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(國(guó)網(wǎng)四川省電力公司 檢修公司，成都 610000)

換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

丁志林，彭東，蒲守文，劉酩，邱大強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，成都610000)

為減少換流站閥廳人工測(cè)溫的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升閥廳設(shè)備異常診斷效率，保障和提高電力設(shè)備的運(yùn)行可靠性，需要對(duì)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)前方法利用人工接觸式測(cè)溫，并采用固定的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)閥塔溫度的檢查，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、測(cè)溫儀的盲區(qū)較多，巡檢人員的技能水平和責(zé)任心致使巡檢質(zhì)量的隨機(jī)性較大等問(wèn)題；很難實(shí)現(xiàn)巡視范圍的全方位覆蓋，閥塔設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在較大的隱患；為此，提出一種基于紅外對(duì)換的流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)；該系統(tǒng)利用AT89C51單片微型計(jì)算機(jī)、溫度采集、測(cè)溫電路、系統(tǒng)電源電路以及看門(mén)狗電路等模塊結(jié)合組建測(cè)溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)PXA270處理器、復(fù)位電路、A/D轉(zhuǎn)換器、USB接口、溫度傳感器、紅外測(cè)溫探頭、RS485接口等構(gòu)成系統(tǒng)的硬件部分；根據(jù)DS18B20對(duì)在線測(cè)溫電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)7805三端穩(wěn)壓片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的軟件部分對(duì)換流站設(shè)備輻射度和溫度之間的關(guān)系進(jìn)行研究，并利用換流站閥廳溫度異常判斷方法實(shí)現(xiàn)換流站設(shè)備故障診斷；實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，所提方法能夠有效對(duì)換流站閥廳電力設(shè)備的早期缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高在線測(cè)溫系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少各種因閥廳溫度的增加而導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生故障的概率。

換流站；閥廳；紅外在線測(cè)溫

0 引言

換流站指的是在高壓的直流輸電系統(tǒng)內(nèi)，為實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)換為直流電，或者是直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而達(dá)到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和電能質(zhì)量要求所建立的站點(diǎn)[1]。而溫度是工業(yè)或者電力中比較普遍且重要的熱工參數(shù)。在高壓的直流輸電系統(tǒng)內(nèi)，換流閥作為交流電和直流電轉(zhuǎn)換過(guò)程中最核心的設(shè)備，其中換流閥安裝于閥廳的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)大多是懸吊式雙重，或者是四重閥塔，而閥組件是比較基本的閥單元，它是利用一定數(shù)量的阻尼電容、飽和電抗器、晶閘管、TVM板以及均壓電容等構(gòu)成[2]，其中的任意一個(gè)元器件發(fā)生故障，比如漏水、爆炸、短路或者過(guò)熱都有可能致使直流系統(tǒng)被迫停運(yùn)，還可能會(huì)給跨區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行，帶來(lái)難以估計(jì)的后果[3]。所以保障換流站閥廳中的設(shè)備正常運(yùn)行，是至關(guān)重要的，正確檢測(cè)出換流站閥廳設(shè)備的異常，避免閥廳內(nèi)因溫度過(guò)高產(chǎn)生故障導(dǎo)致設(shè)備的停運(yùn)變得尤為重要[4]。當(dāng)前，換流站設(shè)備的巡檢工作通常是由運(yùn)行人員利用熱成像儀完成，發(fā)現(xiàn)溫度異常后，利用電話或郵件進(jìn)行匯報(bào)，再由專業(yè)人員復(fù)測(cè)分析。該過(guò)程反映時(shí)間慢，部分特殊異常點(diǎn)容易漏檢，各換流站圖像以及故障圖像存儲(chǔ)凌亂[5]。常識(shí)中，溫度上升到燃點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備著火，所以換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的研究迫在眉睫。當(dāng)前方法換流站閥廳的人工巡檢與固定位置監(jiān)視的方式都存在著視覺(jué)盲區(qū)，沒(méi)辦法對(duì)閥塔內(nèi)部每臺(tái)設(shè)備的溫度都得以監(jiān)視，在這種情況下，如何實(shí)現(xiàn)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)的智能化、安全化、穩(wěn)定化設(shè)計(jì)，成為亟待解決的問(wèn)題[6]。換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，可以對(duì)換流站閥廳進(jìn)行可靠、高精度、高效率地在線測(cè)溫，是解決上述問(wèn)題的有效手段[7]。

