基于紅外成像的變電站設(shè)備安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究(1)

1、論文題目：基于紅外成像的變電站設(shè)備安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究專業(yè)：安全技術(shù)及工程博士生：藺麗華藺麗華（簽名）指導(dǎo)教師：劉健劉健（簽名）摘要電力系統(tǒng)正向著智能電網(wǎng)方向發(fā)展，要求能夠?qū)ψ冸娬镜入娏υO(shè)施進行在線監(jiān)測和安全預(yù)警。但變電站故障檢測還無法做到自動、及時地對設(shè)備故障報警。將基于紅外成像的圖像分析和視頻分析技術(shù)，與變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，可達到事件檢測實時報警，有助于提升變電站安全運行應(yīng)急保障能力，具有重要的理論研究意義和工程價值。紅外攝像

2、機的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)還無法做到自動檢測和及時的故障報警，提出了一種變電站電氣設(shè)備紅外遙視與安全預(yù)警系統(tǒng)，將紅外與可見光攝像頭安裝在云臺上，能夠自動循環(huán)采集變電站的紅外測溫圖像。針對所獲得的遙視圖像背景復(fù)雜、環(huán)境變化較大的問題，提出了對象分割的方法，將圖像中的感興趣設(shè)備進行初展開，也為系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和故障診斷與預(yù)警專家系統(tǒng)奠定了良好基礎(chǔ)。針對系統(tǒng)采集的變電站設(shè)備紅外圖像存在位置偏移、角度旋轉(zhuǎn)和幾何畸變等問題，首先采用基于相位相關(guān)和Harr

3、is角點匹配相結(jié)合的配準方法，對大部分偏差圖像實現(xiàn)了圖像配準；而對于個別難以配準的設(shè)備圖像存在的失配問題，深入分析造成失配的原因，提出了改進的SIFT特征配準方法，根據(jù)相位相關(guān)法得出主運動方向以便減小搜索區(qū)域，從而既減小匹配搜索時間，也提高了匹配精度。實驗表明，該方法能夠成功配準所有測試圖像，且能夠滿足系統(tǒng)實時性要求。變電站中變壓器的油枕油位和變壓器散熱器是變電站中需要實時監(jiān)測的重要設(shè)備，油位過低過高和散熱片油路不通都會造成嚴重的安全隱

4、患。針對紅外油枕圖像清晰度不高、油位分界線不明顯的情況，提出了改進的分水嶺分割算法，采用不同尺度的結(jié)構(gòu)元素計算梯度放大圖像中不同程度的弱邊緣，同時采用極小值強制標(biāo)定技術(shù)，有效地防止過分割。實驗表明該算法能準確有效地分割出油枕邊界和油位，精度滿足系統(tǒng)要求。針對變壓器散熱器故障邊界不清晰的問題，提出了一種改進的穩(wěn)健模糊核聚類算法，通過引入核方法以及空間和灰度相似性測度增強算法的穩(wěn)健性。實驗表明該算法分割效果優(yōu)于FCM、KFCM等模糊聚類分割

5、方法，能較為清晰的分割出有故障的散熱器片和位置。采用SF6氣體絕緣的電力設(shè)備已大量投入電網(wǎng)運行，變電站內(nèi)充氣設(shè)備一旦發(fā)生漏氣將造成嚴重的不良后果。為了實現(xiàn)變電站連續(xù)及時的無人監(jiān)測，提出了一種自動檢漏Subject：ResearchonsubstationequipmentsafetyearlywarningtechnologybasedoninfraredimagingSpecialty：SafetytechnologyEngineer

6、ingName：Linlihua（Signature）Instruct：Liujian（Signature）ABSTRACTWiththedevelopmentofpowersysteminthesmartgridtheabilityfsubstationsotherelectricalequipmentonlinemonitingsafetywarningtodetectfaultsisrequired.Howeverthecurre

7、ntsubstationfaultdetectiontechnologycannotachievealarmsautomaticallyinatimelymannerfequipmentfailure.Withthecombinationofsubstationonlinemonitingsystemimageanalysisbasedoninfraredimagingvideoanalysistechniquesitcanbeachi

8、evedrealtimealarmeventdetectionwhichcangreatlyenhancethesafeoperationofthesubstationemergencysupptcapabilitieswhichhasimptanttheeticalsignificanceengineeringvalue.Withinfraredcamerasremotetemperaturemonitingsystemautomat

9、icdetectiontimelyfaultalarmcannotberealized.Asubstationelectricalequipmentinfraredremoteviewingsafetywarningsystemisthusproposedwhichcanautomaticallycaptureinfraredtemperaturecyclingimagesubstationelectricalequipmentwith

10、infraredvisiblecamerasmountedonthehead.Ftheproblemsofremoteviewingimagesincomplexbackgroundlargerchangesintheenvironmentamethodofobjectsegmentationisputfwardwhichisinitializedobjectsegmentationfimagesinterestedinthedevic

11、e.Itcaneffectivelysolvethemostdifficultproblemsextractingequipmentthelaterimageanalysiscanbeproceedsmoothlywhichisthebenefitfthedatabaserealizationfaultdiagnosisexpertsystemalarming.Aimingatproblemsofinfraredimageacquisi

12、tionsysteminPositionoffsetrotationanglegeometricdisttionaregistrationmethodbasedonphasecrelationHarriscnermatchingcombiningimagesisadoptedtoachieveadeviationfmostimageregistrationyetwiththephenomenonofindividualdevicesbe