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官方商城淺析互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用
李文田1 劉立群1 陳德強(qiáng)1 焦戰(zhàn)威2
(1. 大唐河南清潔能源有限公司 鄭州 450000；2. 鄭州海威光電科技有限公司 鄭州 450001)
摘 要：風(fēng)力發(fā)電企業(yè)在安全生產(chǎn)中，有很多安全盲區(qū)，諸如發(fā)電機(jī)內(nèi)部滑環(huán)、碳刷運(yùn)行溫度情況;電纜溝溫度、開關(guān)柜，箱變溫度等都無法實(shí)時(shí)監(jiān)測，包括平時(shí)運(yùn)維時(shí)也難以檢查設(shè)備工況。大唐河南清潔能源有限公司根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合鄭州大學(xué)微機(jī)電紅外智能裝備研究所，開發(fā)完成一套微型可視化測溫裝置，測溫終端采用非接觸式紅外熱像和可見光模塊實(shí)時(shí)采集可視化測溫圖片，通過4G或自組網(wǎng)方式傳至后臺(tái)服務(wù)器，預(yù)設(shè)溫度閾值，可實(shí)現(xiàn)聲音和短信報(bào)警，方便運(yùn)維人員及時(shí)查看現(xiàn)場狀況，以便及時(shí)解決。
關(guān)鍵詞：微型 可視化測溫 互聯(lián)網(wǎng)+
相比于傳統(tǒng)能源企業(yè)，風(fēng)能是一種清潔、可再生的新能源，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)能利用的主要方式之一。自 1981 年丹麥建成第一座風(fēng)電站以來，風(fēng)電技術(shù)不斷發(fā)展，使用成本不斷下降，在考慮環(huán)境成本的情況下風(fēng)電已經(jīng)可以媲美煤電。我國的風(fēng)電發(fā)展前景較好，自上世紀(jì) 90 年代以來，在國家一系列新能源政策的激勵(lì)下，今年來，我國新增裝機(jī)容量與累積裝機(jī)容量均居世界第一。
2015年，我國發(fā)布的《中國制造2025》提出，智能制造是中國制造業(yè)發(fā)展的重要方向。智能化，已經(jīng)成為中國制造業(yè)的發(fā)展方向。在風(fēng)電行業(yè)，隨著發(fā)電廠自動(dòng)化、信息化建設(shè)步伐的加快,對發(fā)電機(jī)組滑環(huán)碳刷、機(jī)艙、開關(guān)柜觸頭、電纜接等溫度的在線監(jiān)測應(yīng)運(yùn)而生,并在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。大唐河南新能源有限公司自2015年初，就針對以上重要部位實(shí)施溫度檢測進(jìn)行研究、探討，并形成一套互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置。
互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置在風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用范圍主要有：
1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的碳刷和滑環(huán)：正常的情況下，發(fā)電機(jī)運(yùn)行比較穩(wěn)定，維護(hù)工作量也比較小。但滑環(huán)、碳刷是發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)問題的組成部分，極小的問題都會(huì)引發(fā)較大的事故。碳刷是發(fā)電機(jī)動(dòng)靜接觸和交換能量的設(shè)備，碳刷運(yùn)行的好壞，直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全，還會(huì)因?yàn)橥饧油L(fēng)設(shè)施對裝置運(yùn)行的現(xiàn)場環(huán)境造成很大的影響。因此，需要一套能夠全天候?qū)μ妓⒌臓顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)測的發(fā)電機(jī)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，為運(yùn)維人員提供準(zhǔn)確的判斷參考數(shù)據(jù)，確保發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行;而且能夠避免人工的巡檢的方式，減少人力成本，節(jié)約資源，有效避免人工巡檢過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)(如圖1，圖2)。
2、箱變、開關(guān)柜內(nèi)結(jié)構(gòu)：這些部位封閉、電磁環(huán)境復(fù)雜、高低壓設(shè)備隔離等一系列因素也要求監(jiān)測裝置朝著非接觸、可視化式方向發(fā)展,監(jiān)控終端軟件朝著智能化、人性化、與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的方向發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置順應(yīng)這種趨勢,從發(fā)電現(xiàn)場的用戶需求和功能分析入手,實(shí)現(xiàn)了低功耗非接觸式、可視化式監(jiān)測實(shí)時(shí)可靠的溫度閾值報(bào)警、方便快捷的信息服務(wù)等技術(shù)應(yīng)用要求,最終為管理人員和技術(shù)人員提供了一種良好的決策服務(wù)和技術(shù)支持。互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置主要由可視化溫度檢測模塊、無線數(shù)傳模塊、監(jiān)測主控模塊和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊四大部分組成,分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析處理和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等功能。箱變、開關(guān)柜爆炸照片如圖3、圖4。
