CN106780870B - 智能变压器及变压器控制方法、输变电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能变压器及变压器控制方法、输变电系统，属于电力系统设备技术领域。其中，智能变压器包括：箱体、红外图像采集装置、第一继电器、第二继电器、变压器本体、挡板、电子锁扣件、指纹识别装置和主控装置。指纹识别装置的输出端、所述电子锁扣件的输入端、红外图像采集装置、第一继电器的控制端和所述第二继电器的控制端均与主控装置耦合，第一继电器的输入端与第一负载耦合，第一继电器的输出端与变压器本体的输入端耦合，第二继电器的输入端与变压器本体的输出端耦合，第二继电器的输出端与第二负载耦合。通过主控装置对电子锁扣件、红外图像采集装置、第一继电器和第二继电器的控制，能够自动停止或恢复变压器本体的工作。

Description

智能变压器及变压器控制方法、输变电系统

技术领域

本发明涉及电力系统设备技术领域，具体而言，涉及一种智能变压器及变压器控制方法、输变电系统。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们的用电负荷与日俱增，因此变压器得到了广泛且大规模的应用。

在现有技术中，变压器大多以裸露的方式进行安装，此安装方式虽然简单使用，节省施工成本。但由于变压器和外部环境接触，外部的环境变化的容易使得变压器快速老化，从而影响变压器的使用寿命，提高了投资者的建设维护资金的投入，进而降低了投资者的实际利润。

再者，在现有技术中，变压器往往需要通过工作人员的手动操作进行断电检修。工作人员的手动操作不仅增大了产生误操作的几率，给检修人员带来极大的安全隐患。与此同时，人为操作往往操作步骤和操作流程繁琐，从而使得检修流程变得极为不方便和不适用。

因此，如何有效提高变压器在工作人员检修时的安全性和适用性是目前业界一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能变压器及变压器控制方法、输变电系统，其能够有效提高工作人员在检修变压器时的安全性和适用性。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种智能变压器，所述智能变压器应用于：输变电系统，所述输变电系统包括：第一负载和第二负载，所述智能变压器包括：箱体、红外图像采集装置、第一继电器、第二继电器、变压器本体、挡板、电子锁扣件、指纹识别装置和主控装置。所述箱体为具有开口的空心柱状结构，所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器均安装在所述箱体内的顶壁，所述变压器本体安装在所述箱体内，所述挡板为内部中空的板状结构，所述挡板的第一表面远离所述箱体，所述挡板的第二表面靠近所述箱体，所述挡板安装在所述箱体的开口处，所述挡板的一端和所述箱体转动连接，所述挡板的另一端通过所述电子锁扣件和所述箱体可拆卸连接，所述指纹识别装置嵌入所述挡板的第一表面，所述主控装置安装在所述挡板内。所述指纹识别装置的输出端和所述主控装置耦合，所述主控装置与所述电子锁扣件的输入端耦合，所述红外图像采集装置与所述主控装置耦合，所述主控装置分别与所述第一继电器的控制端和所述第二继电器的控制端耦合，所述第一继电器的输入端与所述第一负载耦合，所述第一继电器的输出端与所述变压器本体的输入端耦合，所述第二继电器的输入端与所述变压器本体的输出端耦合，所述第二继电器的输出端与所述第二负载耦合。所述指纹识别装置，用于获取第一指纹信息和第二指纹信息，并将所述第一指纹信息和所述第二指纹信息均发送至所述主控装置。所述主控装置，用于获取所述第一指纹信息，当所述第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至所述电子锁扣件和所述红外图像采集装置；还用于获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息。将每个所述目标物的所述躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值。将每个所述目标物的所述红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值。当所述第一相似值大于第一预设阈值，所述第二相似值也大于第二预设阈值，判定所述目标物为人体，并生成所述第二控制指令分别至所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断。还用于当获取到所述第二指纹信息和所述预设指纹信息比对正确时，且获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至所述电子锁扣件、所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器。所述电子锁扣件，用于获取所述主控装置发送的第一控制指令，并根据所述第一控制指令打开锁扣；还用于获取所述主控装置发送的第三控制指令，并根据所述第三控制指令关闭锁扣。所述红外图像采集装置，用于根据所述第一控制指令按预设时间间隔获取所述红外影像信息，并将所述红外影像信息发送至所述主控装置；还用于根据第三控制指令停止获取所述红外影像信息。所述第一继电器和所述第二继电器，均用于根据所述第二控制指令进行开断，或根据所述第三控制指令进行闭合。

进一步的，所述红外图像采集装置为多个，每个所述红外图像采集装置均安装在所述箱体内的顶壁，每个所述红外图像采集装置均与所述主控装置耦合。

进一步的，所述智能变压器还包括：提醒装置，所述提醒装置嵌入所述挡板的第一表面，所述提醒装置与所述主控装置耦合。所述主控装置，用于当获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和预设人像信息比对正确时，还生成第一提醒信息至所述提醒装置，还用于当获取到所述第二指纹信息和所述预设指纹信息比对正确时，且获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，还生成第二提醒信息至所述提醒装置。所述提醒装置，用于根据所述第一提醒信息进行所述第一继电器和所述第二继电器开断的语音提醒，或用于根据所述第二提醒信息进行所述第一继电器和所述第二继电器闭合的语音提醒。

