【正文】 .................. 38 采集流程 .......................................................................................................... 39 圖像預(yù)處理模塊 ........................................................................................................ 41 熱圖的銳化 ...................................................................................................... 41 熱圖的偽彩色增強 .......................................................................................... 43 查詢模塊 .................................................................................................................... 44 數(shù)據(jù)庫的選擇 .................................................................................................. 45 數(shù)據(jù)庫的訪問 .................................................................................................. 45 溫度 報警數(shù)據(jù)查詢 .......................................................................................... 47 遠程數(shù)據(jù)通信模塊 .................................................................................................. 48 Windows 多線程技術(shù) ..................................................................................... 49 Windows 網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù) ................................................................................. 50 系統(tǒng)報警模塊 .......................................................................................................... 53 紅外診斷依據(jù) ................................................................................................ 53 紅外報警軟件實現(xiàn) ........................................................................................ 55 故障熱像報表實現(xiàn) ........................................................................................ 56 軟件調(diào)試與運行 ...................................................................................................... 57 Visual C++ 調(diào)試方法簡介 ......................................................................... 58 實驗室下的測試 ............................................................................................ 58 碩士論文 基于紅外測溫技術(shù)的電力變壓器過熱故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) V 現(xiàn)場安裝運行 ................................................................................................ 59 本章小結(jié) ................................................................................................................... 59 5 總結(jié)與展望 ............................................................................................. 60 研究內(nèi)容總結(jié) ............................................................................................................ 60 工作展望 .................................................................................................................... 61 致 謝 ..................................................................................................... 62 參考文獻 ..................................................................................................... 63 目錄 碩士論文 VI 碩士論文 基于紅外測溫技術(shù)的電力變壓器過熱故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 1 1 緒論 引言 隨著國民經(jīng)濟持續(xù) 快速 穩(wěn)定的發(fā)展，電力 系統(tǒng)的 規(guī)模也隨之 越來越大 ，人民對電力系統(tǒng)的依賴性也越來越強，國家對電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性的要求也越來越高 。 