一种变电站电力高压设备过热保护防误装置及控制方法与流程

本发明涉及高压设备监控领域，具体涉及一种变电站电力高压设备过热保护防误装置及控制方法。

背景技术：

传统变电站内电力高压设备的过热保护技术方案，目前有以下三种方式：1）将高压设备停电，做相应的直流电阻、泄漏、绝缘、耐压等电气试验；2）由运维人员携带红外热成像设备到变电站逐台对高压设备进行人工测温扫描；3）目前新开展的红外机器人变电站场地巡检。以上三种技术方案中，第一种需停电才能进行，无法进行在线检测和保护。第二种需人工操作，当红外测温设备自身发生故障或质量问题，测温不准时，无法现场对所使用红外测温设备进行对标温度校准，可能造成误判断，且效率低，时间长，还受环境天气影响，无法24小时连续在线检测。第三种的红外测温机器人，同样存在当红外测温设备自身发生故障或质量问题，测温不准时，无法现场对所使用红外测温设备进行对标温度校准，可能造成误判断的问题，且机器人行走缓慢，巡检完整个变电站需要很长时间，其行走地形要求平坦，不能行走坡度较大、绿化草地或跨越电缆沟、门栏之类的许多道路，也无法24小时进行在线检测和保护。

综上所述，现急需一种既能在线连续对变电站高压设备进行过热故障进行在线检测和保护的装置，又要能保证这种装置能测量准确，防止由于测量不准或造成对已发生过热故障的高压设备误判断为正常，从而导致过热高压设备由于不能及时处理而损坏，或造成将合格正常的高压设备，以及过热程度低的高压设备误检测为过热故障设备，导致误判断、甚至造成二次保护误动作的严重后果，本申请很好的解决了这个难题，能为变电站电力高压设备的安全、经济运行提供有力保障。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变电站电力高压设备过热保护防误装置及控制方法，解决了其使用过程中由于自身质量，或操作不当，或使用时间长久老化、或环境因素等问题，都可能造成测温不准，可能导致误判断或误操作的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站电力高压设备过热保护防误装置，包括布置于变电站内的若干红外热成像单元、与红外热成像单元配合设置的标准温度校正器、设置于电力高压设备外侧的控制单元和高压设备保护单元；所述控制单元与红外热成像单元、标准温度校正器和高压设备保护单元分别连接。

进一步的，所述红外热成像单元包括广角高灵敏红外热成像探头、设置于探头底部的探头转向器和用于安装探头的设备安装杆。

进一步的，所述标准温度校正器包括标准温度测温块、恒温加热器和标准温度计。

进一步的，所述高压设备保护单元包括报警器、开关分闸保护回路和电源侧开关。

进一步的，所述电力高压设备包括变压器、电容器、电抗器、互感器、避雷器、开关，连接高压导线和接头。

进一步的，一种变电站电力高压设备过热保护防误装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤s1:初始化设置控制单元的预设参数；

步骤s2:红外热成像探头实时对高压设备进行热成像监测，并将热成像信号实时输送至后台的控制单元；

步骤s3:当监测到高压设备发热温度达到相应过热故障设置值时，控制单元先控制标准温度校正器快速加热至相应过热温度程度设置值并保持恒温，而后控制单元控制红外热成像探头转向并对准标准温度校正器进行对标测温，得到对标测温温度传输至控制单元，测温结束后回转至原先位置继续扫描；若对标测温温度与标准温度表值误差小于负偏差绝对值设置范围时，进行步骤s4，否则跳转至步骤s6;

步骤s4:当监测到高压设备发热温度达到相应过热故障设置值时，且对标测温温度与标准温度表值误差小于负偏差绝对值设置范围时，控制单元启动高压设备保护单元进行相应的保护动作，并根据故障发热温升的严重程度，分别通过警报器发出轻度、中度和严重发热故障报警信号，提醒运维人员尽快采取行动，进行相应消缺处理；

步骤s5:当监测到的温度达到恶性过热故障温度值，且对标测温温度与标准温度表值误差小于允许负偏差绝对值范围时，控制单元启动高压设备保护单元，控制相应的电源侧开关分闸二次保护回路动作，使电源侧开关分闸，断开电源，防止故障扩大；