3、電纜溝接頭位置及彎曲位置：6·18西安變電站爆炸事故，國電陜西公司西安南郊330KV變電站因設(shè)備故障引起著火。經(jīng)初步核查，過火面積約100平米左右，現(xiàn)場無人員傷亡。周邊部分區(qū)域電力已經(jīng)恢復(fù)，據(jù)國家電網(wǎng)公司發(fā)言人王輝說，330千伏變電站發(fā)生的爆炸火災(zāi)是由于電纜溝著火引起的。
電纜是變電站電能傳送和信息傳輸?shù)闹匾d體，變電站的電纜主要在電纜溝里鋪設(shè)，電纜溝中電纜運(yùn)行中的監(jiān)控由值班人員日常巡查來實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控手段單一，且無法直接觀察，對電纜發(fā)生火災(zāi)和其他安全隱患較難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。再有電纜一旦發(fā)生火災(zāi)，則火勢兇猛，蔓延迅速，在燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生大量的有害氣體，造成撲救困難。電纜燒壞后，修復(fù)時(shí)間長，損失嚴(yán)重，因此重視防范電纜火災(zāi)事故就顯得十分重要。下圖5為6·18西安變電站爆炸現(xiàn)場。
綜上所述，在風(fēng)力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)中，有很多狹小、隱形部位，也需要對其安全足夠的重視。
互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置是由微型可視化測溫探頭(可見光、紅外熱像)、信號(hào)采集器、無線傳輸裝置、云端服務(wù)器及客戶端等幾部分組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全可靠、實(shí)用價(jià)值強(qiáng)、可操作性好。自2015年至今，運(yùn)行狀況良好，協(xié)助發(fā)現(xiàn)問題多處。互聯(lián)網(wǎng)+微型可視化測溫裝置有效地利用了紅外熱像和可見光融合技術(shù)，將圖像和熱圖溫度疊加，實(shí)現(xiàn)了可視化測溫。在辦公室即可實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場可見光圖片以及紅外熱圖數(shù)據(jù)，可以設(shè)置溫度閾值，當(dāng)所監(jiān)控區(qū)域溫度異常后，可以通過聲音以及短信的方式進(jìn)行報(bào)警。以督促運(yùn)維人員及時(shí)處理問題。把那些平時(shí)檢測不到或不易檢測到的高電位、狹小空間溫度場實(shí)時(shí)傳回運(yùn)維中心。對于正常的溫度，可見光照片和紅外熱圖定時(shí)傳輸，對于遠(yuǎn)低于正常值的量延時(shí)傳輸(為節(jié)約電能)，對于不正常的變化量加速傳輸，實(shí)現(xiàn)了信息量的智能化傳遞。監(jiān)測系統(tǒng)的工作，有效防止了設(shè)備內(nèi)部接觸不良、局部污穢或絕緣老化等引起的局部溫升過高現(xiàn)象的發(fā)展，扼制了局部溫升過快造成的事故發(fā)生，大大提高了在線監(jiān)測的自動(dòng)化水平，有效降低了設(shè)備的故障率，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，為企業(yè)多發(fā)電、多供電提供了安全的保障。
關(guān)于海威光電：
鄭州海威光電科技有限公司位于中原經(jīng)濟(jì)區(qū)鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，是一家從事高科技紅外熱像儀以及相關(guān)光學(xué)、系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。注冊資金1100萬，截止目前，海威光電擁有10項(xiàng)專利以及4項(xiàng)軟件著作權(quán)，1件軟件產(chǎn)品登記。海威光電于2016年順利通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證并被評為3A級(jí)信用企業(yè)。 海威光電核心管理人員和開發(fā)人員均有5年以上從事紅外熱像領(lǐng)域工作經(jīng)驗(yàn)。
2015年，海威光電聯(lián)合鄭州大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究院共同設(shè)立鄭州大學(xué)微機(jī)電紅外智能裝備研究所，投資80萬元，立項(xiàng)開發(fā)微視紅外熱像監(jiān)控系統(tǒng)，該項(xiàng)目獲批2016年河南省科技廳產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目。公司主要產(chǎn)品涉及電力、消防、石化、冶金、煤礦、建筑、市政、電子、安防、物業(yè)、監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域，鄭州海威光電科技有限公司公司本著“尊重知識(shí)、尊重人才，群英盡顯其能!”的戰(zhàn)略，凝聚了掌握光、機(jī)、電、圖像處理一體化的紅外熱像全系統(tǒng)等各專業(yè)的優(yōu)秀人才，組建了一支密切關(guān)注市場需要，有專業(yè)服務(wù)技能的銷售團(tuán)隊(duì)。公司將生產(chǎn)與銷售并重，資本與產(chǎn)業(yè)并舉，著力使公司在紅外熱像儀的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝、品質(zhì)控制以及關(guān)鍵元器件供應(yīng)等方面的實(shí)力得到顯著增強(qiáng)，銳意成為全球紅外熱成像等光學(xué)領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位的品牌供應(yīng)商。
海威光電現(xiàn)有人員16人，其中研發(fā)人員8人，專業(yè)從事紅外熱成像方面的開發(fā)研究。已先后與國網(wǎng)河南電力公司，大唐河南清潔能源有限公司等多家單位合作開發(fā)多種紅外測溫方面產(chǎn)品，具有豐富的紅外測溫開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
2015年10月，海威光電開發(fā)的微視紅外熱像監(jiān)控系統(tǒng)原型已在大唐河南清潔新能源有限公司風(fēng)力發(fā)電機(jī)上安裝試用，至今已成功運(yùn)行一年有余，運(yùn)行情況良好，并在2016年4月9號(hào)，2016年12月21號(hào)及時(shí)告警，避免事故發(fā)生。
