[发明专利]一种基于图像识别的直流输电换流阀故障监测方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于图像识别的直流输电换流阀故障监测方法及装置，其中的监测方法包括：按照第一频率对每层换流阀阀塔进行温度图像采集，按照第二频率对每层换流阀阀塔进行可见光图像采集；根据温度图像判断每层换流阀阀塔是否发生温度故障；若发生温度故障，控制增大进行可见光图像采集的第二频率。在本发明中，对每层换流阀阀塔进行温度图像采集以及可见光图像采集，在正常情况下，以较低的频率采集可见光图像，仅当存在温度异常时，才增大可见光图像采集的频率，在保证可靠检测的同时，有效减小了换流阀检测设备进行可见光图像采集时的能耗。

技术领域

本发明涉及一种基于图像识别的直流输电换流阀故障监测方法及装置，属于特高压直流输电技术领域。

背景技术

由于我国能源分布与电力负荷分布严重不均衡，特高压直流输电具有适合输送距离远、损耗小、可实现异步联网等优点，特高压直流输电在我国得到了快速发展，构成了我国电网主网架的重要组成部分。换流阀是特高压直流输电的核心设备之一，作用是在整流站把交流电变换成直流电，在逆变站把直流电变换成交流电。换流阀设备一旦出现故障，不仅会导致直流输电工程的停运，严重情况下可能会导致换流阀或阀厅的火灾安全事故。

自首批换流阀设备投入运营以来，换流阀的巡检工作一直得到高度的重视，巡检技术也由最初的简单检查，发展成为系统性的巡检。2011年1月，国家能源局发布了由国家电网公司运行分公司所起草的DL/T 351-2010《换流阀检修导则》，导则中明确给出了日常检查、例行检修和特殊性检修三类巡检工作的具体实施办法。其中，重点强调了日常检查时红外热像检测，即用红外热像仪对换流阀可视部分进行检测。同时，围绕着换流阀巡检技术的研究与应用不断开展，包括红外巡检机器人的应用和智能巡检监测系统的建设，为换流阀的安全可靠运行提供了一定的保障。

目前，换流阀设备的监测手段有两种：一种是换流站运维人员通过阀厅顶部的巡视走廊定期使用手持红外摄像机对换流阀阀塔整体进行测温巡视；另一种是阀厅侧墙壁安装监测传感器进行视频监测，两种监测手段中阀厅内部阀塔1、巡视走廊2和监测传感器3相对位置示意图如图1所示。由图1可知，由于受限于换流阀高达约400kV的电压环境等安全因素，这两种措施中监测设备均远离阀塔，只能查看到阀塔外围边缘少量元器件，无法查看到阀塔内部的大量元器件的运行状态，检测可靠性较差。另外，当两种监测设备同时运行时，需要对大量的检测数据进行处理，无疑增大了监测设备的功率损耗，增加了投资成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像识别的直流输电换流阀故障监测方法及装置，用于解决换流阀的监测设备能耗较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种特高压直流输电换流阀故障监测方法，包括以下步骤：

步骤1，按照第一频率对各层换流阀阀塔进行温度图像采集，按照第二频率对每层换流阀阀塔进行可见光图像采集；

步骤2，根据温度图像判断每层换流阀阀塔是否发生温度故障；若发生温度故障，控制增大进行可见光图像采集的第二频率。

进一步的，还包括根据可见光图像判断每层换流阀阀塔是否发生结构故障；若发生结构故障，发出结构异常预警信号。

进一步的，所述第一频率大于所述第二频率。

进一步的，还包括若发生温度故障，发出温度异常预警信号。

进一步的，还包括若未发生结构故障，则恢复可见光图像采集的频率。

进一步的，还包括对采集到的温度图像进行滤波和温度转换处理；将处理得到温度值与预设的过温报警数据进行对比，若高于预设的过温报警数据，则判断发生温度故障。

进一步的，还包括对采集到的可见光图像进行去噪、锐化、分割、特征分析和识别处理；将处理后的可见光图像与已保存的正常状态的阀塔模型数据进行对比来判断是否发生结构故障。