[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

说明书

技术领域

本发明属于特高压变电站设备运行状态领域，具体涉及一种基于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及检测方法。

背景技术

特高压变电站变压器的安全运行直接影响电网的安全可靠性，因此特高压变电站变压器的状态监控非常必要。变压器的诸多故障都以温度异常表现出来，因此应用红外热成像仪可以检测到变压器故障。由于特高压变压器体型的巨大，传统的红外热图像只能同时获取变压器部分的红外热图，无法知悉变压器全局的温度分布热图。因此，设法得到变压器红外全景图像将更有利于对变压器进行故障诊断。

在应用红外仪器测定温度参量时，测定结果与诸多因素有关，如物体表面的发射率、环境温度、大气温度、测量距离和大气衰减等，利用人眼进行红外故障诊断很容易产生误判。统计学习理论建立在结构风险最小化原则基础上，它是专门针对少样本情况下机器学习问题而建立的一套新的理论体系，支持向量机就是在统计学习理论这一基础上发展起来的一种新的机器学习算法，它是统计学习理论的具体应用。支持向量机目前主要用于模式识别、回归估计、概率密度函数估计等方面，故障诊断属于模式识别问题。

利用红外全景图像和支持向量机进行变压器故障自动诊断将比通过人眼对单幅变压器红外图像诊断更加准确和高效。

发明内容

针对现有变压器红外故障诊断的局限性，本发明提供一种基于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及检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

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，包括圆形轨道，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，以及设置于智能可控小车上的红外热像仪；所述智能可控小车上设有支架，红外热像仪固定于支架上。

进一步地，所述圆形轨道铺设于变压器周围，且变压器的中轴线通过圆形轨道的圆心。

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，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)'；