大运行背景下红外检测集约管理的探讨

黎 黎，田 赟

（1.国网山西省电力公司检修公司，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

大运行背景下红外检测集约管理的探讨

黎 黎1，田 赟2

（1.国网山西省电力公司检修公司，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

针对“大运行”背景下红外检测管理仍停留在初级阶段的现状，提出了新的红外检测管理系统，阐述了红外检测分层管理的思路，电网设备监控业务流程以及现场运维人员职责划分方式，通过检测、分析、考核等手段实现红外检测的集约式管理，对设备进行跟踪管理、检查及考核。

红外检测；发热数据；诊断系统；集约管理

0 引言

大运行模式下，国网山西省电力公司变电站设备的监控职责从变电运行部门转移至调度部门，但在工作界面划分中，受限于技术条件现状，设备红外监测工作并未划归至调度，仍由运行维护单位来完成对设备的检测。目前，山西省内除忻都开闭站和长治特高压变电站安装红外在线监测装置具备远程监视设备运行温度条件外，其余变电站设备红外检测方式主要依靠人工手动监测。

红外成像技术作为现阶段设备监测的主要技术，在电力设备运行状态检测中有着无可替代的优越性，同时，大运行和大检修体系下，运行维护单位设备监视职责的转移以及运维模式的转变，对红外检测的管理也提出了新的课题。

1 红外检测工作管理现状

变电站电力设备发热缺陷主要分为电流致热型和电压致热型两大类[1]。

电流致热型发热表征为外部缺陷[2]，发热部位主要为金属连接处，如导线连接处、隔离开关动静触头等，其具有发热温差大、热像特征明显等特点，易利用红外成像技术提前检测到发热点，有利于及时控制设备缺陷的发展。

电压致热型发热表征为电网主设备内部缺陷[2]，主要通过设备内部异常发热传导至设备表面，形成设备表面热像，利用红外成像技术对其进行分析，可辅助发现设备内部缺陷，避免内部故障致使绝缘损坏而引起击穿事故；但因其发热温差较小、热像特征很不明显，使得电压致热型设备红外测温成为研究难点和热点，亦成为了未来测温工作的重点。

现阶段，山西境内红外测温工作主要侧重于电流致热型设备的红外检测，其判断的依据主要取自设备表面运行温度，但因缺乏有效分析管理机制，使得测温工作质量不高，尤其对于设备表面温度未超警戒值而相对温差高的设备缺陷未能予以及时发现。以2012年为例，全年山西境内500 kV以上变电站发热异常达17处，其中严重及以上缺陷69.3%，严重缺陷率较高，表明红外成像技术在设备测温工作中未起到发热预警作用。

对于电压致热设备，因其缺陷判断阈值为2 K温差[3-4]，同时电压致热缺陷仅占发热缺陷的10%，判断条件苛刻，检测难度高，致使山西省针对电压致热的检测大多流于形式；同时，《带电设备红外诊断应用规范（DL/T 664—2008）》 （以下简称“《规范》”） 对精确测温以及图谱库的要求[5-6]，往往应用于电流致热设备的检测，而对电压致热型设备的测温方法、精确检测条件、各类参数设置未针对性进行定义和诠释，导致测温工作存在漏测、误判的隐患。

目前，山西尚未形成输变电设备红外检测的集中统一管理模式，缺乏针对大运行模式下对变电站运行维护操作队和调度监控人员的有效督促、检查与考核管理。致使设备红外检测技术应用深度不够，未对状态检修起到相应的支撑作用。

2 红外检测分层管理框架搭建

2.1 构建红外检测管理系统

利用企业内部网络建立红外检测管理系统，将分散的设备红外测温数据信息进行统一的管理，实现数据上传、保存以及计算机软件自动分析等功能，建立调控与运检部门有效沟通平台，细化职责分配，形成调控端监控人员负责对日常测温任务的派发及考核，运维检修部门运行维护人员负责对特殊巡视及发热缺陷进行跟踪测温的工作管理体系。

运维检修部门红外检测人员按谁检测、谁判断、谁上传的原则，将红外图谱、设备运行工况、初步分析结论等数据进行上传，红外检测管理系统将对设备各部位温差、温升等数据进行再次分析，结合人工分析结论来判断设备健康状态及缺陷情况。该系统可实现对输变电设备红外检测、分析、诊断、跟踪检测、生产指令执行各环节的流程管控，如图1所示，并将上传数据实时保存至数据库，便于调度运行控制、运行维护检修相关专业管理人员随时调阅。

