[發明專利]一種基于圖像識別的直流輸電換流閥故障監測方法及裝置

有效

• 申請號: 201710512260.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109142904B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 胡四全;魏卓;柴衛強;陸啟宇;胡亮;樊宏偉;厲敏憲
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網上海市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種基于圖像識別的直流輸電換流閥故障監測方法及裝置，其中的監測方法包括：按照第一頻率對每層換流閥閥塔進行溫度圖像采集，按照第二頻率對每層換流閥閥塔進行可見光圖像采集；根據溫度圖像判斷每層換流閥閥塔是否發生溫度故障；若發生溫度故障，控制增大進行可見光圖像采集的第二頻率。在本發明中，對每層換流閥閥塔進行溫度圖像采集以及可見光圖像采集，在正常情況下，以較低的頻率采集可見光圖像，僅當存在溫度異常時，才增大可見光圖像采集的頻率，在保證可靠檢測的同時，有效減小了換流閥檢測設備進行可見光圖像采集時的能耗。

技術領域

本發明涉及一種基于圖像識別的直流輸電換流閥故障監測方法及裝置，屬于特高壓直流輸電技術領域。

背景技術

由于我國能源分布與電力負荷分布嚴重不均衡，特高壓直流輸電具有適合輸送距離遠、損耗小、可實現異步聯網等優點，特高壓直流輸電在我國得到了快速發展，構成了我國電網主網架的重要組成部分。換流閥是特高壓直流輸電的核心設備之一，作用是在整流站把交流電變換成直流電，在逆變站把直流電變換成交流電。換流閥設備一旦出現故障，不僅會導致直流輸電工程的停運，嚴重情況下可能會導致換流閥或閥廳的火災安全事故。

自首批換流閥設備投入運營以來，換流閥的巡檢工作一直得到高度的重視，巡檢技術也由最初的簡單檢查，發展成為系統性的巡檢。2011年1月，國家能源局發布了由國家電網公司運行分公司所起草的DL/T 351-2010《換流閥檢修導則》，導則中明確給出了日常檢查、例行檢修和特殊性檢修三類巡檢工作的具體實施辦法。其中，重點強調了日常檢查時紅外熱像檢測，即用紅外熱像儀對換流閥可視部分進行檢測。同時，圍繞著換流閥巡檢技術的研究與應用不斷開展，包括紅外巡檢機器人的應用和智能巡檢監測系統的建設，為換流閥的安全可靠運行提供了一定的保障。

目前，換流閥設備的監測手段有兩種：一種是換流站運維人員通過閥廳頂部的巡視走廊定期使用手持紅外攝像機對換流閥閥塔整體進行測溫巡視；另一種是閥廳側墻壁安裝監測傳感器進行視頻監測，兩種監測手段中閥廳內部閥塔1、巡視走廊2和監測傳感器3相對位置示意圖如圖1所示。由圖1可知，由于受限于換流閥高達約400kV的電壓環境等安全因素，這兩種措施中監測設備均遠離閥塔，只能查看到閥塔外圍邊緣少量元器件，無法查看到閥塔內部的大量元器件的運行狀態，檢測可靠性較差。另外，當兩種監測設備同時運行時，需要對大量的檢測數據進行處理，無疑增大了監測設備的功率損耗，增加了投資成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于圖像識別的直流輸電換流閥故障監測方法及裝置，用于解決換流閥的監測設備能耗較大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種特高壓直流輸電換流閥故障監測方法，包括以下步驟：

步驟1，按照第一頻率對各層換流閥閥塔進行溫度圖像采集，按照第二頻率對每層換流閥閥塔進行可見光圖像采集；

步驟2，根據溫度圖像判斷每層換流閥閥塔是否發生溫度故障；若發生溫度故障，控制增大進行可見光圖像采集的第二頻率。

進一步的，還包括根據可見光圖像判斷每層換流閥閥塔是否發生結構故障；若發生結構故障，發出結構異常預警信號。

進一步的，所述第一頻率大于所述第二頻率。

進一步的，還包括若發生溫度故障，發出溫度異常預警信號。

進一步的，還包括若未發生結構故障，則恢復可見光圖像采集的頻率。

進一步的，還包括對采集到的溫度圖像進行濾波和溫度轉換處理；將處理得到溫度值與預設的過溫報警數據進行對比，若高于預設的過溫報警數據，則判斷發生溫度故障。

進一步的，還包括對采集到的可見光圖像進行去噪、銳化、分割、特征分析和識別處理；將處理后的可見光圖像與已保存的正常狀態的閥塔模型數據進行對比來判斷是否發生結構故障。