[发明专利]基于图像的换流站用避雷器泄漏电流的识别方法以及系统

说明书

技术领域

本发明关于电力系统技术领域，特别是关于电力系统安全运行中的过电压保护系统的监测技术，具体的讲是一种基于图像的换流站用避雷器泄漏电流的识别方法以及系统。

背景技术

金属氧化物避雷器是电力系统安全运行中重要的过电压保护设备，其本身运行状况的好坏直接影响到电力系统的安全。氧化物避雷器尤其是氧化锌避雷器作为一种新型避雷器应用的越来越多。它以优越的非线性伏安特性、低残压、无工频续流、反应速度快等优点，逐渐取代了其它类型的避雷器，并在电力系统各种电压等级得到了广泛的应用。然而，不论何种避雷器要长期工作在运行电压下，并多次承受各种过电压的冲击，以及因避雷器阀片受潮、老化等原因使避雷器整体性能逐渐下降，从而造成高故障也是不争的事实。因此，为保证避雷器在良好的状态性能下工作，确保电网安全运行，对避雷器的状况进行监测就显得尤为重要。

传统避雷器在线监测系统由全电流、雷击计数器、巡测报警装置等组成，如图11所示。传统国内避雷器的接地回路上普遍都安装有带泄漏电流指针表的雷击计数器，用人工抄表记录的方式，来监视避雷器泄漏电流的大小和变化趋势，这种定时巡视方式，对于换流站运维人员来说，工作量大，且读取繁琐。

由于氧化物避雷器没有放电间隙，氧化物电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过避雷器各个串联电阻片，这个电流的大小取决于避雷器热稳定和电阻片的老化程度。如果避雷器在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为避雷器的击穿损坏。避雷器的质量如果存在，那么通过避雷器电阻片的泄漏电流将逐渐增大，因此可以把测量避雷器的泄漏电流作为监测避雷器质量状况的一种重要手段。常见的氧化物避雷器泄漏电流测量仪器按其工作原理分为两种：容性电流补偿法和谐波法。容性电流补偿法是以去掉与母线电压成π/2的相位差的电流分量作为去掉容性电流，从而获得阻性电流的。谐波分析法是采用数字化测量和谐波分析技术，从泄漏电流中分离出阻性电流基波值。

国内外对于金属氧化物避雷器的监测技术进行了大量的研究、并提出了多种在线监测方法，如全电流法、零序电流法、补偿法检测阻性电流和数字谐波法检测阻性电流，但大多数处于试验阶段。

全电流法即通过测试流过避雷器全泄露电流的大小的变化,对避雷器的运行状况进行判断。该方法的原理简单、易于实现，但不能准确反映运行中避雷器出现的早期老化。当避雷器受潮缺陷时，因阻性电流增大显著，一般很容易通过全电流的变化发现。资料表明，当全电流增大到一倍以上时，避雷器受潮情况就很严重了，当电流增大到2-3倍时，认为已达到危险境界。这一标准可以有效的检测到避雷器运行中的劣化。因此，在油田电网中推广应用的SOM、JS-8、JJSY-12型等在线监测仪所监测的主要项目是全电流。

零序电流法认为从三相避雷器接地线中测取三相接地电流，根据电流大小变化判断避雷器的运行状况，该方法简单，不需在电压互感器上取电压信号，但无法判断是其中哪一相的故障，而且受电网三次谐波影响大。

国内也有利用光纤取样技术监测避雷器全泄漏电流。该方法利用避雷器运行时的接地电流作取样装置的电源。将泄漏电流的大小转换成光脉冲频率的变化，采用光纤取样、微机数据处理和数据通讯，解决了避雷器泄漏电流测量传输中的无源取样，高电压隔离和数据远传等问题。但该技术的灵敏度和稳定性还有待于时间体验。

发明内容

为了克服现有技术中的全电流法、零序电流法、补偿法检测阻性电流和数字谐波法存在的上述各种技术问题，本发明提供了一种基于图像的换流站用避雷器泄漏电流的识别方法以及系统，首先通过图像采集装置（诸如摄像机）采集仪表的图像，其次对图像进行预处理，然后通过一种新的指针搜索方法—同心圆环搜索法来进行指针位置的确定，最后利用指针偏转角度与读数的关系来获取避雷器的泄漏电流的准确读数，进而对避雷器进行监测，能够代替人眼对指针式仪表进行读数，提高了读数的准确性和效率，减少了人工的重复性劳动。

本发明的目的之一是，提供一种基于图像的换流站用避雷器泄漏电流的识别方法，包括：采集换流站用避雷器对应的仪表表盘的图像；对所述的图像进行预处理，得到预处理后的图像；根据同心圆环搜索法确定预处理后的图像中指针角度；根据所述的指针角度确定换流站用避雷器的泄漏电流；显示所述的泄漏电流。