換流站是直流輸電工程中直流和交流進行相互能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng),除有交流場等與交流換流站相同的設(shè)備外,直流換流站還有以下特有設(shè)備:換流器、換流變壓器、交直流濾波器和無功補償設(shè)備、平波電抗器。
普通的在線式紅外監(jiān)控系統(tǒng),一般將紅外熱像儀安裝在云臺裝置上,由后臺控制系統(tǒng)通過云臺裝置控制紅外熱像儀巡航掃描整個被監(jiān)控區(qū)域。在紅外熱像儀巡航掃描過程中,取全屏最高溫或某區(qū)域取最高溫來實現(xiàn)設(shè)備的溫度檢測,最終實現(xiàn)設(shè)備工作溫度監(jiān)控。
這種監(jiān)測方法依賴于云臺裝置的預(yù)置位參數(shù)和轉(zhuǎn)角參數(shù),被監(jiān)控目標位置確定的精度取決于云臺裝置的轉(zhuǎn)角精度。然而云臺裝置的轉(zhuǎn)動是由電動機驅(qū)動機齒輪傳動系統(tǒng)實現(xiàn)的,齒輪系統(tǒng)的傳動誤差以及交流電頻率的波動變化導致云臺裝置的預(yù)置位精度和轉(zhuǎn)角精度有限,一般的云臺預(yù)置位精度參數(shù)都是小于等于1.5°。這樣的誤差會導致在距離紅外熱像儀20米外的設(shè)備在調(diào)用預(yù)置位參數(shù)和轉(zhuǎn)角參數(shù)時在圖像的空間位置上產(chǎn)生0.5米的誤差,如此而獲得設(shè)備工作溫度與設(shè)備真正工作溫度將存在較大的偏差,從而產(chǎn)生異常測溫信息,嚴重誤報的會造成不必要的經(jīng)濟損失。
隨著現(xiàn)代電力工業(yè)向著高電壓等級,超大容量的發(fā)展,為保證電力生產(chǎn)安全高效運行,對電力設(shè)備狀態(tài)檢修提出了更高的要求。由于狀態(tài)檢修主要依賴于對運行中設(shè)備的狀態(tài)檢測以及在線監(jiān)測手段,所以,電力設(shè)備運行狀態(tài)檢測和在線監(jiān)測在電力安全生產(chǎn)中始終起著重要的作用。紅外成像技術(shù)作為一門新技術(shù),在電力設(shè)備運行狀態(tài)檢測中有著無比的優(yōu)越性。紅外成像是以設(shè)備的熱狀態(tài)分布為依據(jù)對設(shè)備運行狀態(tài)良好與否進行診斷,它具有不停運、不接觸、遠距離、快速、直觀地對設(shè)備的熱狀態(tài)進行成像。由于設(shè)備的熱像圖是設(shè)備運行狀態(tài)下熱狀態(tài)及其溫度分布的真實描寫,而電力設(shè)備在運行狀態(tài)下的熱分布正常與否是判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否的一個重要特征。因此采用紅外成像技術(shù)可以通過對設(shè)備熱像圖的分析來診斷設(shè)備的狀態(tài)及其隱患缺陷。
由于普通的紅外熱成像遠程檢測大都停留在人工操作檢測,對存儲的熱圖像往往停留在后臺PC機上的分析診斷,只能是間斷性的分析控制,不能對熱分布場實時監(jiān)控和診斷熱像的故障性質(zhì)等操作,這往往會造成監(jiān)視延誤而引起比較大財產(chǎn)損失。另外對某些特殊場合如無人職守換流站運行設(shè)備的熱狀態(tài)檢測,若是人工操作的紅外設(shè)備,往往會造成人們勞動強度的提升及診斷不及時等缺陷??傊?,目前的熱成像儀">紅外熱成像儀雖在熱像處理技術(shù)上不斷改進提高,但始終仍需要人為加以控制操作,這仍未減輕人們的工作方便性和控制實時性。在此基礎(chǔ)背景下,人們強烈希望能出現(xiàn)一種可以遠程控制的智能化的紅外熱像監(jiān)控診斷系統(tǒng),以實現(xiàn)對紅外圖像的遠程控制操作。
在傳統(tǒng)的采用人工巡檢的基礎(chǔ)上,是通過運行人員的遠程巡視來掌握設(shè)備的運行狀態(tài)。人的自覺性、行政手段、運行經(jīng)驗及現(xiàn)場實證構(gòu)成了目前換流站設(shè)備巡視管理的四大要素?;谏鲜鏊膫€基本要素,供電企業(yè)根據(jù)自身特點已建立并實施了一系列諸如設(shè)備巡視、運行分析、設(shè)備缺陷管理等規(guī)章制度,在很大程度上保證了電力企業(yè)的安全生產(chǎn),但同時也暴露出了許多難以克服的問題:
工作強度大:一座普通的換流站大約有1200個需要進行溫度監(jiān)測的設(shè)備,如果人工測量,2個巡檢人員1天內(nèi)也無法完全檢測一次,要達到定時檢測基本不可能。
自覺性問題:由于缺少有效的監(jiān)督機制,設(shè)備巡視到位率、工作質(zhì)量高低等都無法得到保證。
運作問題:管理工作的復雜性、人員考核的完整性和有效性、具體操作的隨意性和規(guī)范性等,都直接或間接地造成了較高的操作費用。
衡量尺度問題:運行經(jīng)驗是確保電力設(shè)備安全運行的一種技術(shù)能力,不同的人采用不同的設(shè)備在不同時段對同一設(shè)備的工作狀態(tài)衡量是有非常大的差異.
原始數(shù)據(jù)積累問題:在沒有本系統(tǒng)的情況下,不同單位,不同設(shè)備采集的熱圖存儲管理是相對混亂的,難以對故障判斷提供有效的參考依據(jù)。
另外對某些特殊場合如換流站閥廳設(shè)備的熱狀態(tài)監(jiān)測,無法使用人工操作的紅外設(shè)備,往往會造成勞動強度的提升及診斷不及時等缺陷。隨著人工智能的發(fā)展和新型傳感器、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)的融和,特別是高電壓絕緣在線監(jiān)測技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展,使得換流站在不停電的情況下,自動安全檢測成為可能,因此在線監(jiān)測的應(yīng)用為高電壓設(shè)備的狀態(tài)檢修、安全運行監(jiān)測及換流站等工作提供理想的手段,新的《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》也專門對在線型熱像儀提出了要求。
換流站作為電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),對安全性有著非常高的要求,其中安全性涉及設(shè)備的運行安全和人員生命安全。目前,換流站事故時有發(fā)生,主要包括設(shè)備發(fā)生故障和人身傷亡事故兩種。在這些事故發(fā)生之后尋找原因都能看出是因為設(shè)備運行異常狀態(tài)沒能及時發(fā)現(xiàn)或人員對設(shè)備操作時因疏忽大意而進入危險區(qū)域而引起的。因此需要研發(fā)一套換流站安全區(qū)域監(jiān)控與自動巡檢系統(tǒng)。將能改變目前靠人為巡視設(shè)備熱故障的現(xiàn)狀,而通過對安全區(qū)域的自動監(jiān)控,將能有效避免安全事故的發(fā)生。