图1 红外检测管理系统管控流程

2.2 现场运行维护检测与专家检测相结合

现场运行维护人员负责红外普测，将红外检测与例行巡视工作相结合，重点对电流致热型设备进行红外测温，记录检测数据，初步分析确认为设备异常后将转入跟踪检测阶段。从各单位现场运行维护人员及监控人员队伍中抽调红外经验丰富、技能突出的工作人员，成立红外检测专家小组，由其负责对异常设备的复测、电压致热型设备检测以及红外检测疑难分析，并形成相应的结论。

2.3 系统分析和人工分析相结合

在设备发热分析方面，对于电流致热设备主要以红外管理系统分析为主、人工分析为辅，即系统根据测温数据进行计算分析，现场运行维护人员仅对分析结果进行确认；电压致热设备、缺油致冷及综合致热设备，利用红外检测管理系统生成数据以及红外热像图谱对比分析，供红外检测专家小组定性缺陷并上报。

2.4 发热案例图库与正常图库相区分

对设备运行中形成的发热异常图谱、检测数据按照系统程序进行温度变化趋势分析，并将缺陷处理后的设备照片及红外检测数据一并上传至系统，形成发热案例图谱库，达到监控设备运行工况、支撑状态检修的目的。

对于检测数据分析正常的电流致热型设备，因其发热原理较为简单[5]，分析判断相对容易，无需纳入该图谱库；但就电压致热型设备而言，因其发热原理复杂，按相关精确测温要求检测成像后，需经过红外分析软件进行专项修正，从而形成相应分析用图谱库；同时，设备正常状态下的图谱亦作为图谱库素材进行保存，每次成像后，将分析用图谱与正常状态下图谱进行对比，进而形成温度场趋势图，以实现电压致热型设备红外检测动态管理。

3 红外检测管理系统的功能

输变电红外检测管理系统是利用红外检测技术、计算机技术、数据库技术以及网络通讯技术，实现设备运行工况、设备红外热像图和检测环境参数等数据分析处理并形成初步诊断结论，从而达到红外热像图谱和运行设备有机结合并高度集约管理的系统。该系统可改变当前山西省红外数据管理分散、分析判断模糊的现状。该系统具有以下几方面的功能。

a）以变电站设备间隔为单元，建立集红外原始热像图、曲线图、分析数据于一体的红外图谱数据库，并将其覆盖输电、变电全部设备并随着设备改、扩建进行实时更新。

b）数据调用比对功能，实现不同变电站同类型设备红外图像、同一变电站不同时间图谱数据调用比对，方便运行人员分析有无发热异常。

c）与生产管理系统PMS（ProductionManagement System）以及调度生产管理系统 OMS（Outage ManagementSystem）无缝对接，实现设备参数、设备缺陷等数据在各系统间共享。

d）工作工单关联流转功能，按照设备红外检测周期进行分类，形成工作指令下达、执行、结果返回、工作确认的闭环管理，若构成设备缺陷，则进入PMS、OMS系统相应缺陷管理流程。

e）具备二次开发功能，预留该系统即将上线的“红外在线监测”等功能以实现再次开发的接口，结合系统运行情况，不断完善系统功能。

4 红外检测数据分析

现场红外检测实行三级分析管理。现场红外检测人员对实时的红外检测热像图做初步分析，形成分析结论录入红外检测管理系统。现场检测人员初步分析为严重或危急缺陷的，在数据录入的同时通知红外检测专家组，经确认后向调度监控人员汇报。

红外检测专家组将对各变电站上传的设备红外测温实时数据进行再分析,确认或修正现场检测人员的分析结论；对于红外检测初步诊断为严重或危急缺陷的设备，为确定红外检测跟踪意见，可根据实际情况决定是否直接到变电站现场复测，从而最终将分析结论及时上报运维检修部门。

