变电站热像测温与仪表识别系统1pdf

湖南华速电力科技有限公司变电站热像测温与仪表识别系统系统概述：“变电站热像测温与仪表识别系统”是为提高供电质量、保障电网系统的安全运行、真正实现智能电网而开发的一套嵌入式的热像测温与故障定位巡视系统。该系统采用FLIR红外热像模块与可见光低照度摄像机，通过热像视频服务器采集现场图像、热像图像，和机芯环境温度，图像处理与压缩，云台巡检控制，并经过网络传输到系统客户端计算机中，完成测温与图像配准，实现设备的测温与故障定位功能。同时，客户端界面设计友好、操作方便、功能完善，具备点测温，区域测温、温度超温报警、记录历史数据、仪表识别、报警录像、短信平台、巡检录像与测温数据查询、云台控制、红外和可见光镜头自动调焦、手动测温与自动测温等功能。同时，可以采取多种通信协议，按照要求的数据格式将测温数据和测温报警的热像图片传送到系统中作为系统分析的依据。该系统是实现智能电网的关键技术之一，同时，也为冶金、石油、铁路、林业等其他不同领域实现设备热状况分析、热源巡检、视频分析及预警提供了一套完整的解决方案。功能与特点：技术先进：本系统的视频服务器采用嵌入式系统开发，有着处理速度快、功耗低、集成度高、可扩展性强、稳定性好等优点，便于系统升级和进一步开发；此外，系统将红外热像仪与可见光摄像机有机结合并完全数字化，完成网络传输功能。智能化高：系统实现了网络多通道实时传输与监控，可以多路视频预览，通过红外图像和可见光图像同步实时对设备进行监视，智能识别异常情况，实时报警，实现无人值守。测温精度高：先进的算法保障测温与定位的精度;系统嵌入了通过黑体标定及环境温度、大气衰减补偿后的测温算法，实现了高精度的测温功能，目前测温精度可以控制在±2℃。双向测温：系统使用的红外与可见光图像配准算法已达到像素级水平，保证故障定位偏差在5cm以内，实现了双向测温。数据处理能力强：系统可以分站点进行测温参数设置和温度分析；动态显示区域、全图的温度最大值；对区域或者全图进行指定温度段的温度变化统计和分析；对点、线、区域测温并设定温度报警阈值。实现检测报警，温度超出阈值时自动报警（包含声、光、抓拍、录像、短信多形式），对电力设备有三相不平衡自动识别、检测，实现超阈值自动报警。仪表识别：对于变电站有各类仪表，本系统采用了先进的图像处理技术，能通过可见光视频流在线识别各类仪表读数，无需人员到现场检测。变压器噪音监测与分析：本系统具有变压器噪音监测与谱分析功能。客户端软件功能强大：支持多种参数设置，管理简单，支持制定巡视路线、定时巡视、巡视次数功能；支持手动、自动模式切换，且提供多种设置报警条件和报警方式；实现手动录像、报警录像外以及实时、定时的自动录像，并实现录像回放剪切；湖南华速电力科技有限公司记录报警情况以及标有报警点的异常热图，并提供历史查询；超温报警：当被测设备温度越限时自动现场报警和短信报警。可扩展性好：系统可以通过IEC61850协议与SCADA系统联网，实现数据共享。也可以定制协议和数据格式与系统通信，实现数据共享。与视频监控系统无缝连接：系统内嵌视频服务器平台，可与现有视频监控系统无缝连接。领导和有关人员在视频监控系统平台上看到可见光和热像图像，直观了解到设备的运行情况结构坚固：高度可靠的主机壳体机械强度高、抗冲击、温度性能好，抗电磁干扰，可以在各种恶劣、苛刻的条件下使用，符合IP54工业标准。一线连接：系统通过一根网线即可完成所有控制和数据传输，现场安装便捷，不需要太大的布局变动；系统指标：SCFQ003SCFQ003S视频服务器操作系统嵌入式Linux接口RS232/485、集成10M/100M自适应RJ45以太网接口工作环境温度-30℃～75℃存储环境温度-30℃～75℃设备重量10KG15KG防护等级IP67系统功耗50W工作电压交流220V热红外图像探测器类型FLIRTau2FLIRA310工作波长8～14um焦距控制定焦手动/自动分辨率320X240320X240；640X480测温范围-20