專利名稱：變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站的監(jiān)測技術(shù)，尤其是一種利用了紅外熱像儀的變電站 遠(yuǎn)程圖像監(jiān)測技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)改革的逐漸深入和智能電網(wǎng)發(fā)展的需求，電力系統(tǒng)面臨了前所未有 的競爭壓力。近年來，越來越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到電力行業(yè)，使電力行業(yè)的變電站綜合自動(dòng) 化管理提高到了一個(gè)新的水平，無人值守、少人值班成為可能，國家電力調(diào)度中心也要求現(xiàn) 有的35kV、110 kV、220 kV變電站在條件成熟時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)無人值守，新建變電站應(yīng)按無人 值守方式設(shè)計(jì)。然而，目前電力行業(yè)由于普遍采用的是視頻環(huán)境圖像監(jiān)視，加之存在變電設(shè) 備絕緣檢測的問題，平時(shí)還需專人定時(shí)對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行檢測，因此不能滿足變電站完全無 人值守并保證變電設(shè)備安全運(yùn)行的目標(biāo)。目前利用紅外熱成像技術(shù)對(duì)變電站的監(jiān)控有兩種方式。一種方式為人工檢測，這 種方式存在以下缺點(diǎn)首先，需要工作人員使用手持式紅外熱像儀對(duì)變電站設(shè)備先進(jìn)行逐 項(xiàng)拍攝，然后進(jìn)行后續(xù)的分析處理，工作周期長、效率低，而且無法實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)性；其 次，這種檢測方式獲得的是一幅或幾幅熱圖，在時(shí)間上不是連續(xù)的，后續(xù)處理需要工作人員 憑借經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)果，可信度低；第三，工作人員要在強(qiáng)電磁環(huán)境中工作，人身安全和身體健 康都受到威脅。另一種方式是在變電站內(nèi)密集排布高分辨率紅外熱像監(jiān)測設(shè)備，這種方式 的硬件成本花費(fèi)大，多數(shù)變電站沒有能力支付，而且對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)測人員來說，前端監(jiān)測設(shè)備 過多也會(huì)加重監(jiān)測工作的工作量，造成資源浪費(fèi)、降低工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種前端監(jiān)測設(shè)備少、硬件 投入成本低，使用效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守、少人值班、完全遠(yuǎn)程監(jiān)控的現(xiàn)代化變電站遠(yuǎn) 程監(jiān)控的系統(tǒng)。技術(shù)手段本實(shí)用新型公開了一種變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，包括高分辨率的全景監(jiān)測 紅外熱像儀、低分辨率的定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀、中等分辨率的移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀、網(wǎng)絡(luò)接 口、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和監(jiān)控終端設(shè)備，全景監(jiān)測紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱 像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過網(wǎng) 絡(luò)交換機(jī)與監(jiān)控終端連接，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器內(nèi)還設(shè)有可以海量存儲(chǔ)的磁盤陣列。其中全景監(jiān)測紅外熱像儀和定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀還設(shè)有云臺(tái)。在變電站內(nèi)的每個(gè)變電設(shè)備周邊設(shè)置有一個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)接口 ；在變電站內(nèi)部設(shè) 有一臺(tái)以上全景監(jiān)測紅外熱像儀，用來對(duì)變電站內(nèi)除主變壓器以外的所有設(shè)備進(jìn)行全景監(jiān) 測；定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀有兩臺(tái)分設(shè)在主變壓器的前后兩側(cè)，用來對(duì)主變壓器進(jìn)行監(jiān)測； 當(dāng)全景監(jiān)測紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，將移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀移動(dòng)設(shè)置在故障處，對(duì)所發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行監(jiān)測，移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀通過與之最接近的網(wǎng)絡(luò)接口與所述數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接。全景監(jiān)測紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀還配有可見光 攝像機(jī)和用于檢測周圍環(huán)境的溫度傳感器和濕度傳感器。網(wǎng)絡(luò)接口由光纖收發(fā)器和光纖熔接盒構(gòu)成，其上配有電源，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的I/O 端口連有光纖收發(fā)器，網(wǎng)絡(luò)接口與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器之間由光纖連接。上述高分辨率是指分辨率大于等于480X480piXel，中等分辨率是指分辨率大于 160X160 pixel且小于480X480pixel，低分辨率是指分辨率小于等于160X160 pixel。