一种变电站高压设备的红外热敏保护装置及运用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站内运行的电力高压设备保护装置领域，特别是一种变电站高压设备的红外热敏保护装置及运用方法。
【背景技术】
[0002]变电站内的主变、断路器、套管、互感器、电容器、避雷器、隔离开关、母线以及设备出线、接头、线夹等电力高压设备，在运行中由于电、磁作用，会产生热量，特别是在发生突发恶性过热故障时，由于在短时间内，故障能量急剧增大，此时如不能迅速切断故障高压设备的电源，将其隔离，将会造成设备烧毁，事故扩大，严重危及故障设备附近工作人员的人身安全和电网的安全运行。
[0003]现变电站内的电力高压设备的过热故障或导体接触不良过热的检测，一是靠工作人员携带红外热成像仪器到周围布满高压电设备的变电站内，逐一的人工对高压电力设备热成像扫描监视，二是对停电检修的电力高压设备进行直流电阻试验，这2种方法均无法及时在线进行过热故障预警，更不能在发生突发恶性过热故障的第一时间切断故障电力高压设备电源，保护设备，防止事故进一步扩大。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种变电站高压设备的红外热敏保护装置及运用方法，能保护突发恶性过热故障的电力高压设备，同时防止事故扩大。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种变电站高压设备的红外热敏保护装置，包括红外热敏装置、断路器、断路器分闸线圈二次控制回路、控制模块以及光纤;所述红外热敏装置包括安装在变电站内并可在一定角度转动对变电站内运行的电力高压设备进行热敏成像扫描的红外热敏成像广角摄像头、红外热敏成像传感器以及红外热敏成像处理器;所述红外热敏成像广角摄像头的输出端电性连接于所述红外热敏传感器的输入端，所述红外热敏传感器的输出端通过光纤电性连接于远方后台控制室内所述红外热敏成像处理器的输入端，所述红外热敏成像处理器的输出端电性连接于所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接于所述断路器分闸线圈二次控制回路的输入端，所述断路器分闸线圈二次控制回路的输出端与所述断路器电性相连，用以控制断路器动触头做迅速脱离静触头，切断电源的分闸动作。
[0006]进一步地，所述红外热敏成像广角摄像头的数量大于等于I。
[0007]进一步地，所述变电站内运动的电力高压设备包括变压器、断路器、套管、互感器、电容器、避雷器、隔离开关、设备接线、线夹以及母线。
[0008]进一步地，所述控制模块包括PLC以及微机处理器，所述控制模块用以在不同类型电力高压设备突发恶性过热故障时控制断路器分闸，在不同天气气象条件下红外热敏成像信号进行衰减补偿，电力高压设备安装在不同距离、不同角度对红外热敏成像接收信号进行修正与补偿。
[0009]进一步地，所述断路器包括动触头与静触头，用以实现断路器导通电源的合闸状态以及切断电源的分闸状态。
[0010]进一步地，所述断路器分闸线圈二次控制回路包括常闭电接点开关以及分闸线圈，用以控制所述断路器分闸线圈二次回路状态的工作状态。
[0011]本发明还采用以下方法实现:一种变电站高压设备的红外热敏保护装置的运用方法，包括以下步骤:
步骤S1:开启变电站电力高压设备的红外热敏装置，红外热敏成像广角摄像头在一定角度缓慢转动对变电站内相关运行的电力高压设备进行扫描感温热敏成像，实现大角度与大面积的主动接收电力高压设备热敏成像信号；
步骤S2:红外热敏成像传感器将所述热敏成像信号通过光纤传输至远方控制中心后台的红外热敏成像处理器；
步骤S3:红外热敏成像处理器将由红外热敏成像传感器传输来的红外热敏成像信号转换成数字信号后再传送至控制模块；