文獻(xiàn)[8]方法通過(guò)集成發(fā)光二極管搭建非接觸式溫度測(cè)量系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同特征區(qū)域溫度的測(cè)量。對(duì)系統(tǒng)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換、測(cè)溫特性指標(biāo)和微熱管熱性能做研究。利用LabVIEW編程完成傳感器對(duì)換流站閥廳設(shè)備信號(hào)的采集和溫度的轉(zhuǎn)換，把不同的溫度加熱塊當(dāng)作等溫體的參考，將熱電偶和測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)溫特性的分析，從而利用環(huán)境溫度修正LED輻射熱所引起傳感器的漂移誤差構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)。根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)在不同的熱負(fù)載下，對(duì)該在線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有測(cè)溫精度高的優(yōu)點(diǎn)，但是存在耗時(shí)長(zhǎng)的缺陷。文獻(xiàn)[9]方法根據(jù)故障分析和建模分析以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研究換流站閥廳設(shè)備檢修等相關(guān)問(wèn)題。特別指出了換流站直流輸電系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量較多，比較適合利用在線色譜，SF在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)，過(guò)渡到狀態(tài)檢修。將直流輸電能量的可用率指標(biāo)作為分析目標(biāo)，分析換流站檢修工期的安排問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。尤其是對(duì)共用的接地極直流系統(tǒng)中接地極線路的檢修工期，和安全措施布置問(wèn)題進(jìn)行分析。該方法對(duì)換流站閥廳的測(cè)溫偏差較小，但是過(guò)程相對(duì)繁瑣。文獻(xiàn)[10]方法提出根據(jù)時(shí)分多址通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)，對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)分時(shí)處理，使測(cè)溫系統(tǒng)按嚴(yán)格時(shí)序進(jìn)行工作，以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使通信體系和智能換流站更加兼容，更加符合電網(wǎng)的要求，并針對(duì)母排供電困難問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。該方法具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但是系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低。

針對(duì)上述產(chǎn)生的問(wèn)題，利用紅外對(duì)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)證明，所提方法可以對(duì)換流站閥廳故障發(fā)生的所在位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，不僅減少了大量的人力物力和財(cái)力，而且為換流站閥廳中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提供了非?？陀^的估計(jì)依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢修提供了十分重要的支撐。

1 換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在具體方案設(shè)計(jì)中，以AT89C51作為整體溫度采計(jì)系統(tǒng)的核心，輔以具有高性能的74LS373為數(shù)據(jù)處理核心，利用基于TCP/IP協(xié)議的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，方能構(gòu)造完善的換流站法統(tǒng)紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示：

表1 換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)參數(shù)

1.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)換流站閥廳進(jìn)行紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)利用AT89C51單片微型計(jì)算機(jī)、溫度采集、測(cè)溫電路、通訊口、智能報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控、系統(tǒng)電源電路以及看門(mén)狗電路結(jié)合，形成紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)網(wǎng)。

1.2 換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖2 測(cè)溫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

紅外在線測(cè)溫裝置主要通過(guò)PXA270處理器、SDRAM、NORFlash、NANDFlash、復(fù)位電路、A/D轉(zhuǎn)換器、攝像頭、USB接口、溫度傳感器、紅外測(cè)溫探頭、RS485接口以及旋轉(zhuǎn)云臺(tái)等構(gòu)成。PXA270處理器是基于ARMv5TE的XScale核心，最高工作效率為624 MHz，測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)位電路根據(jù)的是Catalyst公司的CAT1025，轉(zhuǎn)換器采用的是TLV1543，RS485接口與旋轉(zhuǎn)云臺(tái)進(jìn)行連接，根據(jù)云臺(tái)中的解碼板完成云臺(tái)旋轉(zhuǎn)控制。