第二方面，本发明实施例提供了一种变压器控制方法，应用于所述智能变压器，所述方法包括：主控装置获取指纹识别装置发送的第一指纹信息，当所述第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至电子锁扣件和红外图像采集装置；以使所述电子锁扣件的锁扣打开，所述红外图像采集装置开始获取所述红外影像信息。所述主控装置获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息，当所述红外影像信息和预设人像信息比对正确时，生成第二控制指令分别至第一继电器和第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断。所述主控装置获取所述指纹识别装置发送的第二指纹信息，当所述第二指纹信息和预设指纹信息比对正确，且获取的所述红外图像采集装置发送的所述红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至所述电子锁扣件、所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述电子锁扣件的所述锁扣关闭，所述红外图像采集装置停止获取所述红外影像信息，所述第一继电器和所述第二继电器闭合。

第三方面，本发明实施例提供了一种输变电系统，所述输变电系统包括：第一负载和第二负载和所述智能变压器；所述第一负载与所述第一继电器的输入端耦合，所述第二负载与所述第二继电器的输出端耦合。

本发明实施例的有益效果是：

指纹识别装置能够获取工作人员输入第一指纹信息，并将第一指纹信息发送至主控装置。而主控装置能够将第一指纹信息和预设指纹信息进行比对。当第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，主控装置根据比对结果能够生成第一控制指令分别至电子锁扣件和红外图像采集装置。从而电子锁扣件的锁扣打开，工作人员便能够打开挡板进入到箱体中进行对变压器的检修。

红外图像采集装置还能够根据第一控制指令开始获取按预设时间间隔获取红外影像信息。其中，获取红外影像信息的时间段大于工作人员打开挡板进入到箱体的时长，且工作人员进入到箱体中时与变压器本体的距离为安全距离。从而当工作人员进入到箱体中时，红外图像采集装置能够获取到含有工作人员的红外影像信息。红外图像采集装置将含有工作人员的红外影像信息发送至主控装置后，主控装置获取红外图像采集装置发送的红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息。并将每个目标物的躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值；将每个目标物的红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值；当第一相似值大于第一预设阈值，第二相似值也大于第二预设阈值，主控装置判定目标物为人体，并生成第二控制指令分别至第一继电器和第二继电器，以使第一继电器和第二继电器开断；进而工作人员能够安全的进行变压器本体的检修工作。

工作人员检修完成，离开箱体并关上挡板后，红外图像采集装置获取不包含工作人员的红外影像信息，且工作人员能够通过指纹识别装置输入第二指纹信息。当主控装置将此时获取的红外影像信息和预设人像信息比对，而比对错误，且获取第二指纹信息和预设指纹信息比对正确时。主控装置生成第三控制指令分别至电子锁扣件、红外图像采集装置、第一继电器和第二继电器，以控制电子锁扣件的锁扣关闭，红外图像采集装置停止获取红外影像信息，而第一继电器和第二继电器恢复闭合。从而在工作人员检修完成并离开后能够自动恢复正常工作。

因此，通过主控装置分别对电子锁扣件、红外图像采集装置、第一继电器和第二继电器的智能控制，能够自动停止或自动恢复变压器本体的正常工作，从而能够有效提高工作人员在检修变压器时的安全性、便捷性和适用性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种输变电系统的结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的一种智能变压器的第一视角结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种智能变压器的第二视角结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种智能变压器剖视图；

图5为图4中Ⅰ部分的放大图；

图6示出了本发明实施例提供的一种智能变压器的结构框图；

图7示出了本发明实施例提供的一种变压器控制方法的流程图；

图8示出了本发明实施例提供的一种变压器控制方法中步骤S200的子流程图。

图标：100-智能变压器；110-箱体；111-开口；112-容纳腔体；113-通孔；120-变压器本体；130-挡板；131-第一表面；1311-第一凹槽；1312-第二凹槽；132-第二表面；140-指纹识别装置；150-电子锁扣件；160-红外图像采集装置；170-主控装置；180-第一继电器；190-第二继电器；210-提醒装置；300-输变电系统；310-第一负载；320-第二负载。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“内”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“耦合”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明实施提供了一种输变电系统300，该输变电系统300包括：第一负载310、第二负载320和智能变压器100。

第一负载310用于产生电能，而并将电能输入到智能变压器100中。而智能变压器100能够将获取到的电能通过其一次侧绕组和二次侧绕组的耦合关系进行升压或降压后再输出到第二负载320。而第二负载320用于将智能变压器100输出的电能再输出到用户，以便于用户的使用。

请参阅图2和图3，本发明实施提供了一种智能变压器100，该智能变压器100包括：箱体110、变压器本体120、挡板130、指纹识别装置140、主控装置170、电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180、第二继电器190和提醒装置210。

变压器本体120用于获取第一负载310输入的电能，通过内部的一次侧绕组和二次侧绕组的耦合关系，对输入的电能进行升压或降压。并将升压或降压后的电能输出到第二负载320中。

指纹识别装置140用于获取工作人员的第一指纹信息和第二指纹信息，并将第一指纹信息和第二指纹信息均发送至主控装置170。

电子锁扣件150用于获取主控装置170发送的第一控制指令，并根据第一控制指令打开锁扣。还用于获取主控装置170发送的第三控制指令，并根据第三控制指令关闭锁扣。

红外图像采集装置160用于根据第一控制指令按预设时间间隔获取红外影像信息，并将红外影像信息发送至所述主控装置170；还用于根据第三控制指令停止获取所述红外影像信息。

