摘要：本文简单介绍了红外在线测温技术在糯扎渡水电站中的应用背景，重点探讨了糯扎渡水电站红外在线测温系统加装工程以及工程投运后的应用情况，对水电站普及与推广应用该技术积累了一定经验。
关键词:红外；在线测温；图谱；糯扎渡水电站
引言
水电站的发电机、变压器等电气设备在运行过程中会由于各种原因产生发热，当热量聚集使电气设备的温度值上升到规定值时可能会造成设备故障，因此需要电站运行维护人员定期对电气设备容易发热的部位进行监视及温度测量，以分析判断电气设备的健康水平。针对糯扎渡水电站电气设备多、人工测温劳动强度高、误差大、不能实时监测的缺点，提出了一种能红外在线测温的技术。本文通过对糯扎渡水电站红外在线测温系统加装工程的介绍，阐述了该项目实施过程中的工艺要点以及设备投运后的应用情况，可以对水电站普及推广应用该技术提供一定参考。
1 电站概况
糯扎渡水电站位于云南省普洱市澜沧县境内，澜沧江下游段。电站安装有9台650MW立轴、半伞式水轮发电机组，发电机与主变压器采用单元接线方式，主变压器采用单相变压器组型式，中性点直接接地运行。全厂安装有27台500kV主变压器，主变压器型号为DSP-241000/500，型式单相强迫油循环水冷无载调压升压变压器，高压侧额定电压,低压侧额定电压18kV，连接组别为三相YNd11，变压器油标号为25号。
2 水电站电气设备发热原因分析
水电站的电气设备主要包括水轮发电机、变压器、开关及出线设备等，这些设备在运行过程中会因为电流作用发热或电气设备绝缘降低产生热量聚集。根据电气设备工作原理和结构，可将电气设备发热的主要原因分为以下几类：
（1）运行过程中荷载电流过大产生的发热，如发电机定子线棒、变压器线圈等。
（2）电气设备之间接触不良产生的发热，如连接螺栓松动、线圈开焊等。
（3）设备与设备之间摩擦产生的发热，如水轮发电机滑环与碳刷之间的高速摩擦等。
（4）电气设备绝缘降低，局部放电产生的热量聚集导致发热，如变压器套管、支撑绝缘子等。
3 红外在线测温技术在糯扎渡水电站的应用背景
2018年以前，电站的电气设备测温工作由电气专业人员通过手持式红外测温仪在现场进行测温，每月进行1次，全面测温一次需要2人花费约20小时完成，劳动效率低下。2018年电站推进无人值班和智慧电厂建设，于2018年7月-2019年2月在地下厂房加装了一套红外在线测温系统。糯扎渡水电站红外在线测温系统投运后，电气专业维护人员不再需要进行现场测温，主要工作就是通过红外测温系统后台调取红外测温数据，对测温数据进行整理分析，一次测温工作只需要1人花费约4小时即可完成，大大提高了测温工作效率。
4 糯扎渡水电站红外在线测温系统加装工程情况
2018年7月-2019年2月，糯扎渡水电站通过技术改造在电站地下厂房加装了一套红外在线测温系统，该系统主要由红外测温系统计算机主机、软件、工业交换机、光端机、红外热像仪、光缆等设备构成。
图1糯扎渡水电站红外在线测温系统拓扑简图
Fig. 1 Topological diagram of infrared temperature measuring system for Nuozhadu hydropower station
4.1 红外在线测温技术主要工作原理
红外热像仪拍摄到电气设备的红外热辐射情况后转换成电信号，通过网线传输至工业交换机，工业交换机通过光纤将信号传输到后台主机，后台主机软件将信号转换成图像、数据进行显示分析。
4.2 红外测温系统主要设备技术参数
糯扎渡水电站选用的红外热像仪是由浙江大立科技有限公司生产的DM10非制冷焦平面探测器，像素 160×120，测温范围-20℃～+150℃，波长范围8-14um，支持红外、融合及可见光视频模式，DC12V电源输入，CVBS输出。计算机监控系统采用浙江大立科技有限公司开发红外在线测温系统，系统采用B/S 架构，用户工作界面通过Web浏览器来实现，监控系统实现了对红外热像仪的监控和巡检任务规划执行、巡检数据及站内监控数据实时上传等的有效管理。