1.2.1 系統(tǒng)溫度采集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3 溫度采集設(shè)計(jì)圖

換流站閥廳紅外在線溫度采集終端裝置，采用溫度傳感器，對(duì)換流站閥廳接頭的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至微處理器進(jìn)行處理。

1.2.2 測(cè)溫電路設(shè)計(jì)

圖4 測(cè)溫電路圖

換流站閥廳紅外在線測(cè)溫電路利用的是DS18B20，DS18B20是單線數(shù)字的溫度傳感器，它基本不用外圍電路，就可以和單片機(jī)直接用1根線進(jìn)行連接，上圖就是多個(gè)DS18B20經(jīng)過(guò)單總線和單片機(jī)連接的原理，利用該原理可以對(duì)換流站閥廳進(jìn)行良好地紅外在線測(cè)溫。

1.2.3 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)

圖5 系統(tǒng)電源電路圖

由于單片機(jī)的工作電源是+5 V，而且底層電路的功耗特別小，所以在換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)電源電路中，通過(guò)7 805三端穩(wěn)壓片就能滿足上述要求。

1.2.4 系統(tǒng)看門(mén)狗電路圖

圖6 看門(mén)狗電路圖

出于對(duì)換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)底層電路板工作環(huán)境的考慮，單片機(jī)容易受到電路板惡劣環(huán)境的干擾，可能會(huì)導(dǎo)致紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)生跑飛或者死機(jī)等，不可預(yù)知的現(xiàn)象發(fā)生，要想實(shí)現(xiàn)換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)的智能性，工作人員不可能去現(xiàn)場(chǎng)重啟單片機(jī)，所以在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在單片機(jī)電路上添加一個(gè)看門(mén)狗，可以定時(shí)對(duì)單片機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行查詢，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)溫異常，就立即將單片機(jī)重啟，這樣可以保障測(cè)溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 換流站設(shè)備輻射度和溫度之間的關(guān)系

軟件的開(kāi)發(fā)主要是在Linux的環(huán)境下，利用ANSI C以及LinuxC語(yǔ)言共同開(kāi)發(fā)，軟件部分利用uboot、linux2.6內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序構(gòu)成。根據(jù)上述環(huán)境，并以1中系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)多方研究可知，當(dāng)物體的溫度比-273 ℃(絕對(duì)零度)高時(shí)，該物體會(huì)向外輻射一定的紅外線，而紅外能量大小是按照紅外線的波長(zhǎng)分布決定的，所以只需捕捉換流站設(shè)備自身所輻射出的紅外能量，就可以準(zhǔn)確測(cè)定該設(shè)備的表面溫度。

利用玻爾茲曼定理可知，對(duì)于絕對(duì)黑體，其總輻射能Pb(T)=σT4，其中，Pb(T)代表總輻射能，σ代表玻爾茲曼常量，σ=5.67032×10-8W/m2K，T代表?yè)Q流站設(shè)備的熱力學(xué)溫度，而對(duì)于非黑體的設(shè)備，其總輻射能Pb(T)=εTσT4，εT代表黑體的系數(shù)，0lt;εTlt;1。則所測(cè)換流站設(shè)備的溫度計(jì)算公式如下：

(1)

事實(shí)上，輻射紅外線的波長(zhǎng)與設(shè)備溫度有關(guān)，設(shè)備表面的溫度越高，其輻射的能量就越強(qiáng)，假設(shè)溫度為T(mén)的絕對(duì)黑體，它在半球方向上所輻射的波長(zhǎng)是λ的輻射度可利用下式表示：

(2)