主控装置170用于获取第一指纹信息，当第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至电子锁扣件150和红外图像采集装置160。还用于当获取的红外图像采集装置160发送的红外影像信息和预设人像信息比对正确时，生成第二控制指令分别至第一继电器180和第二继电器190，并生成第一提醒信息至提醒装置210。还用于当获取到第二指纹信息和预设指纹信息比对正确时，且获取的红外图像采集装置160发送的红外影像信息和预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190，并生成第二提醒信息至提醒装置210。

第一继电器180用于根据第二控制指令进行开断，以使变压器本体120的一次侧绕组和第一负载310之间断开。或根据第三控制指令进行闭合，以使变压器本体120的一次侧绕组和第一负载310之间耦合。

第二继电器190用于根据第二控制指令进行开断，以使变压器本体120的二次侧绕组和第二负载320之间断开。或根据第三控制指令进行闭合，以使变压器本体120的二次侧绕组和第二负载320之间耦合。

提醒装置210用于根据获取的第一提醒信息进行第一继电器180和第二继电器190开断的语音提醒，或根据获取的第二提醒信息进行第一继电器180和第二继电器190闭合的语音提醒。

请参阅图4，箱体110为由不锈钢材料制成的具有开口111的空心柱状结构。在本实施例中，箱体110可以为：空心圆柱、空心立柱或空心多棱柱结构。为保证变压器本体120的安装，以及工作人员的操作，优选地，箱体110为空心立柱结构，即箱体110可以为具有开口111的空心立方体结构。箱体110的开口111可以为空心立方体的一个面，箱体110的空心立方体结构使其能具有一个容纳腔体112。作为一种方式，为便于智能变压器100在实际工作时的通风，以便于智能变压器100的散热，箱体110的侧壁还设有多个通孔113。

变压器本体120安装在箱体110的容纳腔体112中，为保证变压器本体120在正常工作状态下不对工作人员造成安全隐患，变压器本体120安装在箱体110的容纳腔体112中后，变压器本体120与箱体110的开口111之间有一定的距离，该距离大于或等于变压器本体120与工作人员之间的安全距离。

请参阅图6，变压器本体120的输入端通过与第一继电器180耦合，从而能够获取第一负载310输入的电能。通过变压器本体120内部的一次侧绕组和二次侧绕组的耦合关系，变压器本体120能够对输入的电能进行升压或降压。而变压器本体120的输出端通过与第二继电器190耦合，从而变压器本体120还能够将升压或降压后的电能输出到第二负载320中。

请参阅图4，挡板130为由不锈钢材料制成的内部中空的板状结构，且挡板130的形状大小和箱体110开口111的形状大小匹配。由于挡板130也为由不锈钢材料制成的内部中空的矩形板状结构，从而挡板130能够具有相对应的两端。挡板130安装在所述箱体110的开口111处，挡板130的一端和箱体110转动连接，其中，转动连接可以为：铰接。而挡板130的另一端通过电子锁扣件150和箱体110可拆卸连接。由于挡板130具有一定的厚度，从而挡板130可以具有第一表面131和第二表面132。挡板130的第一表面131远离箱体110，而挡板130的第二表面132靠近箱体110。挡板130的第一表面131设有：第一凹槽1311和第二凹槽1312。

指纹识别装置140可以为进行封并具体指纹获取能力的装的集成电路芯片。指纹识别装置140获取指纹的一端为指纹识别装置140的识别端。封装好的指纹识别装置140能够通过嵌入第一凹槽1311而设置在挡板130第一表面131的第一凹槽1311中。为便于用户的使用，封装好的指纹识别装置140的识别端位于第一凹槽1311外，并和挡板130的第一表面131位于同一平面。

请参阅图6，指纹识别装置140用于获取工作人员的第一指纹信息和第二指纹信息，并将获取第一指纹信息和第二指纹信息均发送至主控装置170。当手指按压在指纹识别装置140的识别端后，指纹识别装置140的识别端能够获取工作人员手指的指纹上的特征点和特征点的坐标信息。其中，特征点为指纹线的起点、终点、结合点和分叉点等，而特征点的坐标信息为位于手指上的特征点相对其他特征点的相对位置。为保证识别精度高，工作稳定可靠，但制造成本低廉，指纹识别装置140可采用电容传感式进行特征点的获取和特征点的坐标信息的获取。当手指按压在指纹识别装置140的识别端后，手指上两条指纹之间便能够形成类似于山谷和山脊的高度差，进而两条指纹便可为两个电容板。两个电容板之间能够产生一定的电信号，不同部位的两条指纹的电信号也不同。从而通过对产生的所有电信号进行采样，便能够精确的对指纹信息进行采样。在本实施例中，采样具有一定的顺序，其可以为由左向右，再由上至下；也可为由右向左，再由下至上，或为由右向左，再由上至下；在此不做具体限定。通过按照顺序进行采样，指纹识别装置140在获取电信号，也通采样顺序而获取了每个电信号相对的位置关系，即每个电信号所对应的坐标信息。由于特征点为指纹线的起点、终点、结合点和分叉点等，特征点处与其他部位之间的间隔相对较大，从而电信号相对较弱。而指纹识别装置140预设有电信号强度。指纹识别装置140可将采样的电信号按照其采样顺序和预设的电信号值进行比对。当大于预设的电信号值，则判定为非特征点，并输出低电平“0”；当小于预设的电信号值，则判定为特征点，并输出高电平“1”。通过按照采样顺序依次比对，便能够提取出指纹的所有特征点，以及每个特征点所对应的坐标信息。

