一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法技术

本发明专利技术的一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法涉及变电站电力设备检测技术领域，目的是为了克服现有方法对设备缺陷及火险识别能力不足问题，具体步骤如下：步骤一、通过建立混合高斯背景图像模型对变电站内待检测区域的电力设备故障进行定位；步骤二、采集变电站内待检测区域的高温点亚像元图像，并计算高温点的温度和面积；高温点亚像元图像为高温点所形成光斑于相机探测像元上形成的图像；步骤三、通过高温点的温度和面积构建温升火险特征；温升火险特征包括高温点的温度变化量和火焰形状变化特征量；步骤四、当温升火险特征中火焰形状变化特征量不为零，判断存在火险，否则不存在火险。否则不存在火险。否则不存在火险。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法


[0001]本专利技术涉及变电站电力设备检测


技术介绍

[0002]为合理分配电力供需，电网企业对超高压、特高压、直流输电线路的铺设逐渐增加， 风能、太阳能等新能源并网呈几何数量增涨，对交、直流变电站电力设备的安全稳定提出 了更高要求。传统的变电站电力设备检测方法包括电气量、示温蜡片、红外测温等，智能 电网的建设推进需要在传统检测技术的基础上集成应用精准量测、知识提取、分析判断等 高级功能，上述变电站电力设备检测方法虽然在实时温度测量方面具有良好效果，但对设 备故障、缺陷和火险识别能力不足，缺乏对火险的分析判断，可能存在设备故障或缺陷发 现不及时、火险成灾后造成设备或人身伤害的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有方法对设备缺陷及火险识别能力不足问题，提供了一种 变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法。
[0004]本专利技术的一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法，具体步骤如下：
[0005]步骤一、通过建立混合高斯背景图像模型对变电站内待检测区域的电力设备故障进行 定位；
[0006]步骤二、采集变电站内待检测区域的高温点亚像元图像，并计算高温点的温度和面积； 高温点亚像元图像为高温点所形成光斑于相机探测像元上形成的图像；
[0007]步骤三、通过高温点的温度和面积构建温升火险特征；温升火险特征包括高温点的温 度变化量和火焰形状变化特征量；
[0008]步骤四、当温升火险特征中火焰形状变化特征量不为零，判断存在火险，否则不存在 火险；
[0009]其中，火焰形状变化特征量为一段时间内高温点的面积的变化量。
[0010]本专利技术的有益效果是：
[0011]针对现有变电站电力设备检测方法对设备缺陷识别能力不足及火险分析缺乏的情况， 提出了能够实现火险研判与红外测温的变电站电力设备综合检测方法，避免由于设备缺陷 发现不及时以及火险成灾后造成的设备或人身伤害。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法中变电站电力 设备不同阶段温升特性曲线图；
[0013]图2为变压器渗漏油故障定位效果图；
[0014]图3为远距离、小面积设备发热点检测效果图；
[0015]图4为变压器温升预警效果图；
[0016]图5为T型线夹过温告警效果图；
[0017]图6为远距离火点检测图。
具体实施方式
[0018]本实施方式的一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法，具体步骤如下：
[0019]步骤一、通过建立混合高斯背景图像模型对变电站内待检测区域的电力设备故障进行 定位；
[0020]步骤二、采集变电站内待检测区域的高温点亚像元图像，并计算高温点的温度和面积； 高温点亚像元图像为高温点所形成光斑于相机探测像元上形成的图像；
[0021]步骤三、通过高温点的温度和面积构建温升火险特征；温升火险特征包括高温点的温 度变化量和火焰形状变化特征量；
[0022]步骤四、当温升火险特征中火焰形状变化特征量不为零，判断存在火险，否则不存在 火险；
[0023]其中，火焰形状变化特征量为一段时间内高温点的面积的变化量。
[0024]具体地，通过构建不同阶段的温升特征，定义设备缺陷和火险等级，在设备缺陷和火 险形成的不同阶段发出预警或告警信息，有利于及时采取措施排除异常和险情。
[0025]本实施方式中，根据变电站电力设备的技术标准，变电站电力设备在工作阶段不同阶 段的温升特征曲线如图1所示，根据不同阶段的温升特征划分设备缺陷及火险等级的具体 过程为：
[0026]1、在0～A正常状态阶段检测到存在温升火险特征时，表示变电站电力设备正常运行 的温度变化；