有益效果本系統(tǒng)采用移動(dòng)式紅外熱像儀和固定式紅外熱像儀相結(jié)合，高、中、低三種分辨率 的紅外熱像儀相配合的方式對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控，高、低分辨率的固定式紅外熱像儀分別對(duì) 變電站全景和主變壓器進(jìn)行監(jiān)控，中等分辨率的移動(dòng)式紅外熱像儀只對(duì)由固定式紅外熱像 儀發(fā)現(xiàn)故障的地方進(jìn)行周期性監(jiān)控，采用這種系統(tǒng)可以大大減少硬件設(shè)備的投入，一般在 長寬為120米X60米的變電站內(nèi)，只需兩臺(tái)分辨率為640X480pixel的高分辨率全景監(jiān)測 紅外熱像儀、一臺(tái)分辨率為320X240pixel的中等分辨率移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀和兩臺(tái)分辨 率為160X120piXel的低分辨率定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀，并根據(jù)需要在相關(guān)設(shè)備上配備云臺(tái) 就可以完成對(duì)整個(gè)變電站的監(jiān)控，而且監(jiān)控前端少也會(huì)相應(yīng)的減輕監(jiān)控人員的工作量。數(shù) 據(jù)通過光纖傳輸，并且采用多網(wǎng)絡(luò)接口密集排布，減少暴露在地面上的導(dǎo)線，避免電磁場對(duì) 數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀瑫r(shí)也避免對(duì)變電站設(shè)備產(chǎn)生電磁影響。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換 機(jī)與監(jiān)控終端連接，可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)共同監(jiān)測、多用戶同時(shí)監(jiān)控同一前端。本實(shí)用 新型由于采用了紅外熱成像技術(shù)、圖像壓縮及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使變電站的真正無人值守已成為 可能。

圖1為本變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖。其中1為全景監(jiān)測紅外熱像儀，2為定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀，3為移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像 儀，4為網(wǎng)絡(luò)接口，5為變電站。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，在變電站5內(nèi)的中央位置設(shè)有兩臺(tái)高分辨率的全景監(jiān)測紅外 熱像儀1，全景監(jiān)測紅外熱像儀用于監(jiān)測變電站內(nèi)除主變壓器以外的所有一般設(shè)備，全景監(jiān) 測紅外熱像儀配有可以在360度的視角內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的云臺(tái)；全景監(jiān)測紅外熱像儀檢測距離 遠(yuǎn)，而且監(jiān)測時(shí)間較短，無法判斷故障原因和等級(jí)，為了克服這種缺陷，當(dāng)全景監(jiān)測紅外熱 像儀檢測到故障時(shí)，再使用中等分辨率的移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀3對(duì)故障位置處進(jìn)行一個(gè)周 期的監(jiān)測；在主變壓器的前后兩側(cè)設(shè)有兩臺(tái)低分辨率的定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀2，定點(diǎn)監(jiān)測 紅外熱像儀也配有云臺(tái)，使其可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)監(jiān)測主變壓器的每一個(gè)部位。在三種紅外熱像 儀上還同時(shí)配有視角相同的可見光攝像機(jī)和用于監(jiān)測周圍環(huán)境的溫度傳感器和濕度傳感 器，目的是為監(jiān)測收集更精確的對(duì)比數(shù)據(jù)。
4[0018]每臺(tái)監(jiān)測紅外熱像儀通過有線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，此處所用的有線網(wǎng)絡(luò) 以光纖作為介質(zhì)，以避免電磁場的影響；網(wǎng)絡(luò)接口 4由光纖收發(fā)器和光纖熔接盒構(gòu)成，其上 配備電源。在變電站內(nèi)每個(gè)設(shè)備的周邊至少要設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，通常是在電站的最外圍 每隔一定距離設(shè)置一個(gè)，并且在相鄰兩排設(shè)備的排與排的中間位置也間隔設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口， 這樣做的目的是方便移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀就近接入網(wǎng)絡(luò)，減少暴露在地面上的導(dǎo)線；數(shù)據(jù) 處理服務(wù)器的I/O端口連有光纖收發(fā)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器還連接有海量存儲(chǔ)的磁盤陣列， 便于工作人員的后續(xù)工作；數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接監(jiān)測終端，終端可以是連 接在局域網(wǎng)內(nèi)的大屏幕顯示屏或電視墻，也可以是廣域網(wǎng)內(nèi)擁有不同控制權(quán)限的PC機(jī)。在選擇全景監(jiān)測紅外熱像儀時(shí)，主要考慮的因素是拍攝清晰度、硬件成本以及變 電站內(nèi)設(shè)備的密集度，其監(jiān)測對(duì)象包括導(dǎo)線的接頭部位、電纜出頭和瓷支柱等細(xì)小部位， 應(yīng)該選擇分辨率高的紅外熱像儀。全景監(jiān)測紅外熱像儀的監(jiān)測范圍要盡量多的覆蓋變電 站內(nèi)的設(shè)備，所以通常會(huì)在變電站內(nèi)相對(duì)空曠的地方設(shè)置該熱像儀對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距 離監(jiān)測，再考慮到硬件成本以及被監(jiān)測部位的大小和密集程度，需要選用分辨率大于等于 480X480pixel的高分辨率的紅外熱像儀，一般分辨率為640X480pixel就可以滿足需求。 640X480pixel的紅外熱像儀在半徑30米的距離內(nèi)可以觀察清楚直徑為兩厘米的物體，兩 厘米也就是一個(gè)螺絲帽的直徑。在選擇定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀時(shí)，由于定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀只監(jiān)測主變壓器 一套設(shè)備，而且是兩個(gè)方向同時(shí)近距離監(jiān)測，加之主變壓器體積比較大，分辨率小于 等于160X160piXel的低分辨率紅外熱像儀就可以滿足要求，一般選用分辨率為 160X120pixel 的為宜。