指纹识别装置140将指纹的所有特征点，以及每个特征点所对应的坐标信息打包为指纹信息。在本实施例中，当工作人员需要打开电子锁扣件150而使指纹识别装置140获取的指纹信息为第一指纹信息，当工作人员需要关闭电子锁扣件150而使指纹识别装置140获取的指纹信息为第二指纹信息。指纹识别装置140的输出端通过与主控装置170的耦合，指纹识别装置140能够将第一指纹信息或第二指纹信息均发送至主控装置170。

请参阅图4，电子锁扣件150安装在挡板130的另一端，并和挡板130固定连接。箱体110的开口111处也设有卡扣件。电子锁扣件150的锁扣为电磁锁，在初始状态下，电磁锁处于闭合状态从而能够卡扣住该卡扣件。

请参阅图4和图6，电子锁扣件150的输入端与主控装置170耦合，从而电子锁扣件150能够分别获取主控装置170发送的第一控制指令或第三控制指令。由于电子锁扣件150的初始状态为电磁锁闭合，当电子锁扣件150获取到第一控制指令时，电子锁扣件150将第一控制指令进行放大，以驱动电磁锁实现位移，从而使得电磁锁和卡扣件拆分，进而挡板130能够相对于箱体110转动。而当电子锁扣件150获取到第三控制指令时，此时电子锁扣件150的电磁锁为打开状态，从而电子锁扣件150将第三控制指令进行放大，以驱动电磁锁再实现反向位移，从而使得电磁锁和卡扣件再次闭合，进而挡板130能够封闭箱体110。

请参阅图4，红外图像采集装置160为多个，每个红外图像采集装置160均安装在容纳腔体112中，且每个红外图像采集装置160均位于箱体110内顶壁的不同位置。当工作人员位于箱体110中时，无论工作人员位于箱体110内的哪位位置，多个红外图像采集装置160中总有一个以上的外图像采集装置能够采集到包含工作人员的红外影像信息。在本实施例中，每个红外图像采集装置160均可以为红外摄像头，从而每个红外图像采集装置160均可以获取红外影像信息。

请参阅图6，通过每个红外图像采集装置160均与主控装置170的耦合，每个红外图像采集装置160均可将获取到的红外影像信息发送至主控装置170。作为一种方式，每个红外图像采集装置160能够按预设时间间隔进行红外影像信息的获取。其中，预设时间间隔为10秒钟，即每个红外图像采集装置160获取10秒钟的红外影像信息后，每个红外图像采集装置160停止10秒钟后，再开始获取10秒钟的红外影像信息，从而形成循环。作为另一种方式，每个红外图像采集装置160在10秒钟内获取的红外影像信息为多帧图片。再者，每个红外图像采集装置160的初始工作状态为关闭状态。当每个红外图像采集装置160均获取到主控装置170发送的第一控制指令后，每个红外图像采集装置160均通过解析并驱动该第一控制指令，从而由关闭状态转换为开启状态并开始获取红外影像信息。由于，红外图像采集装置160接收到第一控制指令的时间点在前，而接收到第三控制指令的时间点在后，从而当每个红外图像采集装置160均获取到主控装置170发送的第三控制指令后，每个红外图像采集装置160也均通过解析并驱动该第三控制指令，从而由开启状态转换为关闭状态并停止获取红外影像信息。红外图像采集装置160通过按预设时间间隔进行图像采集，以及按第一控制指令开始和按第三控制指令关闭，能够达到良好的节能效果，减少每个红外图像采集装置160的工作时间，延长每个红外图像采集装置160的工作寿命。

请参阅图5，主控装置170包括集成电路芯片，具有信号的处理能力。该集成电路芯片集成在主控装置170的电路板上。上述的集成电路芯片可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。主控装置170可安装挡板130内，以对空间充分利用。

请参阅图6，在本实施例中，主控装置170预设有多种工作模式，其包括：录入指纹模式和指纹比对模式。当智能变压器100初次使用时，主控装置170默认为初始工作状态的录入指纹模式。工作人员需先通过指纹识别装置140录入个人的指纹信息。通过指纹识别装置140的输出端与主控装置170的耦合，从而主控模块能够获取指纹识别装置140输入的指纹信息。主控模块将获取的该指纹信息进行存储为预设指纹信息。在本实施例中，主控装置170能够存储多个预设指纹信息。

当主控模块储存有预设指纹信息时，主控装置170判定工作模式为指纹比对模式。当主控装置170在存储了预设指纹信息后，主控装置170获取到指纹识别装置140输入的指纹信息时，主控装置170判定该指纹信息为第一指纹信息。此时主控装置170默认电子锁扣件150处于闭合状态。主控装置170将该第一指纹信息和预设指纹信息进行比对。其中，比对可包括：将该第一指纹信息中的特征点，以及每个特征点所对应的坐标信息与预设指纹信息中的特征点，以及每个特征点所对应的坐标信息按顺序依次比对。

