[发明专利]基于360°红外全景视图与支持向量机的特高压变电站变压器故障检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于360°红外全景视图与支持向量机的特高压变电站变压器故障检测装置，其特征在于，包括圆形轨道(1)，设置于圆形轨道上且可在圆形轨道上移动的智能可控小车(2)，以及设置于智能可控小车上的红外热像仪(3)；所述智能可控小车上设有支架(4)，红外热像仪固定于支架上。

2.根据权利要求1所述的基于360°红外全景视图与支持向量机的特高压变电站变压器故障检测装置，其特征在于，所述圆形轨道铺设于变压器(5)周围，且变压器的中轴线通过圆形轨道的圆心。

3.一种基于360°红外全景视图与支持向量机的特高压变电站变压器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在变压器外部铺设一个圆形轨道，变压器中轴线通过轨道圆心，将红外热像仪设在智能可控小车上，然后将智能可控小车放于圆形轨道上；

(2)调整好红外热像仪的拍摄参数；控制智能可控小车在圆形轨道运行，每隔10°，摄像机拍摄一张图像，智能可控小车游走360°，总共形成36张图像，拍摄形成的相邻图像须有20％～40％的重合部分，最后将36张图像传入计算机，进行处理；

(3)将获得的36张红外热图像进行预处理；

(4)利用红外图像拼接技术对步骤(3)处理后的图像进行拼接，形成变压器360°红外全景图像；

(5)利用红外图像分割技术对步骤(4)形成的全景图像进行分割，分别分割出变压器导管、变压器主箱体、变压器油枕、变压器散热器，并对各个部分进行标识；

(6)对步骤(5)分割出来的变压器导管、变压器主箱体、变压器散热器以及变压器油枕分别进行特征提取，提取出区域温度最大值t_pmax、区域温度最小值t_pmin、区域温度平均值t_paver、区域温度方差t_pvari，背景温度最大值t_Bmax、背景温度最小值t_Bmin、背景温度平均值t_Baver，区域温度最大差值t₁(t_pmax-t_pmin)、区域与背景相对温差最大值t₂(t_pmax-t_Bmin)、区域与背景相对温差最小值t₃(t_pmin-t_Bmax)、区域与背景相对温差平均值t₄(t_paver-t_Baver)；获取当前变压器运行状态下的电压U_、电流I_、功率S，最终形成特征向量T＝(t_pmax,t_pmin,t_paver,t_pvari,t_Bmax,t_Bmin,t_Baver,t₁,t₂,t₃,t₄,U,I,S)'；

(7)根据变压器历史温度数据、变压器发热机理、环境信息、电气信息建立不同条件下变压器表面温度预测模型；

(8)对不同条件下表面温度预测模型中的变压器导管、变压器主箱体、变压器散热器以及变压器油枕分别进行温度信息提取，其中包括区域温度最大值t_pmax、区域温度最小值t_pmin、区域温度平均值t_paver、区域温度方差t_pvari，背景温度最大值t_Bmax、背景温度最小值t_Bmin、背景温度平均值t_Baver，区域温度最大差值t₁(t_pmax-t_pmin)、区域与背景相对温差最大值t₂(t_pmax-t_Bmin)、区域与背景相对温差最小值t₃(t_pmin-t_Bmax)、区域与背景相对温差平均值t₄(t_paver-t_Baver)；结合相应条件下变压器的电压、电流以及功率值最终形成多组特征向量样本，用于对支持向量机分类器的训练；

(9)建立变压器支持向量机模型；

(10)将司机获取到的特征向量输入变压器支持向量机模型，利用支持向量机分类器对输入对象进行分类，判定变压器是否存在故障，如果存在故障，则判断属于哪种故障，最终将故障点以及故障类型标注在红外全景视图上；

(11)将变压器360°红外全景视图显示在监控屏幕上，如果有故障则显示故障点以及故障类型，并进行报警。