红外在线监控系统在柔直换流站的应用

张锦吉

摘  要：随着技术的不断发展，智能化、自动化的监控设备得到良好应用，全面对设备运行情况进行监测，保证了设备安全稳定。文章就红外线监控系统在电力运行中的应用进行分析，全面提出柔直换流站红外监控操作方法，以此，加强设备管理，维护电力系统运行安全。

关键词：阀厅;柔直换流站;红外热像

中图分类号：TM726        文献标志码：A         文章编号：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

阀厅是换流站最为主要的部分，主要是把换流阀和其他的辅助设备进行封闭放置，确保良好工作环境的建筑，换流站和直流输电系统是否能够快速良好的运行，保证性能完好，实现稳定可靠安全的目标，主要取决于阀厅内电力设备的稳定，其整体的运行才是保证运转的关键，整个电力系统运行也会得到保证。厦门柔直除了交流场设备（换流变阀侧套管到交流电缆头之间连接的设备），其余设备都分布在桥臂电抗器室、阀厅、直流场的封闭建筑，且未设置巡视通道，故厦门柔直配备一套红外系统对封闭建筑内的设备进行在线测温。

2 红外在线监控系统介绍

厦门柔直采用浙江大立科技股份有限公司的红外在线监控系统，全站共有38个DLSC-F系列红外测温仪，分布在桥臂电抗器室、阀厅、直流场，红外系统主机通过硬盘录像机对这38个红外测温仪进行控制并存储测温数据。换流站的辅助监控系统也可以通过交换机调用该红外系统的可见光数据，实现对阀厅等区域设备的监控。

系统能够全面对各种情形进行图像采集，对于系统自动采集的图像和人工采集生成的图像，系统均能够达到自动识别的目的，这样，操作人员就能够根据图像配准对该热图有效的做好识别，查看各种设备是否符合运行常态，达到保护设备的目标，通过对设备测温，还能够及时调整设备运行的时段，保证温度在设备承受范围内，系统能够对温度进行有效识别，所有温度测量均基于有效目标得到良好的分析，巡查策略是对标记部分进行检测，保证标记过的设备得到有效控制，设备运行时，外界会出现各种干扰，特别是热源的干扰，系统也能够识别出来，并快速自动剔除，避免出现误报警，影响设备正常运行。

红外监控系统软件主要功能分为图像显示区域和设备控制区域。右侧设备控制区域则可进行云台控制，巡航设置，测温参数设置，报警分析，温度分析等功能。

厦门柔直红外监控系统软件可实现以下功能：

（1）自动巡航：自动巡检功能是基本功能。自动巡检通过界面设置如图1，能够在设计好的预定时间内按預先规定巡检行程对设备的运行情况进行整体性检测，对各设备的运行情况及时掌握，超过预先设置报警温度范围后，系统就会自动出现报警，同时，对设备问题时行图像抓取，并在硬盘中对图像进行全面的存储，展示出不同状态下的设备工作热图，操作人员就能够根据设备的故障情况，查到具体位置，及时排除问题故障。

采用预置位云台，可设置128个以上需要定时检测的位置，提供多种方式的自动巡航方案，实现完全自动化运行，实现每天多次对设备工作状态的巡检、自动预警、自动输出报表等功能。

（2）自动预警：测温参数界面如图2所示，能够在这个界面区域呈现报警的状态，避免设备温度过高。

（3）自动生成报表功能：如图3所示，系统软件能够在相关的界面，自动生成单幅红外图像，展示设备接点温度的基本表或综合表，设备任何一段时间的温度都能够显示变化情况。

（4）温度分析：图4所示显示所有系统采集的红外热像数据，每一次系统采集图象，都会在列表中增加一条温度记录。

温度分析自动生成，通过选项选择一个时间段的情况，设备列表有“红外热像仪”或“预置位”等选项，点击后，就能够形成图象自动导出。

3 红外系统应用实例

厦门柔直红外在线监控系统自投运以来，很大程度上提高运维人员发现缺陷的能力。以下为厦门柔直红外系统发现缺陷案例分析。

3.1 接头连接不良，螺栓未压紧

换流站停电检修结束，重新投运后，红外热像检测发现子模块母排发热，红外测温报警，且测温超过180℃如图5，当时环境温度25℃，直流500MW额定功率，正常时子模块母排温度40℃，母排发热属于电流致热型故障，随负荷电流增加而快速增大，通过红外在线监测系统可以检测到明显发热，如图5所示，经停电消缺时，发现该子模块左侧母排连接面四个固定螺栓存在不同程度松动，平垫、弹簧垫存在烧熔迹象。紧固后发热消失。

3.2 绝缘子污秽产生放电

通过红外在线监控系统不仅能监测到设备的发热情况，还能及时发现设备放电情况。换流变投运后由于地处垃圾处理场附近，直流场空气处理机组的新风无法过滤全部灰尘，使得直流场内的桥臂电抗器支撑绝缘子污秽严重，造成支撑绝缘子放电。

4 结束语

作为国家科技示范项目，厦门柔直红外在线监控系统存在以下不足之处：（1）采用固定点进行红外热图像监控会受到设备相互遮挡、距离太远等不利因素的影响，使得远距离红外监控难以实施，甚至无法实施。（2）红外监控系统虽能实现温度超标报警功能，但仍不具备智能分析预警功能，无设备潜在缺陷发展过程的提前预警功能。需要花费大量的人力对大量的测温数据进行整理和汇总。后期可采用移动式测温来或增加测温仪布置点来补充固定式测温的盲点;并开发一套大数据处理系统，以系统采集的日常历史巡检数据为基础，建立各种分析处理模型。

参考文献：

[1]姜燕.基于VSC-HVDC并网风电场的暂态电压稳定性研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[2]刘云，李庚银，肖景良.高压柔性直流输电工程建设一次系统方案关键技术研究[J].现代电力，2015，32（03）：76-80.