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摘要:随着电力系统的不断发展,利用红外热像对输变电设备的状态进行检查,已经较为普及。红外成像仪通常测温效果极佳,但是具有采购成本高、便携性能较差,设备笨重,成像图片的导出较为繁琐,需要外接U盘等缺点。电力公司通过研究智能手机外接红外成像装置,解决红外成像设备推广应用成本高的问题,实现红外成像设备在电力系统应用的广泛普及。
关键词:红外成像装置;电力系统;测温;
1 研究背景与难点
(1)背景:随着电力系统的不断发展,利用红外热像对输变电设备的状态进行检查,对增强设备运行可靠性,提高电力系统经济效益以及降低维修成本,都有很重要的意义[1]。
(2)难点:普通的红外成像仪在着重发展的重心在优化测温精度上,通常测温效果极佳,但是具有以下缺点:
1)单台采购成本高达十多万,无法大规模推广使用。
2)便携性能较差,红外成像设备笨重,不方便携带和使用。
3)红外图片的导出较为繁琐,需要外接U盘。
2 技术创新点
主要技术创新内容:(1)模块化设计,增强便携性;(2)高性能、低成本测温方案;(3)后台数据处理,实现远程数据管理。
2.1 主要创新点1:
重量轻、性能强,便于工作人员线路巡检和排查无人值守变电站。
2.2 主要创新点2:
测温模式多样,测温精度符合国家电力行业标准;测温数据的报表可一键生成和上传。由于自研设计,后期批量生产可降低成本到1.5万元。
2.3 主要创新点3:
基于云服务开发数据管理平台,方便筛选分析红外图像和查看巡检台账等操作,给管理和基层工作人员的调度提供数据支撑。3 仪器的设计及研究
3.1 简要介绍:
以下为本成果的“外观设计图、实物图、手机APP界面图、系统后台截图”。仪器由热成像传感器、智能终端、云管理平台三部分组成。
图仪器成品
3.2主要功能有:
(1)测温框、点测温、高低温点自动捕捉;
(2)红外成像可见光图像画中画功能;
(3)台账导入,按照台账匹配已保存图像;
(4)APP具备现场线路信息采录功能;
(5)智能终端与云平台一键互联,方便批量管理检测数据。
3.3成果特点:
热成像传感器与手机通过USB Type-c连接,通过APP进行框测温、最高温度点捕捉、图像保存等操作,保存的图片可一键同步至云平台。通过云平台可以实现对所测数据进行分类管理、筛选查看、报告导出等功能。
4 仪器的创新点
4.1 主要创新点:
(1)主要创新点1:模块化设计,增强便携性
通过模块化设计,使装置在配备大电池、高清红外成像镜头和高速处理器的条件下,依旧重量轻、性能强,便于工作人员线路巡检和排查无人值守变电站的设备安全隐患。
(2)主要创新点2:高性能、低成本测温方案
基于Android系统开发APP,利用手机处理器和红外成像装置的微处理器,实现了高精度红外成像的功能,配备画中画、点测温、框测温、线测温和色板调节等红外成像功能,测温精度符合国家电力行业标准;利用手机通信,实现测温数据的报表生成和数据上传,性能强大。由于自研设计,研发成本仅3万元人民币,后期批量生产可降低成本到1.5万元。
(3)主要创新点3:后台数据处理,实现远程数据管理
基于云服务开发数据管理平台,实现与APP的数据互联,方便数据的统一管理,实现筛选分析红外图像和查看巡检台账等操作,给管理和基层工作人员的调度提供数据支撑。
4.2 主要缺点:
由于普通的红外成像仪在着重发展的重心在优化测温精度上,通常测温效果极佳,但是具有以下缺点:
(1)单台采购成本高达十多万,基层电网工作者很难全部配备,无法大规模推广使用。
(2)便携性能较差,红外成像设备笨重,不方便携带和使用。
(3)缺乏数据物联功能,功能强大,但红外图片的导出较为繁琐,需要外接U盘。
5 本项成果的应用情况与推广前景
5.1 本项成果的应用情况:
线路台账信息智能录入,节省人工录入的工时费用
1.本项成果应用于2019-2020年新安公司57条在运配网高压电缆线路527次线路和变电站红外测温巡检。该装置代替传统红外成像设备后,经效果对比和测算比较,按照每千米线路可以节省4个小时计算,2个工作人员*4小时工作时间*30元/人·小时=240元。按照新安县地区10kV配电线路490千米,每次运维可节省490*240=117600元。
2.本项目成果装置可以替代红外成像测温仪,预计可以节省每年24000元/台*10台=240000元。
3.本项目功能可以节省数据分析、检测报告出具等工时消耗,按照一年251个工作日,每天节省2小时,按照时薪30元,每年每台红外测温设备可节省251*2*30=15060元。按照10台计算,每年可节省工时消耗费用150600元。每年可节省117600+240000+150600=508200元。综上,当相PT零序绕组的变比为,零相PT的零序绕组的变比为时,三相四PT接线方式对零序电压没有影响,当系统发生单相接地时,零序电压为100V。
5.2 本项成果的推广前景:
本项目具有先进的创新性,可以进一步加快电力系统红外测温设备的普及,从而提高电网基层员工发现安全隐患的能力,提前排查问题,减少电力设备突发故障的频次,提高电网安全性和可靠性,应用效果良好,因此,具有较强的推广前景。
6 结束语
项目红外成像装置,便携,方便使用;成本低,方便推广普;
具有较大社会效益本项成果采用模块化设计的结构,配合智能手机可以实现红外成像仪的画中画、点测温、框测温、线测温和色板调节等红外成像功能,功能强大;同时由于单台成本低、便携性强,可以大规模推广到电网基层,用于线路或无人值守变电站巡视,解决红外成像仪采购成本高的问题。智能手机APP还可利用手机通信,实现测温数据的报表生成和数据上传,进一步加快电力系统红外测温设备的,从而提高电网基层员工发现安全隐患的能力,提前排查问题,减少电力设备突发故障的频次,提高电网安全性和可靠性。
进一步加快电力系统红外测温设备的,从而提高电网基层员工发现安全隐患的能力,提前排查问题,减少电力设备突发故障的频次,提高电网安全性和可靠性,从而减少故障停电造成的经济和社会损失。
参考文献
[1] 苗俊,王璋,周利奎,严光强,石利荣,刘艳娇.智能型红外热像系统在输电线路上的应用[J].电工技术,2018:43-44,47.