移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀是配合全景監(jiān)測紅外熱像儀使用的監(jiān)測設(shè)備，其監(jiān)測目標(biāo)是 全景監(jiān)測紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)但又無法判斷具體故障原因的部位，這些部位大多都是處在高架 線上的接觸點(diǎn)，監(jiān)測距離遠(yuǎn)而且體積很小，分辨率太低的熱像儀不易觀測，而太高又會(huì)造成 一定的資源浪費(fèi)，所以使用分辨率在160X160pixel到480X480pixel的中等分辨率的紅 外熱像儀即可，一般選用分辨率為320X240pixel的為宜。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是移動(dòng)式監(jiān)測與固定式監(jiān)測相結(jié)合，在一個(gè)長120米，寬60米的 變電站內(nèi)，兩臺(tái)640X480pixel的紅外熱像儀、兩臺(tái)160X120pixel的紅外熱像儀和一臺(tái) 320X240pixel的紅外熱像儀，由云臺(tái)配合使用就可以完成對(duì)整個(gè)變電站準(zhǔn)確全面的監(jiān)測， 大大減少硬件成本，同時(shí)監(jiān)控前端少也減輕了工作人員的監(jiān)控工作，提高了工作效率；并利 用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接監(jiān)控終端和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)終端和廣域網(wǎng)終端共同監(jiān)控。 在更大的變電站內(nèi)只需要增加全景監(jiān)測紅外熱像儀的個(gè)數(shù)，無需增加其他硬件設(shè)備就可以 完成監(jiān)測。
權(quán)利要求一種變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)包括高分辨率的全景監(jiān)測紅外熱像儀、低分辨率的定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀、中等分辨率的移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和監(jiān)控終端設(shè)備，全景監(jiān)測紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與監(jiān)控終端連接，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器內(nèi)還設(shè)有可以海量存儲(chǔ)的磁盤陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在變電站內(nèi)的 每個(gè)變電設(shè)備周邊設(shè)置有一個(gè)以上的所述網(wǎng)絡(luò)接口 ；在變電站內(nèi)部設(shè)有一臺(tái)以上所述全景 監(jiān)測紅外熱像儀，用來對(duì)變電站內(nèi)除主變壓器以外的所有設(shè)備進(jìn)行全景監(jiān)測；所述定點(diǎn)監(jiān) 測紅外熱像儀有兩臺(tái)分設(shè)在主變壓器的前后兩側(cè)，用來對(duì)主變壓器進(jìn)行監(jiān)測；當(dāng)全景監(jiān)測 紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，所述移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀移動(dòng)設(shè)置在故障處，對(duì)所發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行 監(jiān)測，移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀通過與之最接近的網(wǎng)絡(luò)接口與所述數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述全景監(jiān)測 紅外熱像儀和定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀還設(shè)有云臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述全景監(jiān)測 紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀還配有可見光攝像機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述全景監(jiān)測 紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀上配有用于檢測周圍環(huán)境的溫度 傳感器和濕度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口 由光纖收發(fā)器和光纖熔接盒構(gòu)成，其上配有電源，所述數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的I/O端口連有光 纖收發(fā)器，所述網(wǎng)絡(luò)接口與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器之間由光纖連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述高分辨率 是指分辨率大于等于480X480piXel ；所述中等分辨率是指分辨率大于160X160 pixel且 小于480X480pixel ；所述低分辨率是指分辨率小于等于160X160 pixel。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由全景監(jiān)測紅外熱像儀、定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀和移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，監(jiān)控終端通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與數(shù)據(jù)處理器連接。使用該系統(tǒng)中的全景監(jiān)測紅外熱像儀和定點(diǎn)監(jiān)測紅外熱像儀對(duì)電站進(jìn)行高、低分辨率搭配的定點(diǎn)監(jiān)控，用中分辨率的移動(dòng)監(jiān)測紅外熱像儀進(jìn)一步監(jiān)測故障設(shè)備以確定故障。使用高低分辨率搭配、固定移動(dòng)及網(wǎng)絡(luò)通信相結(jié)合的系統(tǒng)組成方式對(duì)變電站遠(yuǎn)程溫度圖像監(jiān)測，具有監(jiān)測設(shè)備投入及使用成本低、監(jiān)測全面準(zhǔn)確、效率高且可遠(yuǎn)程無人值守的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08C23/06GK201765696SQ20102027092
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者吳曉松 申請(qǐng)人:廣州科易光電技術(shù)有限公司