4.3 在线红外热像仪安装情况
糯扎渡水电站地下厂房共安装90个在线红外热像仪，红外热像仪与被测电气设备采用非接触式方式，安装距离约1-5米，安装及维护安全方便。
红外热像仪主要分布在发电机滑环室、发电机出口软连接、主变高压侧套管、主变低压侧套管等处。用于监测发电机滑环碳刷、发电机出口软连接、主变高侧套管、主变低压侧套管及主变中性点接地铜排等处的温度。
4.4 红外测温系统功能
糯扎渡水电站红外在线测温系统使用的测温软件由浙江大立科技有限公司开发。系统软件可实时监控显示测温设备的温度，对监测画面可以分区域进行监控并显示最高温度值，可自动生成单幅红外图像的设备接点温度分析报表或综合报表，即系统可自动记录每次测温时的温度值，并生成温度报表，以反应该接点在某一时间段内的温度变化情况。
4.5 红外测温系统点位报警温度设定值
表1 糯扎渡水电站红外测温点位报警温度设定值
Table 1 Setting the alarm temperature value of infrared
部位 一般缺陷/(℃) 严重缺陷/(℃) 危急缺陷/(℃)
发电机出口软连接处 75 90 130
滑环室碳刷与集电环连接处 65 80 110
主变高、低压套管 45 55 80
中性点铜排连接处 75 90 130
temperaturemeasuring point of Nuozhadu hydropower station
5 糯扎渡水电站红外在线测温系统应用情况
5.1 实时监测
运行值班人员可通过测温系统软件的自动巡检功能，对现场电气设备的温度进行实时监测，也可以通过手动查看电气设备的温度，确保设备安全稳定运行。
5.2 数据分析与判断
电气设备维护人员通过对红外测温系统记录的数据以及分析软件，对电气设备的健康水平进行分析，提前发现缺陷。如在2019年4月7日16:02发现5号主变A相中性点铜排温度明显异常,达到76.6℃。红外图谱及数据如下：
图2：
图2 5号主变各相中性点连接铜排红外图谱
Fig. 2 The neutral point of each phase of no.5 main transformer
is connected with the infrared spectrum of copper platoon
5.3 建立红外图片库
根据带电设备红外诊断应用规范要求，电气设备运行维护单位应建立红外图谱库及检测台账，一般将收集电气设备正常状态下热成像图谱，缺陷状态下热成像图谱。红外图谱库应包含仪器型号、设备编号、检测日期、检测环境、设备名称、缺陷部位、缺陷性质、负荷、图像资料、诊断结果及处理意见等内容。糯扎渡水电站通过安装的红外在线测温系统，维护人员在系统后台很方便就能查阅设备的红外图谱信息，完全满足红外图谱库建立的要求，明显减少了维护人员工作量。
6 结语
红外在线测温技术可以直观显示水电站电气设备的实时温度值，客观反映水电站电气设备的健康水平，明显提高运维人员测温工作效率。红外在线测温技术智能化程度高，可扩展性强，是实现水电站无人值班、少人值守以及建设大数据智慧电厂的关键技术，也是水电厂未来的发展趋势。本文提出并讨论的红外在线监测技术，在水电站中将有良好的应用前景。
参考文献 ：
[1]周建国,雷民,陈洪岗等.带电设备红外诊断应用规范[S]. 中华人民共和国电力行业标准，DL/T 664-2008.
[2]糯扎渡电厂运维部.糯扎渡电厂运行规程（第七版）[G].糯扎渡电厂企业标准，Q/HN-1-63D0.02.002-2018.
[3]非冷焦平面热像仪DM10系列用户手册[G].浙江大立科技股份有限公司，2017.
作者简介：
刘文祥(1988—)，男，大学本科，工程师、技师，主要研究方向：水电厂电气设备运行维护。
梁炯(1987—)，男，大学本科，工程师、技师，主要研究方向：水电厂自动化设备运行维护。