作为一种方式，当每个特征点，以及每个特征点所对应的坐标信息均进行比对后，若比对匹配率超过比对预设值，则主控装置170判定比对成功，其中，比对预设值可以为百分之90。若主控装置170判定比对成功，通过主控装置170的与电子锁扣件150的输入端耦合，以及主控装置170与每个红外图像采集装置160的耦合，主控装置170能够将生成的第一控制指令分别发送至电子锁扣件150和每个红外图像采集装置160，以使电子锁扣件150的锁扣打开，而每个红外图像采集装置160则均开始获取红外影像信息。

再者，主控装置170通过与每个红外图像采集装置160的耦合，主控装置170还能够获取每个红外图像采集装置160发送的红外影像信息。在本实施例中，主控装置170内还存储了多个预设人像信息。作为一种方式，每个预设人像信息均为人体的不同的姿态动作，多个预设人像信息中人体的不同的姿态动作能够包括工作人员检修时所需的动作。且每个预设人像信息中均包括：预设躯干特征信息和预设局部范围温度信息。

主控装置170在获取每个红外图像采集装置160发送的红外影像信息后，将每个红外图像采集装置160发送的红外影像信息中的多帧红外图像均和预设人像信息进行比对，当比对正确时，主控装置170能够生成第二控制指令分别至第一继电器180和第二继电器190。

具体的，主控装置170在获取到每个红外图像采集装置160发送的红外影像信息后，主控装置170能够提取红外影像信息中每个红外图像中的每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息。主控装置170内存储了人体躯干特征信息，其中，人体躯干特征信息可以为：将人体的特征点连接起来的特征信息，即将头部和躯干的连接、以及躯干和手臂的连接。在本实施例中，主控装置170获取到的红外影像信息中均可包含目标物，主控装置170便能够按照预设特征点从而能够获取红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息。

再者，由于每帧红外图像中的每个目标物均具有一定的温度，从而每个目标物均能够辐射出红外光。从而主控装置170获取的每帧红外图像中也包括了每个目标物所辐射出红外光信息，可以理解的，每帧红外图像中也包含了每个目标物的红外热成像信息。主控装置170在获取到每个红外图像采集装置160发送的红外影像信息后，主控装置170便能够将每帧红外图像中每个目标物的红外热成像信息进行提取。

主控装置170将每个目标物的躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值。并将每个目标物的红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值。具体的，主控装置170获取到每个目标物的躯干特征信息后，主控装置170将每个目标物的躯干特征信息和存储的多个预设躯干特征信息均进行比对。由于每帧红外图像中的目标物可以为：人体、工具或设备等。因此，主控装置170按照特征点提取的各目标物的躯干特征信息是各不相同的。主控装置170将每个目标物的躯干特征信息和多个预设躯干特征信息一一进行比对而获取第一相似值时，按照头部和躯干的连接、以及躯干和手臂的连接进行比对。如果多个预设躯干特征信息中，有一个以上的预设躯干特征信息和目标物的躯干特征信息中的两个连接特征比对匹配，则第一相似值为100％；若多个预设躯干特征信息中，有一个以上的预设躯干特征信息和目标物的躯干特征信息中的一个特征比对正确，则第一相似值为50％；如果多个预设躯干特征信息中，没有一个预设躯干特征信息和目标物的躯干特征信息的连接特征均匹配，则第一相似值为0％。

由于温度的不同，红外光的波长也不同。主控装置170提取到每帧红外图像中每个目标物的红外热成像信息后，主控装置170根据红外热成像中波长信息，将获取每个目标物的红外热成像信息对应转换为温度信息。在本实施例中，目标物的部位不同，对应的温度也不同。为便于进行比对，主控装置170将每个目标物的所有温度信息进行平均，从而获得每个目标物的平均温度信息。作为一种方式，主控装置170存储的预设局部范围温度信息为一个温度范围。主控装置170将每个目标物的红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取的第二相似值时，若目标物的温度信息在预设局部范围温度信息以内，则第二相似值为100％，若目标物的温度信息在预设局部范围温度信息以外，则第二相似值为0％。

主控装置170中还预设有第一预设阈值和第二预设阈值，作为一种方式，第一预设阈值可以为40％，而第二预设阈值也为40％。当主控装置170将10秒钟内每帧红外图像中获取第一相似值和第一预设阈值比对后，无一第一相似不大于第一预设阈值，或将10秒钟内每帧红外图像中获取第二相似值和第二预设阈值比对后，第二相似值也无一大于第二预设阈值，则比对失败，主控装置170判定红外影像信息中目标物为非人体。从而主控装置170不生成第二控制指令。而当主控装置170将10秒钟内每帧红外图像中获取第一相似值和第一预设阈值比对后，任一个第一相似值大于第一预设阈值，且将10秒钟内每帧红外图像中获取第二相似值和第二预设阈值比对后，任一个第二相似值也大于第二预设阈值时，主控装置170则能够判定该目标物的特征符合人体特征，从而将该目标物判定为人体。主控装置170能够根据比对结果而并生成第二控制指令分别至第一继电器180和第二继电器190，以使第一继电器180和第二继电器190开断，并生成第一提醒信息至提醒装置210。