运维检修部门对红外检测专家组的二级分析结论进行最终审核，定性缺陷级别并依据缺陷不同性质安排维护和停电检修工作。红外检测三级分析管理示意图如图2所示。

图2 红外检测三级分析管理示意图

5 红外检测的设备跟踪管理及检查与考核

红外检测技术日趋成熟，要求建立一套以发现发热异常及一般缺陷为要求的跟踪机制，观测设备异常到各级缺陷的发展趋势，为状态检修提供支持。

红外检测发现的设备发热异常，由变电站红外检测人员初步认定，红外检测专家小组复核后确定跟踪复测方案；确实发展成缺陷的，再将其纳入企业设备缺陷管理，红外检测设备跟踪管理流程如图3所示，制订缺陷消除计划，适时安排设备停电检修工作。

图3 红外检测设备跟踪管理流程

对实施红外跟踪的设备异常和确认为家族性缺陷的设备，利用红外管理系统形成批量跟踪复测工单，根据其结果调整跟踪周期或取消跟踪。

将红外检测从发现异常至消缺的跟踪管理流程在红外检测管理系统开机页面集中显示，作为绩效考核、生产计划安排的重要依据。

红外检测通过系统的高度集约式管理，使各变电站及专家小组红外检测工作状态在企业信息网上实时显示，可使管理者对各变电站红外检测工作做到可控、在控、能控。

6 红外检测技术的集约式管理预期目标

管理机制是技术发展的基石，检测技术发展依赖于严密、科学的集约式管理机制。红外检测技术是输变电设备状态检修的技术支撑，集约式管理制度是强化红外管理的有效方式。预期达到如下几方面的目标。

a）实现红外检测工作网络化,系统运行实用、稳定，提高变电站现场设备巡检水平。

b）可使运维部门管理人员及时获取现场设备红外检测资料，及时定性设备缺陷并予以处理，提升输变电设备的运行可靠性，降低生产运营成本。

c）具有快捷方便的数据录入、上传功能和较强的数据统计分析能力，为红外现场检测人员、专家分析诊断人员、调度监控人员、生产领导人员之间建立一个快捷、准确、实时的数据平台。

d）实时监控生产过程中的红外现场检测、分析诊断、设备异常、跟踪检测、生产指令执行各环节，规范红外检测诊断流程,形成一个高度集约式分层管理平台。

7 结束语

实时掌握设备运行状态是实施状态检修的必要条件，红外检测诊断手段具有非接触、检测方便、诊断准确的优势，推行红外检测管理集约化、系统化，通过研究开发红外检测管理系统，提升红外检测诊断对设备状态检修的技术支撑作用。

［1］ 李博.变电站主电气设备状态监测和故障诊断技术应用［J］.中国电力，2002，35（11）：37-41.

［2］ 关根志，贺景亮.电气设备的绝缘在线监测与状态维修［J］.中国电力，2000，33（3）：46-49.

［3］ 陈维荣，宋永华，孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状［J］.电网技术，2000，24（11）：12-17.

［4］ 刘有为，李光范，高克利，等.《电气设备状态维修导则》的原则框架［J］.电网技术，2003，27（6）：64-67，76.

［5］ 张剑光.变电设备状态检修应用研究［D］.杭州：浙江大学，2004.

［6］ 罗毅，涂光瑜，张锦辉.变电站信息数字化综合传输方案［J］.电力系统自动化，2001，25（8）：42-45.

Exp loration on Intensive Management of Infrared Detection under Large-scale Operation Mode

LILi1，TIAN Yun2
（1.State Grid Maintenance Com pany of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Although large-scale operationmode has come into force,infrared detectionmanagementare still under primary stage,thus，new system for infrared detection management is put forward.In this paper，the idea of hierarchicalmanagement，the process of monitoring on grid equipment，and the type of duty dividing are elaborated.Intensive management of infrared detection will be implemented bymeansof inspection，analysisand assessmentso that the shadowingmanagement，checking and assessmentofequipment could be carried out.

infrared detection；datamanagement；diagnostic system；intensivemanagement

TN219：TN929.1

A

1671-0320（2014）03-0019-04

2014-01-04，

2014-04-17

黎 黎（1985-），女，山西太原人，2008年毕业于长沙理工大学电力系统及自动化专业，助理工程师，从事变电运行工作；

田 赟（1986-），女，山西太原人，2011年毕业于太原理工大学材料加工工程专业，硕士研究生，工程师，从事电力设备状态分析工作。