其中:c代表光速，h代表普朗克常數(shù)，h=6.626176×10-34 J·s，k代表波爾茲曼常數(shù)，k=1.38066244×10-23J/K，C1代表第一輻射常數(shù)，C1=3.7418×10-16W·m2，C2代表第二輻射常數(shù)，C2=1.4388×10-12m·K。

熱輻射光譜內(nèi)包含各種長(zhǎng)波，換流站閥廳內(nèi)的設(shè)備峰值輻射波長(zhǎng)和設(shè)備自身絕對(duì)溫度T有以下關(guān)系：

λmT=2 897.8 μm·K

(3)

其中:λm代表峰值響應(yīng)波長(zhǎng)。

2.2 換流站閥廳溫度異常判斷方法

換流站閥廳的故障種類各種各樣，不過(guò)大多數(shù)故障的發(fā)生都和發(fā)熱有著不可分割的關(guān)系，比較常見(jiàn)的熱故障判斷方法有：表面溫度判斷方法、圖像特征判斷方法、相對(duì)溫差判斷方法、檔案分析判斷方法、實(shí)時(shí)分析判斷方法以及同類比較判斷方法，其中，不同設(shè)備一般會(huì)利用不同判斷方法，例如：斷路器故障一般是因?yàn)閮?nèi)部的載流回路，接觸不良而造成的過(guò)熱故障，通常能夠根據(jù)相對(duì)溫差法對(duì)其進(jìn)行診斷，也就是相對(duì)溫差：

(4)

式中，T0代表環(huán)境溫度的參照體溫度，T代表?yè)Q流站設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)的溫度，T2代表正常相對(duì)點(diǎn)溫度，對(duì)相對(duì)溫差值進(jìn)行計(jì)算，并通過(guò)設(shè)備的類型不同，對(duì)其高溫產(chǎn)生的故障類型進(jìn)行判斷。假設(shè)在監(jiān)測(cè)斷路器中，Δ%gt;95%代表緊急缺陷，80%lt;Δ%lt;95%代表重大缺陷，20%lt;Δ%lt;80%代表一般缺陷。根據(jù)上述多種方法可準(zhǔn)確對(duì)換流站閥廳內(nèi)各種設(shè)備因溫度的上升，而造成的故障進(jìn)行診斷。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了證明換流站閥廳紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的可靠性與可行性，需要進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。在Java的環(huán)境下搭建換流站閥廳在線測(cè)溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取自于某換流站。利用本文所提方法實(shí)現(xiàn)閥廳的在線測(cè)溫，觀察本文方法的整體性能。

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

實(shí)驗(yàn)器材：非制冷的紅外熱像儀：氧化釩機(jī)芯的分辨率為320*240，幀頻是25幀/s，其非均勻性小于等于0.25%，NETD值比50 mk@25℃/F=0.7。

在上述的實(shí)驗(yàn)參數(shù)基礎(chǔ)上，利用以色列CI公司所生產(chǎn)的SR-800-7D-ET黑體的輻射源：其精度為0.001 ℃，且溫度范圍在-20 ℃至65 ℃，均勻度為±0.015 ℃。熱像儀測(cè)溫的過(guò)程中，亮度與對(duì)比度設(shè)置為340、40。環(huán)境的溫度大概在16 ℃左右，濕度為恒定值。

黑體距離熱像儀鏡頭的距離為66 cm，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，固定熱像儀與黑體間的距離是66 cm，調(diào)節(jié)黑體的溫度，并記錄熱像儀測(cè)得的灰度值。選擇環(huán)境的溫度是25.3 ℃。實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果如下，其中，表2是對(duì)本文方法黑體溫度(0 ℃)和灰度值(%)關(guān)系描述。當(dāng)環(huán)境溫度為25.3 ℃時(shí)，灰度值的變化區(qū)間在110至251。圖7是在一定的溫度下，本文方法黑體溫度( ℃)和灰度值(%)間的擬合程度。下式為根據(jù)最小二乘方法擬合獲得的線性方程，也就是被測(cè)換流站設(shè)備黑體溫度T和測(cè)量灰度值x間的關(guān)系，熱像儀標(biāo)定方程為：