与此同时，工作人员检修结束时，工作人员能够再按压次指纹识别装置140，从而主控装置170能够获取到指纹识别装置140发送的指纹信息。由于主控装置170上一次获取指纹信息被判定为第一指纹信息，从而主控装置170能够将此次获取的指纹信息判定为第二指纹信息，进而主控装置170能够判定此时检修结束，人员离开。主控装置170将第二指纹信息也和预设指纹信息比对，可以理解的，当比对匹配率超过预设值的百分之90，主控装置170判定比对成功。且由于人员离开，主控装置170在此时获取红外图像采集装置160发送的红外影像信息和预设人像信息比对则不正确，因此，当第二指纹信息和预设指纹信息比对正确，且获取的红外影像信息和预设人像信息比对不正确时，主控装置170能够生成第三控制指令分别至电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190，以使电子锁扣件150的锁扣关闭，红外图像采集装置160停止获取红外影像信息，第一继电器180和二继电器闭合，并生成第二提醒信息至提醒装置210。故实现了，在工作人员离开后自动恢复正常工作。为保证工作人员的安全，若主控装置170未获取到第二指纹信息时，无论红外影像信息和预设人像信息比对是否匹配，主控装置170均不会生成第三控制指令。

请参阅图4和图6，第一继电器180和第二继电器190均安装在箱体110内的顶壁。第一继电器180和第二继电器190均能够通过小电流而控制大电流，第一继电器180通过自身的开断或闭合，实现了变压器本体120的输入端和第一负载310的开断和耦合，而第二继电器190也通过自身的开断或闭合，实现了变压器本体120的输出端和第二负载320的开断和耦合。作为一种方式，第一继电器180和第二继电器190均为气体继电器。由于第一继电器180自身和第二继电器190自身均能够具备灭弧功能，从而第一继电器180和第二继电器190均能够实现带载的分闸和合闸。

第一继电器180的控制端和第二继电器190的控制端均与主控装置170耦合，每个第一继电器180和第二继电器190的初始工作状态为触头闭合状态。当第一继电器180和第二继电器190均获取到主控装置170发送的第一控制指令后，第一继电器180和第二继电器190均通过驱动该第一控制指令，从而使得第一继电器180和第二继电器190的触头均由闭合状态转换为开断状态。由于，第一继电器180和第二继电器190接收到第一控制指令的时间点在前，而接收到第三控制指令的时间点在后，从而当第一继电器180和第二继电器190均获取到主控装置170发送的第三控制指令后，第一继电器180和第二继电器190也均通过并驱动该第三控制指令，从而使得第一继电器180和第二继电器190的触头均由开断状态转换为闭合状态。

请参阅图4，提醒装置210嵌入挡板130第一表面131的第二凹槽1312中，从而安装在第二凹槽1312中。提醒装置210包括：扬声器或蜂鸣器，从而提醒装置210能够发出不同的声音以提示工作人员，从而能够使工作人员获取第一继电器180和第二继电器190的工作状态。

请参阅图6，提醒装置210内存储有表示第一继电器180和第二继电器190为开断状态的语音和表示第一继电器180和第二继电器190为闭合状态的语音。通过提醒装置210与控装置耦合，提醒装置210获取到主控装置170发送的第一提醒信息后，由于第一提醒信息为表示第一继电器180和第二继电器190为开断状态的语音，从而提醒装置210能够通过驱动第一提醒信息进行发声以提示工作人员目前第一继电器180和第二继电器190为开断状态。而提醒装置210获取到主控装置170发送的第二提醒信息后，由于第二提醒信息为表示第一继电器180和第二继电器190为闭合状态的语音，从而提醒装置210能够通过驱动第二提醒信息进行发声以提示工作人员目前第一继电器180和第二继电器190为闭合状态。

本发明实施例所提供的智能变压器100的工作原理如下：

工作人员首先按压指纹识别装置140而对自身的指纹进行存储作为预设指纹信息。当工作人员需要检修智能变压器100时，工作人员通过按压指纹识别装置140输入指纹。指纹识别装置140将第一指纹信息发送至主控装置170。主控装置170将第一指纹信息和预设指纹信息比对，并根据比对正确的结果控制电子锁扣件150打开，工作人员打开挡板130从而能够进入到箱体110中。此时，工作人员首先和变压器本体120保持安全距离。通过红外图像采集装置160获取到包含工作人员的红外影像信息，并发送至主控装置170后。主控装置170将红外影像信息和预设人像信息，判定比对正确，发送第二控制指令分别至第一继电器180和第二继电器190，并生成第一提醒信息至提醒装置210，从而第一继电器180和第二继电器190均开断。工作人员通过提醒装置210的提示获知可以进入，则开始对变压器本体120进行检修。当工作人员检修完成，离开箱体110并关闭挡板130后。工作人员通过再次按压指纹识别装置140输入指纹。指纹识别装置140将第二指纹信息发送至主控装置170。主控装置170将第二指纹信息和预设指纹信息比对。工作人员离开箱体110，红外图像采集装置160获取的为不包含工作人员红外影像信息。主控装置170将红外影像信息和预设人像信息后，判定比对错误，且又由于与第二指纹信息和预设指纹信息的比对正确，从而主控装置170根据第二指纹信息和预设指纹信息比对正确，且红外影像信息和预设人像信息比对不正确的结果，生成第三控制指令分别至电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190，并生成第二提醒信息至提醒装置210。电子锁扣件150根据第三控制指令闭合，挡板130被电子锁扣件150锁住，箱体110实现封闭。红外图像采集装置160根据第三控制指令停止工作，以实现节能。而第一继电器180和第二继电器190根据第三控制指令而均再次闭合，智能变压器100在工作人员离开自动恢复正常工作。而工作人员通过提醒装置210的语音提醒则能够获取智能变压器100已自动恢复正常工作。