步骤s6:当对标测温温度与标准温度表值误差大于所设置的负偏差绝对值误差范围时，不启动高压设备保护单元。

进一步的，所述预设参数包括高压设备轻度过热故障温度报警值、中度过热故障温度报警值、严重过热故障温度报警值，以及恶性过热故障电源侧开关分闸温度值、不同环境温度下换算为标准温度的自动换算值、对标测温温度与标准温度表值误差小于允许负偏差绝对值范围。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明既能在变电站电力高压设备发生各种真实过热故障时进行准确有效的保护，又防止了由于红外测温设备在使用过程中由于自身质量问题，或操作不当，或使用时间长久老化以及环境影响因素等，造成测温不准导致漏掉对发生过热故障设备进行报警和处理的机会，同样也防止了导致正常设备被误认为发生过热故障，从而发出误报警信号，甚至造成二次保护误动作的严重后果。

附图说明

图1是本发明变电站电力高压设备过热保护防误装置正常扫描测温工作图；

图2是本发明一实施例中红外热成像探头进行温度对标工作图；

图3是本发明模块工作原理方框图

图中：1-广角高灵敏红外热成像探头、2-红外热成像光线、3-探头转向器、4-光纤、5-变压器、6-变压器高压侧引线、7-变压器低压侧引线、8-避雷器、9-套管、10-隔离刀闸、11-开关、12-互感器、13-母线、14-电容器、15-线夹、16-设备安装杆、17-电抗器、18-控制单元、19-报警器、20-标准温度校正器、21-标准测温块、22-标准温度计。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种变电站电力高压设备过热保护防误装置，包括布置于变电站内的若干红外热成像单元、与红外热成像单元配合设置的标准温度校正器20、设置于电力高压设备外侧的控制单元18和高压设备保护单元；所述控制单元18与红外热成像单元、标准温度校正器20和高压设备保护单元分别连接。

在本发明一实施例中，红外热成像单元包括广角高灵敏红外热成像探头1、设置于探头底部的探头转向器3和用于安装探头的设备安装杆16。

在本发明一实施例中，所述标准温度校正器20包括标准温度测温块21、恒温加热器和标准温度计22。

在本发明一实施例中，所述高压设备保护单元包括报警器19、开关分闸保护回路23和电源侧开关。

在本发明一实施例中，所述电力高压设备包括变压器5、电容器14、电抗器17、互感器12、避雷器8、开关11，连接高压导线6和接头。

在本发明一实施例中，一种变电站电力高压设备过热保护防误装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤s1:初始化设置控制单元18的预设参数；

步骤s3:当监测到高压设备发热温度达到相应过热故障设置值时，控制单元18先控制标准温度校正器快速加热至相应过热温度程度设置值并保持恒温，而后控制模单元18控制红外热成像探头1转向并对准标准温度校正器20进行对标测温，得到对标测温温度传输至控制单元18，测温结束后回转至原先位置继续扫描；若对标测温温度与标准温度表值误差小于负偏差绝对值设置范围时，进行步骤s4，否则跳转至步骤s6;

步骤s4:当监测到高压设备发热温度达到相应过热故障设置值时，且对标测温温度与标准温度表值误差小于负偏差绝对值设置范围时，控制单元启动高压设备保护单元进行相应的保护动作，并根据故障发热温升的严重程度，分别通过警报器发出轻度、中度和严重发热故障报警信号，提醒运维人员尽快采取行动，进行相应消缺处理；

步骤s5:当监测到的温度达到恶性过热故障温度值，且对标测温温度与标准温度表值误差小于允许负偏差绝对值范围时，控制单元启动高压设备保护单元，控制相应的电源侧开关分闸二次保护回路动作，使电源侧开关分闸，断开电源，防止故障扩大；

步骤s6:当对标测温温度与标准温度表值误差大于所设置的负偏差绝对值误差范围时，不启动高压设备保护单元。

在本发明一实施例中，所述预设参数包括高压设备轻度过热故障温度报警值、中度过热故障温度报警值、严重过热故障温度报警值，以及恶性过热故障电源侧开关分闸温度值、不同环境温度下换算为标准温度的自动换算值、对标测温温度与标准温度表值误差小于允许负偏差绝对值范围。红外探头在不同气候条件测温补偿，如：北方的雾霾、沙尘、飘雪，南方的晨雾，以及昼夜等能较大影响红外测温的因素，进行温度修正补偿对影响红外探头测温的角度和距离进行温度修正补偿；自动控制红外热成像探头转向的参数设定；恶性过热故障控制电源侧开关二次回路动作编程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。