T=0.0545x+20.51

(5)

表2 黑體溫度和灰度值關(guān)系(環(huán)境溫度：25.3 ℃)

圖7 本文方法黑體溫度和灰度值間的擬合程度

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法及步驟

1)通過(guò)實(shí)際測(cè)量得出換流站設(shè)備的黑體溫度和灰度值，研究二者數(shù)值變化關(guān)系，從而得出擬合程度；

2)在距離66 cm熱像儀標(biāo)定基礎(chǔ)上，觀察本文方法、文獻(xiàn)[8]方法、文獻(xiàn)[9]方法和文獻(xiàn)[10]方法的測(cè)溫距離下，對(duì)比其測(cè)溫準(zhǔn)確率；

3)三種方法的換流站閥廳在線測(cè)溫用時(shí)。

3.2.2 結(jié)果分析

分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，換流站設(shè)備黑體溫度和測(cè)溫的灰度值之間的關(guān)系基本為線性的，與熱像儀標(biāo)定方程基本符合，和期望值也相符，說(shuō)明了本文所提方法在假設(shè)已知環(huán)境溫度下的參數(shù)，設(shè)備的黑體溫度和灰度值間基本擬合，擬合線為一直線。根據(jù)該擬合程度，提高了換流站閥廳紅外在線測(cè)溫的精度，證明了本文所提方法具有現(xiàn)實(shí)可行性。下面是對(duì)紅外在線測(cè)溫距離精度的研究。

在上述實(shí)驗(yàn)中，距離66 cm熱像儀標(biāo)定基礎(chǔ)上，觀察不同方法在不同的測(cè)溫距離下，測(cè)溫準(zhǔn)確性。設(shè)置測(cè)溫距離為50 cm、79 cm、106 cm、121 cm、145 cm，圖8是不同方法測(cè)溫準(zhǔn)確率(%)對(duì)比。

圖8 不同方法測(cè)溫準(zhǔn)確率對(duì)比

文獻(xiàn)[8]方法利用LabVIEW編程完成傳感器對(duì)換流站閥廳設(shè)備信號(hào)的采集和溫度的轉(zhuǎn)換，把不同的溫度加熱塊當(dāng)作等溫體的參考，但是溫度加熱塊具有不同的特征，如果將其作為溫體的參考，就需要設(shè)置特征提取模塊，將不適合作為溫體的溫度加熱塊進(jìn)行剔除。但是文獻(xiàn)[8]方法沒(méi)有該步驟，所以導(dǎo)致文獻(xiàn)[8]方法換流站閥廳測(cè)溫準(zhǔn)確率偏低。文獻(xiàn)[9]方法指出了換流站直流輸電系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量較多，比較適合利用在線色譜，SF在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)，過(guò)渡到狀態(tài)檢修。但是沒(méi)有交流電的檢修技術(shù)，降低了換流站閥廳測(cè)溫正確率。文獻(xiàn)[10]方法根據(jù)時(shí)分多址通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)，對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)分時(shí)處理，使測(cè)溫系統(tǒng)按嚴(yán)格時(shí)序進(jìn)行工作，但是時(shí)序的排列中有很多不確定因素，致使換流站閥廳在線測(cè)溫正確率低。而本文方法對(duì)換流站設(shè)備輻射度和溫度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，并對(duì)換流站閥廳溫度異常的判斷進(jìn)行了研究，提高了換流站閥廳在線測(cè)溫正確率，進(jìn)一步證明了本文方法所設(shè)計(jì)出的換流站閥廳在

圖9 不同方法換流站閥廳在線測(cè)溫用時(shí)對(duì)比線測(cè)溫系統(tǒng)，具有良好的性能。也說(shuō)明了本文方法具有可擴(kuò)展性。下圖是不同方法換流站閥廳在線測(cè)溫用時(shí)(s)對(duì)比。