研究生簽名： 年 月 日 碩士論文 基于紅外測溫技術(shù)的電力變壓器過熱故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) I 摘 要 變電站電力變壓器 是 電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，所以它在現(xiàn)代電氣設(shè)備的運行和維護中占有重要地位 ，對于其存在的故障隱患，通常采用人工定期巡檢的方法，但這種方法費時費力， 如今 在 電力行業(yè) 大規(guī)模使用 的是 變壓器 在線監(jiān)測技術(shù) ， 這種技術(shù) 能夠 節(jié)省大量人力物力，而 且 使得 變壓器的 維護質(zhì)量得到質(zhì)的飛躍。 II 聲 明 本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在 本學(xué)位論文中，除了加以標(biāo)注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻均已在論文中作了明確的說明。 紅外檢測技術(shù)是 ―九五 ‖國家科技成果重點推廣項目， 是實現(xiàn)我國電力系統(tǒng) 從計劃 檢修 向預(yù)知狀態(tài)檢修 改革的重要 手段 ，本課題的 最終目的就是利用 紅外 熱像儀對 某市 供電局的 110KV 的 變壓器實施 24 小時不間斷在線監(jiān)測，利用熱像儀采集的數(shù)據(jù)實施智能化超溫報警，并 將數(shù)據(jù)上傳至遠程服務(wù)器，實現(xiàn)對該變電站的遠程監(jiān)控。但是，許多國家在夏季仍 然 發(fā)生大面積停電事故，特別是 20xx 年 8 月 14 日 美 國和 加 拿大的 大停電 事故，期間上百臺機組跳機，事故波及約 5000 萬人，造成的重大的經(jīng)濟損失，是美國歷史上最嚴(yán)重的停電事故 [1]。采用定期檢修方式使很多設(shè)備存在過修或失修的問題， 不僅 造成巨大的資源浪費 ，而且埋下了 安全 隱患 。 從經(jīng)濟學(xué)的角度看，這種監(jiān)測技術(shù)具有較高的 ―投入產(chǎn)出比 ‖，具有廣闊的應(yīng)用前景；從技術(shù)角度看，紅外診斷技術(shù)也是電氣設(shè)備在線監(jiān)測的一項行之有效的技術(shù)手段，利用紅外技術(shù)對電氣設(shè)備進行檢測和診斷具有不停電、不取樣、不接觸 ， 直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點 [5] ， 可以查出各種設(shè)備缺陷 ， 對提高設(shè)備運行 的 可靠率有 著 重要作用。 目前， 國外比較知名的大電力公司都已將紅外診斷技術(shù)廣泛運用于電力系統(tǒng)運行狀況的檢修，并取得了較好的效果 [9]。除此之外，對影響電力設(shè)備紅外成像故障診斷準(zhǔn)確性的諸因素及對策也做了深入研究，制訂了一系列的 紅外診斷操作 規(guī) 范 。但是，預(yù)防性維修需要停電檢修，影響了供電的可靠性；定期檢修中更換的設(shè)備 有些 是沒有必要更換的，降低了經(jīng)濟性；試驗條件 有可能 不同于變壓器的實際運行條件，試驗結(jié)果不能及時、準(zhǔn)確再現(xiàn)絕緣缺陷和潛在故障。 常用的變壓器在線監(jiān)測方法 ： 1)局部放電的監(jiān)測： 變壓器由于老化等原因 會產(chǎn)生局部放電， 在局部放電時 會伴有聲光電 等現(xiàn)象 及對放電空間介質(zhì)的化學(xué)作用，對應(yīng)這些物理化學(xué)反應(yīng)可以找到相應(yīng)的測量方法，可采用 超 高頻電脈沖法測量變壓器 油 中的局部放電 ，超高頻法是通過檢測變壓器局部放電產(chǎn)生的數(shù)百甚至數(shù)千兆赫茲的超高頻電磁波信號來測量局部放電的大小和位置 [12][13][14]； 2)局部過熱的監(jiān)測：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部過熱時除過熱點溫度升高外 ， 同時 發(fā)熱 會使變壓器油分解生成氫氣和烴類氣體，在 發(fā)熱比較嚴(yán)重的情況下氫氣含量會很高 ， 因此在局部放電較弱時如果 2H 含量較高可以判定為變壓器油中有過熱故障 ，系統(tǒng)可以 利用對變壓器油中 2H 含量 進行監(jiān)測并結(jié)合局部放電監(jiān)測來間接監(jiān)測 變壓器的運行情況 [15]； 3)介質(zhì)損耗的測量：絕緣介質(zhì)老化往往反映在絕緣介質(zhì)在交變電場的 作 用下其極化過程發(fā)生了改變，非彈性極化增強使極化過程中的有功損 耗增加，使絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗率增大 ， 因此可 采用測量電 力變壓器絕緣套管電壓與套管末屏接地電流間相位差的方法 對絕緣套管介質(zhì)損耗 判斷 ，根據(jù)絕緣套管介質(zhì)損耗的情況判斷變壓器的運行情況 [16]。用紅外檢測技術(shù)對電力診斷具有如下優(yōu)點：1 緒論 碩士論文 4 診斷效率高、判斷準(zhǔn)確、圖像直觀、安全可靠、非接觸探測、不受電磁干擾、探測距離遠、探測速度快以及可以進行在線檢測等。 變壓器 紅外 在線監(jiān)測系統(tǒng)通過軟件 控制 熱像儀 ， 實現(xiàn) 每天定時自動巡檢，易于 及時發(fā)現(xiàn)存在過熱性缺陷的設(shè)備 。根據(jù)對 以往 該變電站變壓器故障原因的總結(jié)，在變壓器存在潛在故障時，首先出現(xiàn)明顯溫升的是圖 中標(biāo)注的高壓側(cè)和中壓 側(cè) 的三相接 頭， 本課題的 主要 目的 是通過這六個接頭的溫度和一些輔助區(qū)域溫度來判斷變壓器的運行情況，發(fā)現(xiàn)潛在 隱患 ，從而提前做出預(yù)警 ，及時檢修 。 碩士論文 基于紅外測溫技術(shù)的電力變壓器過熱故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 5 圖 變電站的 110KV的 主 變壓器 本 論 文研究的主要內(nèi)容如下 ： 1) 深入 研究了 紅外測溫原理 ，并在此基礎(chǔ)上分析 熱像儀 的硬件組成 及 其工作原理。 4) 根據(jù)本系統(tǒng)采集的紅外熱像 性噪比高，但 對比度低、圖像細節(jié)比較模糊 的特點 ，擬 先 對熱像進行銳化 ， 增強圖像的細節(jié)，然后對采集的黑白圖像進行偽彩色增強， 使 最終在主界面上顯示的 熱像具有 較好的 視覺效果。 第三章詳細介紹了 本課題所設(shè)計的 在線監(jiān)測系統(tǒng)的整體 實現(xiàn) 方案 ，并簡要介紹了系統(tǒng) 的 硬件和軟 件 的整體 功能 劃分 。 紅外熱像儀是 利用紅外測溫技術(shù)實現(xiàn)的一種先進的測溫儀器，是 本系統(tǒng)最終實現(xiàn)的核心部件， 但其 價格昂貴，并且使用壽命有限，所以 如何 使購買的 紅外熱像儀具有較高的性價比 也是本課題需要注意的 ，也是決定本課題所設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng) 后續(xù)能 否進行推廣的 重要因素。 其輻射能包括 各種波長，其中波長范圍在 m? ~1000m?之間的稱為紅外線。 從圖 中曲線可以看出： 1) 溫度越高 ，物體的輻射能力越強。 2 紅外熱像儀的選擇和使用