℃～100℃（可更换红外镜头扩展至1500℃）–20~+120℃0~+350℃测温精度±2℃或测量值的±2%±2℃或测量值的±2%测温分辨率0.08℃（在30℃时）<0.05℃（在30℃时）测温距离<30米（与红外镜头有关，可更换镜头，默认镜头为19mm）：最小被测物体:直径为30mm-40mm<30米（与红外镜头有关，不可更换镜头，最小被测物体:直径为30mm-40mm帧频8.3帧/秒30帧/秒可见光视频图像分辨率720X576（D1）1920X1080（1080P）焦距3.5-129.5mm(37倍光学变焦)4.5-135mm，30倍光学变倍成像传感器类型1/4"SuperHADCCD1/3"ProgressiveScanCMOS视频压缩格式H.264传输协议RTSP云台旋转范围水平360°连续旋转；俯仰-10°~90°预置点个数具有4000预置点预置点精度<0.02度湖南华速电力科技有限公司系统主要功能：实现网络多通道实时传输与监控(视频图像与温度)；实现红外热像图像和可见光图像同步监视；通过热红外图像对区域、全图设定报警阈值，超出阈值则报警；通过热红外与可见光图像配准实现双向测温和实时定位热故障点；通过图像处理技术，实现三相电源温度检测、刀闸状态识别、站内仪表识别；通过网络实现镜头调焦、智能巡检；实时、定时的报警录像，以及录像回放剪辑等；手动与自动巡检测温；巡检测温记录区域温度最大值和对应的热像图片；通过图像拼接技术，实现变电站全景图像显示与测温数据直观显示；短信报警；与变电站不同协议（包括IEC61850、103等规约）实现测温数据和报警数据上传。数据上传进入SCADA实时监控平台，热像图像上传便于进一步根据生产要求做图像分析；内嵌DVR视频服务器，实现与视频监控系统无缝连接，满足远程监控操作；湖南华速电力科技有限公司系统性能：使用进口的第三代非制冷焦平面热红外探测器，实现分辨率为320x240、640x480帧频为8.3帧/秒（30帧/秒）的热红外图像采集；实现1080P（或D1）格式的可见光视频25帧/秒速率的采集；H.264视频压缩，占用网络带宽小；系统云台可实现360°全向扫描，并具有4000点预置功能；测温范围为-20℃~150℃(可扩展至1500℃)，精度+2℃；故障点定位准确度95%；传输可采用网线、光纤传输；系统图片展示：图1上位机界面截图图2上位机界面截图湖南华速电力科技有限公司图3系统示意图图4系统外观图湖南华速电力科技有限公司监控客户端软件功能：红外图像和可见光图像同步显示。动态显示区域、全图的温度最大值；热红外与可见光图像配准实时识别热故障部件；实现网络多通道实时传输与监控，多路视频预览（1路，4路，6路，8路可选）实时、定时、报警录像，以及录像回放剪辑等热红外图像对区域、全图设定报警阈值，超出则报警；网络实现对摄像镜头遥控调焦、智能巡检；实现可见光和热像图像双向测温；实现与主站系统通信；可接入站内视频监控系统。系统特点：基于嵌入式的变电站热像测温与故障定位巡视系统；可见光图像与热像图像配准算法在电力设备热故障定位中的实现；电力设备温度超温报警；逐渐实现热像测温与负荷信息融合的预警系统；一线连接，施工方便；成本适中，适合推广；三相温度差不平衡测量；逐渐实现变压器油位、刀闸分合图像识别。（应用与电力系统）测试：系统稳定性测试：根据国标，在不同环境条件下测试通过出厂。温度黑体标定：黑体标定，环境温度补偿，内部测温精确度±2℃配准客观测试：配准效果的客观估计：配准精度达到像素级水平，可完全满足图像融合的要求。本算法实时性与其他算法得到的配准效率进行对比非常优秀。配准的图像对加入高斯噪声进行试验，显示该算法具有较强鲁棒性。湖南华速电力科技有限公司附：部分应用案例如下：珠海琴韵220kV变电站珠海兰圃110kV变电站北京城北500kV变电站山西原平220kV变电站新疆三宫变电站220kV变电站山西代县枣林110kV变电站湖南华速电力科技有限公司珠海琴韵220KV变电站（珠海琴