请参阅图7，本发明实施提供了变压器控制方法，该变压器控制方法包括：步骤S100、步骤S200和步骤S300。

步骤S100：主控装置获取指纹识别装置发送的第一指纹信息，当所述第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至电子锁扣件和红外图像采集装置；以使所述电子锁扣件的锁扣打开，所述红外图像采集装置开始获取所述红外影像信息。

步骤S200：所述主控装置获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息，当所述红外影像信息和预设人像信息比对正确时，生成第二控制指令分别至第一继电器和第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断。

步骤S300：所述主控装置获取所述指纹识别装置发送的第二指纹信息，当所述第二指纹信息和预设指纹信息比对正确，且获取的所述红外图像采集装置发送的所述红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至所述电子锁扣件、所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述电子锁扣件的所述锁扣关闭，所述红外图像采集装置停止获取所述红外影像信息，所述第一继电器和所述第二继电器闭合。

请参与图8，变压器控制方法中的步骤S200的子流程还包括：步骤S210、步骤S220和步骤S230。

步骤S210：获取所述红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息。

步骤S220：将每个所述目标物的所述躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值；将每个所述目标物的所述红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值。

步骤S230：当所述第一相似值大于第一预设阈值，所述第二相似值也大于第二预设阈值，判定所述目标物为人体，并生成所述第二控制指令分别至所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种智能变压器100及变压器控制方法、输变电系统300。其中，智能变压器100应用于：输变电系统300，输变电系统300包括：第一负载310和第二负载320，智能变压器100包括：箱体110、红外图像采集装置160、第一继电器180、第二继电器190、变压器本体120、挡板130、电子锁扣件150、指纹识别装置140和主控装置170；箱体110为具有开口111的空心柱状结构，红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190均安装在箱体110内的顶壁，变压器本体120安装在箱体110内，挡板130为内部中空的板状结构，挡板130的第一表面131远离箱体110，挡板130的第二表面132靠近箱体110，挡板130安装在箱体110的开口111处，挡板130的一端和箱体110转动连接，挡板130的另一端通过电子锁扣件150和箱体110可拆卸连接，指纹识别装置140嵌入挡板130的第一表面131，主控装置170安装在挡板130内；指纹识别装置140的输出端和主控装置170耦合，主控装置170与电子锁扣件150的输入端耦合，红外图像采集装置160与主控装置170耦合，主控装置170分别与第一继电器180的控制端和第二继电器190的控制端耦合，第一继电器180的输入端与第一负载310耦合，第一继电器180的输出端与变压器本体120的输入端耦合，第二继电器190的输入端与变压器本体120的输出端耦合，第二继电器190的输出端与第二负载320耦合。

指纹识别装置140能够获取工作人员输入第一指纹信息，并将第一指纹信息发送至主控装置170。而主控装置170能够将第一指纹信息和预设指纹信息进行比对。当第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，主控装置170根据比对结果能够生成第一控制指令分别至电子锁扣件150和红外图像采集装置160。从而电子锁扣件150的锁扣打开，工作人员便能够打开挡板130进入到箱体110中进行对变压器的检修。

红外图像采集装置160还能够根据第一控制指令开始获取按预设时间间隔获取红外影像信息。其中，获取红外影像信息的时间段大于工作人员打开挡板130进入到箱体110的时长，且工作人员进入到箱体110中时与变压器本体120的距离为安全距离。从而当工作人员进入到箱体110中时，红外图像采集装置160能够获取到含有工作人员的红外影像信息。红外图像采集装置160将含有工作人员的红外影像信息发送至主控装置170后，主控装置170将红外影像信息和预设人像信息比对。当比对正确时，主控装置170生成的第二控制指令能够分别发送至第一继电器180和第二继电器190后，能够使得第一继电器180和第二继电器190开断。进而工作人员能够安全的进行变压器本体120的检修工作。

工作人员检修完成，离开箱体110并关上挡板130后，红外图像采集装置160获取不包含工作人员的红外影像信息，且工作人员能够通过指纹识别装置140输入第二指纹信息。当主控装置170将此时获取的红外影像信息和预设人像信息比对，而比对错误，且获取第二指纹信息和预设指纹信息比对正确时。主控装置170生成第三控制指令分别至电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190，以控制电子锁扣件150的锁扣关闭，红外图像采集装置160停止获取红外影像信息，而第一继电器180和第二继电器190恢复闭合。从而在工作人员检修完成并离开后能够自动恢复正常工作。

因此，通过主控装置170分别对电子锁扣件150、红外图像采集装置160、第一继电器180和第二继电器190的智能控制，能够自动停止或自动恢复变压器本体120的正常工作，从而能够有效提高工作人员在检修变压器时的安全性、便捷性和适用性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能变压器，其特征在于，所述智能变压器应用于：输变电系统，所述输变电系统包括：第一负载和第二负载，所述智能变压器包括：箱体、红外图像采集装置、第一继电器、第二继电器、变压器本体、挡板、电子锁扣件、指纹识别装置和主控装置；所述箱体为具有开口的空心柱状结构，所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器均安装在所述箱体内的顶壁，所述变压器本体安装在所述箱体内，所述挡板为内部中空的板状结构，所述挡板的第一表面远离所述箱体，所述挡板的第二表面靠近所述箱体，所述挡板安装在所述箱体的开口处，所述挡板的一端和所述箱体转动连接，所述挡板的另一端通过所述电子锁扣件和所述箱体可拆卸连接，所述指纹识别装置嵌入所述挡板的第一表面，所述主控装置安装在所述挡板内；所述指纹识别装置的输出端和所述主控装置耦合，所述主控装置与所述电子锁扣件的输入端耦合，所述红外图像采集装置与所述主控装置耦合，所述主控装置分别与所述第一继电器的控制端和所述第二继电器的控制端耦合，所述第一继电器的输入端与所述第一负载耦合，所述第一继电器的输出端与所述变压器本体的输入端耦合，所述第二继电器的输入端与所述变压器本体的输出端耦合，所述第二继电器的输出端与所述第二负载耦合；