分析圖9可知，本文所提方法換流站閥廳在線測(cè)溫用時(shí)，明顯少于文獻(xiàn)所提方法換流站閥廳在線測(cè)溫用時(shí)。因?yàn)樵诶帽疚乃岱椒▽?duì)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)紅外在線測(cè)溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行組建時(shí)，利用的是AT89C51單片微型計(jì)算機(jī)，而系統(tǒng)的紅外在線測(cè)溫裝置主要通過(guò)PXA270處理器、SDRAM、NORFlash、NANDFlash、復(fù)位電路、A/D轉(zhuǎn)換器、攝像頭、USB接口、溫度傳感器、紅外測(cè)溫探頭、RS485接口以及旋轉(zhuǎn)云臺(tái)等構(gòu)成，減少了換流站閥廳在線測(cè)溫時(shí)間，增加了測(cè)溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)證明，所提方法可以比較精確地對(duì)換流站閥廳設(shè)備溫度進(jìn)行測(cè)量。還可以以非接觸、靈敏度高、遠(yuǎn)距離、速度快、范圍廣和在圖像中就能選取到被測(cè)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用當(dāng)前方法對(duì)換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)法安全穩(wěn)定地對(duì)其進(jìn)行比較完善的設(shè)計(jì)，存在可擴(kuò)展性低，測(cè)溫耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題。提出一種基于紅外技術(shù)的換流站閥廳在線測(cè)溫系統(tǒng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，所提方法能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍，類型多換流站閥廳設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，可以使設(shè)備運(yùn)行的溫度在可控范圍內(nèi)，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。

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DesignofInfraredon-lineTemperatureMeasurementSystemforValveHallofConverterStation

Ding Zhilin,Peng Dong,Pu Shouwen,Liu Ming,Qiu Daqiang

(State Grid Sichuan Electric Power Company Maintenance Company, Chengdu 610000 ,China)

In order to reduce the labor intensity of the manual measurement of temperature in the valve hall of converter station, to improve the abnormal diagnosis efficiency of the equipment in the valve hall and to guarantee and improve the operation reliability of the power equipment, it is necessary to design the on-line temperature measurement system of the valve station of the converter station. The method of using artificial contact temperature, and the fixed temperature monitoring valve tower inspection, more blind has large labor intensity measuring instrument, the problem of large random inspection personnel skills and responsibility in quality inspection. It is difficult to achieve full coverage of the scope of inspection, there is a big hidden danger in the operation of the valve tower equipment. Therefore, an on-line temperature measurement system based on infrared switching for valve station of flow station is proposed. The system uses AT89C51 single chip microcomputer, temperature acquisition, temperature measurement circuit, power supply circuit and watchdog circuit module with the overall structure of the formation of the temperature measurement system, through the PXA270 processor, a reset circuit, A/D converter, USB interface, temperature sensor, infrared temperature probe and RS485 interface to form the hardware part. According to the DS18B20 on-line temperature measurement circuit design, through the 7805, three terminal voltage regulator to achieve the system power circuit design. The software part of the system studies the relationship between the radiation degree and the temperature of the converter station, and realizes the equipment fault diagnosis of the converter station by using the temperature anomaly judgment method of the valve hall of converter station. Experimental results show that the proposed method can effective early defect of valve hall of power equipment for real-time monitoring, improve the efficiency of online temperature measurement system, reduce by increasing the valve hall temperature due to the probability of equipment failure.

Converter station;The valve hall;Infrared online temperature measurement;

2017-06-10；

2017-07-21。

四川省電力公司科技項(xiàng)目(52196214000B)。

丁志林(1978-)，男，湖北麻城人，高級(jí)工程師，主要從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)維檢修管理方向的研究。

1671-4598(2017)09-0047-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.09.013

TM721

A