[0027]2、在A～B缓慢升温阶段检测到存在温升火险特征时，表示变电站电力设备存在一般 缺陷，触发温升预警，若同时存在火焰形状变化特征，则存在热量聚集的火险隐患；
[0028]3、在B～C快速升温阶段检测到存在温升火险特征时，表示变电站电力设备存在重大 缺陷，触发过温告警，若存在火焰形状变化特征，则可能出现热量扩散慢的一般火险；
[0029]4、在C～D温度升停阶段检测到存在温升火险特征时，表示变电站电力设备存在面临 失灵或停运风险，触发严重过温告警，若存在火焰形状变化特征，则可能出现热量扩散快 的严重火险。
[0030]同时，如果现场有其他高温点，火源等，也可以通过温升火险特征当温升火险特征中 火焰形状变化特征量不为零检测出来。
[0031]进一步地，步骤一中对电力设备故障进行定位具体步骤如下：
[0032]步骤一一、通过相机拍摄变电站内待检测区域的电力设备获得检测视频，对检测视频 中各帧建立混合高斯背景图像模型，将电力设备定义为混合高斯背景图像的前景，将其余 区域定义为混合高斯背景图像的背景；其余区域为混合高斯背景图像中除电力设备以外区 域；
[0033]步骤一二、利用当前帧和视频序列中的当前背景帧进行加权平均，得到临时背景，持 续更新临时背景，直至临时背景的差值累积超过设定背景阈值时，更新永久背景，进而
对 电力设备故障进行定位。
[0034]具体地，是利用混合高斯建模确定背景图像模型参数，通过更新临时背景和永久背景 实现故障目标的定位。上述故障是指变电站电力设备的破损或漏油等故障。
[0035]即建立混合高斯背景图像模型，通过背景更新进行故障定位，具体过程为：
[0036]设有随机变量X，则风、雨雪、雾、霾、云的混合高斯背景模型可以用下式表示：
[0037][0038][0039]其中，N(x
i
|μ
k
，∑i)为混合模型的第i个分量，μ
k
为该分量概率，π
i
为混合系数，K 为分量个数。
[0040]将待检测目标定义为前景，即故障可疑区，图像中其余区域为背景，利用当前帧和视 频序列中的当前背景帧进行加权平均来更新背景，先更新临时背景，当临时背景与永久背 景的差值累积超过设定阈值时，再更新永久背景，使永久背景在复杂的环境中不被轻易污 染。从而进行故障定位。
[0041]进一步地，步骤三中，具体通过下式构建温升火险特征：
[0042]I
f
＝w1S+w2C+w3A+w4D+w5ΔT+w6ΔS
[0043]其中，S为高温点的面积、C为高温点的圆形度、A为高温点的尖角、D为高温点的 质心偏移、ΔT为一段时间内高温点的温度变化量；ΔS为火焰形状变化特征量；且w
j
， j＝1,2,
…
,6为权重因子，w
j
＞0，w1+w2+w3+w4+w5+w6＝1。
[0044]具体地，C＝L2/S
[0045][00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法，其特征在于，所述具体步骤如下：步骤一、通过建立混合高斯背景图像模型对变电站内待检测区域的电力设备故障进行定位；步骤二、采集变电站内待检测区域的高温点亚像元图像，并计算所述高温点的温度和面积；所述高温点亚像元图像为高温点所形成光斑于相机探测像元上形成的图像；步骤三、通过所述高温点的温度和面积构建温升火险特征；所述温升火险特征包括高温点的温度变化量和火焰形状变化特征量；步骤四、当温升火险特征中火焰形状变化特征量不为零，判断存在火险，否则不存在火险；其中，所述火焰形状变化特征量为一段时间内高温点的面积的变化量。2.根据权利要求1所述的一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法，其特征在于，步骤一中对电力设备故障进行定位具体步骤如下：步骤一一、通过相机拍摄变电站内待检测区域的电力设备获得检测视频，对检测视频中各帧建立混合高斯背景图像模型，将所述电力设备定义为混合高斯背景图像的前景，将其余区域定义为混合高斯背景图像的背景；所述其余区域为混合高斯背景图像中除所述电力设备以外区域；步骤一二、利用当前帧和视频序列中的当前背景帧进行加权平均，得到临时背景，持续更新临时背景，直至临时背景的差值累积超过设定背景阈值时，更新永久背景，进而对电力设备故障进行定位。3.根据权利要求1所述的一种变电站电力设备故障定位及火险研判综合检测方法，其特征在于，步骤三中，具体通过下式构建温升火险特征：I
f
＝w1S+w2C+w3A+w4D+w5ΔT+w6ΔS其中，S为高温点的面积、C为高温点的圆形度、A为高温点的尖角、D为高温点的质心偏移、ΔT为一段时间内高温点的温度变化量；ΔS为火焰形状变化特征量；且w
j
，j＝1,2,
…
,6为权重因子，w
j
＞0，w1+w...

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，张健，李俊洲，刘学，何宇，孙海明，王鲁昕，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司检修公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：