步骤S4:控制模块对接收到的热敏成像数字信号进行比对和分析判断，当变电站内的任一电力高压设备发生突发恶性过热故障时，其感温热敏成像图谱信号超过设置值，控制模块自动控制断路器分闸线圈二次控制回路动作，使断路器内动触头从合闸状态的静触头内脱开，切断电源。
[0012]与现有技术相比，本发明当变电站内发生突发恶性过热故障时，能保护突发恶性故障设备，同时防止事故扩大。本发明的红外热敏成像广角摄像头通过对变电站户外运行的电力高压设备进行主动式温度热敏成像监视，并将热敏成像信号通过传感器和光纤传输至远方控制中心后台运行的红外热敏成像处理器，红外热敏成像处理器将由红外热敏成像传感器传输来的热敏成像视频电信号转换成数字信号后，再传送至控制模块，控制模块能通过事先设计编程的程序对接收到的热敏成像数字信号进行比对和分析判断，当变电站内某台电力高压设备或高压导线、线夹、接头发生突发恶性过热故障，其感温热敏成像图谱信号超过设置值时，控制模块自动控制断路器跳闸回路动作，使断路器内动触头迅速从合闸状态的静触头内脱开，切断电源，防止事故的扩大，有力保障电网的安全运行。与传统变电站电力高压设备的温升监视、报警和试验装置相比，本发明有着巨大优势。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的一种变电站电力高压设备红外热敏保护系统工作图。
[0014]图2为本发明的变电站内电力高压设备热敏感温成像正常时，红外热敏保护系统工作原理图。
[0015]图3为本发明的当由断路器I供电的回路上某台电力高压设备发生突发恶性过热故障时，红外热敏保护系统PLC处理器自动控制断路器I分闸回路常开电接点开关闭合，接通断路器I分闸二次回路，分闸线圈动作，使断路器I动触头迅速脱离静触头，切断电源，工作原理图。
[0016]图4为本发明的当由断路器η供电的回路上某台电力高压设备发生突发恶性过热故障时，红外热敏保护系统PLC处理器自动控制断路器η分闸回路常开电接点开关闭合，接通断路器η分闸二次回路，分闸线圈动作，使断路器η动触头迅速脱离静触头，切断电源，工作原理图。
[0017]图标号说明:
1-红外热敏成像广角摄像头;2-红外热敏成像传感器;3-红外热敏射线;4-光纤;5-主变;6-主变高压侧出线；7-主变低压侧出线；8-避雷器;9-套管；10-隔离刀闸；11-断路器；12-互感器；13-母线；14-电容器；15-线夹；16-设备安装杆；17-红外热敏成像处理器；18-PLC控制模块;19-分闸线圈二次回路常开电接点开关;20-断路器分闸线圈；21-断路器动触头;22-断路器静触头。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0019]本实施提供一种变电站高压设备的红外热敏保护装置，如图1所示，包括红外热敏装置、断路器、断路器分闸线圈二次控制回路、控制模块以及光纤;所述红外热敏装置包括安装在变电站内并可在一定角度转动对变电站内运行的电力高压设备进行热敏成像扫描的红外热敏成像广角摄像头、红外热敏成像传感器以及红外热敏成像处理器;所述红外热敏成像广角摄像头的输出端电性连接于所述红外热敏传感器的输入端，所述红外热敏传感器的输出端通过光纤电性连接于远方后台控制室内所述红外热敏成像处理器的输入端，所述红外热敏成像处理器的输出端电性连接于所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接于所述断路器分闸线圈二次控制回路的输入端，所述断路器分闸线圈二次控制回路的输出端与所述断路器电性相连，用以控制断路器动触头做迅速脱离静触头，切断电源的分闸动作。
[0020]在本实施例中，所述红外热敏成像广角摄像头的数量大于等于I。如一只红外热敏成像广角摄像头由于安装位置限制，无法对变电站户外有关需热敏成像的电力高压设备进行有效保护，则可增设多只。
[0021]在本实施例中，所述变电站内运动的电力高压设备包括变压器、断路器、套管、互感器、电容器、避雷器、隔离开关、设备接线、线夹以及母线。这些电力高压设备在运行