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红外热像测温技术在电力系统中的应用

2011-12-15 11:23
人在旅途20
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  红外热像仪能够正确引导预防性维护专家对电气设备的运行情况进行准确判断。可以将测量温度值与历史温度进行比较,或者与相同时间同类设备的温度读数进行比较,以准确判断是否发生了显著的温升,是否会导致部件失效,带来生产隐患。主要用于电力预防性维护等用途。特别是用于输电线路预防性维护、检测方面,具有很大的优越性。

  红外热像仪的特点:(1)操作简单,设备温度巡视直观方便。运用菜单操作模式,人机界面友好,操作简单;还可通过通信口,将图像信息传输到计算机,利用计算机对温度图像进行后台处理。(2)以扫描方式探测设备温度,取代逐点测量模式,极大提高工作效率。红外热成像仪可同时测量扫描范围内所有设备的温度,并且可以通过设置,对扫描范围内超过允许温度值进行报警,利用此机对变电站进行巡视,一座变电站只需十几分钟到半个小时即可完成所有设备的温度初步测量。(3)通过扫描方式测温,使得对电力设备温度的重点测量转为全面测量成为可能。不仅设备接头部分可以全部测量,设备本身如变压器、断路器、瓷瓶等均可进行测量。(4)由于测温效率的提高,从而使设备测温频率提高,设备温度情况掌握更为及时。实现了巡视设备的同时测量设备温度,使得设备温度测量频率与设备巡视频率实现了同步,设备温度情况掌握及时性大为提高。(5)通过温度图像,使设备故障分析成为可能。测量的设备温度图像,由于其温度信息丰富,可以观测到设备各点的温度分布。通过温度分布信息,可以探测设备内部故障,实现设备故障分析。

  3.2 红外热像测温技术在温度在线监测方面的应用

  输电线路红外热像在线测温系统运用先进的红外热像技术,对输电线路运行温度进行状态在线监测;利用已有的GPRS无线通信网络实现热像图数据的传输,具有覆盖面广,无需增加传输设备和线路的特点,特别适用于无法架设线路的偏远地域的输电线路场合。系统图像采集与传输终端由红外热像图采集模块、图像数据压缩模块、GPRS网络通信模块、图像数据传输模块和太阳能供电装置等组成,其中图像数据压缩模块采用JPEG硬件压缩编码技术,对静态图像进行压缩编码,最大限度地减少了网络传输的数据量,节省了网络资源,提高了图片的传输速度。为了解决设计中的高速率图像采集、压缩控制与数据传输速度相对较慢带来的变速率采样问题,系统硬件结构采用微控制器加可编程逻辑控制芯片(MCU+CPLD)的方案,各项子功能由标准通用模块完成,降低了系统复杂度,提高了系统整体性能,用户可以利用PC机通过Internet上实现热像图的远端采集与现场监控。

  3.2.1 在线温度监控系统的结构

  整个监控系统主要分为两个部分:图像采集与传输终端(前端);监控中心计算机数据服务器(中心端)。在系统构成上可分为上位机(监控中心计算机数据服务器)和下位机(图像采集与传输终端)两大部分。计算机数据服务器负责对图像采集与传输终端进行管理和控制,处于管理层次的上层,因此称为上位机。图像采集与传输终端处在数据中心的控制下,负责对数据进行采集和传输,处于管理层次的下层,因此称为下位机。

  图像采集与传输终端包括以图像采集芯片处理器为核心的图像采集与JPEG压缩部分和GPRS网络传输部分以及红外报警部分。图像采集部分由视频A/D芯片实现模拟图像的数字化转换,使用专用芯片实现JPEG图像压缩编码。GPRS无线网络传输部分由专用GPRS模块实现网络传输功能,它与图像采集部分的接口是通用异步串行接口(UART)。红外报警部分实现输电线路温度出现异常状况的报警功能。下位机主要实现输电线路现场原始图像的采集和压缩以及压缩图像数据的GPRS无线信道传输,这些功能都由相应的软件支持系统实现。

  服务器包括硬件和软件,硬件为具有公网IP地址的计算机,软件即为服务器程序,由服务器程序实现GPRS网络传输模块和中心间的命令传递和数据传输。监控中心计算机数据服务器也包括硬件和软件部分。硬件为一台能接入Internet的计算机,软件为监控程序,电脑的网络状态为公网、动态IP。在这里特别指出,因为监控中心端满足服务器的网络要求,所以该系统将服务器和监控中心端放到一台计算机上,以节约硬件和网络资源。上位机主要实现压缩图像数据的接收及解码和接收图像数据的数据库保存和处理。

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