所述指纹识别装置，用于获取第一指纹信息和第二指纹信息，并将所述第一指纹信息和所述第二指纹信息均发送至所述主控装置；

所述主控装置，用于获取所述第一指纹信息，当所述第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至所述电子锁扣件和所述红外图像采集装置；还用于获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息；将每个所述目标物的所述躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值；将每个所述目标物的所述红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值；当所述第一相似值大于第一预设阈值，所述第二相似值也大于第二预设阈值，判定所述目标物为人体，并生成第二控制指令分别至所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断；还用于当获取到所述第二指纹信息和所述预设指纹信息比对正确时，且获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至所述电子锁扣件、所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器；

所述电子锁扣件，用于获取所述主控装置发送的第一控制指令，并根据所述第一控制指令打开锁扣；还用于获取所述主控装置发送的第三控制指令，并根据所述第三控制指令关闭锁扣；

所述红外图像采集装置，用于根据所述第一控制指令按预设时间间隔获取所述红外影像信息，并将所述红外影像信息发送至所述主控装置；还用于根据第三控制指令停止获取所述红外影像信息；

所述第一继电器和所述第二继电器，均用于根据所述第二控制指令进行开断，或根据所述第三控制指令进行闭合。

2.根据权利要求1所述的智能变压器，其特征在于，所述红外图像采集装置为多个，每个所述红外图像采集装置均安装在所述箱体内的顶壁，每个所述红外图像采集装置均与所述主控装置耦合。

3.根据权利要求1所述的智能变压器，其特征在于，所述智能变压器还包括：提醒装置，所述提醒装置嵌入所述挡板的第一表面，所述提醒装置与所述主控装置耦合；

所述主控装置，用于当获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和预设人像信息比对正确时，还生成第一提醒信息至所述提醒装置，还用于当获取到所述第二指纹信息和所述预设指纹信息比对正确时，且获取的所述红外图像采集装置发送的红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，还生成第二提醒信息至所述提醒装置；

所述提醒装置，用于根据所述第一提醒信息进行所述第一继电器和所述第二继电器开断的语音提醒，或用于根据所述第二提醒信息进行所述第一继电器和所述第二继电器闭合的语音提醒。

4.根据权利要求3所述的智能变压器，其特征在于，所述提醒装置包括：扬声器或蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的智能变压器，其特征在于，所述箱体的侧壁设有多个通孔。

6.根据权利要求1所述的智能变压器，其特征在于，所述挡板的一端和所述箱体铰接，所述挡板的另一端通过所述电子锁扣件和所述箱体可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的智能变压器，其特征在于，所述挡板和所述箱体均由不锈钢材料制成。

8.一种变压器控制方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的智能变压器，其特征在于，所述方法包括：

主控装置获取指纹识别装置发送的第一指纹信息，当所述第一指纹信息和预设指纹信息比对正确时，根据比对结果生成第一控制指令分别至电子锁扣件和红外图像采集装置；以使所述电子锁扣件的锁扣打开，所述红外图像采集装置开始获取所述红外影像信息；

所述主控装置获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息，当所述红外影像信息和预设人像信息比对正确时，生成第二控制指令分别至第一继电器和第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断；

所述主控装置获取所述指纹识别装置发送的第二指纹信息，当所述第二指纹信息和预设指纹信息比对正确，且获取的所述红外图像采集装置发送的所述红外影像信息和所述预设人像信息比对不正确时，生成第三控制指令分别至所述电子锁扣件、所述红外图像采集装置、所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述电子锁扣件的所述锁扣关闭，所述红外图像采集装置停止获取所述红外影像信息，所述第一继电器和所述第二继电器闭合。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述主控装置获取所述红外图像采集装置发送的红外影像信息，当所述红外影像信息和预设人像信息比对正确时，生成第二控制指令分别至第一继电器和第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断的步骤，包括：

获取所述红外影像信息中每个目标物的躯干特征信息和红外热成像信息；

将每个所述目标物的所述躯干特征信息和预设躯干特征信息匹配而获取第一相似值；将每个所述目标物的所述红外热成像信息和预设局部范围温度信息匹配而获取第二相似值；

当所述第一相似值大于第一预设阈值，所述第二相似值也大于第二预设阈值，判定所述目标物为人体，并生成所述第二控制指令分别至所述第一继电器和所述第二继电器，以使所述第一继电器和所述第二继电器开断。

10.一种输变电系统，其特征在于，所述输变电系统包括：第一负载和第二负载和如权利要求1-7任一项所述的智能变压器；所述第一负载与所述第一继电器的输入端耦合，所述第二负载与所述第二继电器的输出端耦合。