元连接，所述数据采集单元通过红外图像处理单元与温度测量显示单元连接，所述温度测量显示单元与控制计算机连接，所述数据采集单元包括基于现场可编程门阵列技术的数据接收单元、数据还原单元，基于无线信号处理技术的数据处理单元、数据分解单元、数据输出单元，基于GPS授时技术的时钟同步单元、模数转换单元，时钟同步单元通过数据还原单元与数据处理单元连接。

【技术特征摘要】
2016.08.17 CN 20162089387681.一种变电站电力变压器过热故障监测系统，其特征在于：该监测系统包括用于监控电力变压器的红外热像仪、工控机和控制计算机，所述红外热像仪通过工控机与控制计算机连接，所述工控机包括数据采集单元、红外图像处理单元和温度测量显示单元，所述红外热像仪与数据采集单元连接，所述数据采集单元通过红外图像处理单元与温度测量显示单元连接，所述温度测量显示单元与控制计算机连接，所述数据采集单元包括基于现场可编程门阵列技术的数据接收单元、数据还原单元，基于无线信号处理技术的数据处理单元、数据分解单元、数据输出单元，基于GPS授时技术的时钟同步单元、模数转换单元，时钟同步单元通过数据还原单元与数据处理单元连接。2.根据权利要求1所述的变电站电力变压器过热故障监测系统，其特征在于：所述工控机还包括图像显示器，所述图像显示器与红外图像处理单元连接。3.根据权利要求2所述的变电站电力变压器过热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，王耿祥，魏荣乐，张茨群，叶鹏，肖红玉，王中民，司广建，孟源，张珂珂，王伟，曹宜安，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司洛阳供电公司，
类型：新型
国别省市：河南,41