CN1141525A

CN1141525A - 电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法

Info

Publication number: CN1141525A
Application number: CN 95108290
Authority: CN
Inventors: 张次衡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-01-29

Abstract

本发明公开了一种电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法，它利用CCD摄像机、视频放大器、高速图像数字采集卡、计算机、打印机、报警装置等构成辨识系统，对电力系统的断路器、隔离开关、继电保护压板、煤粉仓等各部分采集实时视觉信息与计算机5中基准图像视觉信息比较后输出监控信号。本发明能对不宜接触、危险隐蔽等的场合进行大范围、多自由度、可移动的监控报警。它操作简便、性能可靠、应用范围广。

Description

电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法

本发明涉及一种电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法，特别适用于对电力系统内的断路器、隔离开关、继电保护压板、煤粉仓等各部分作直接或间接的采集监控视觉信息，达到实时自动报警或控制。

目前在电力系统的工业生产过程从监测、控制及自动化已形成一个相对独立的系统，自动化系统包括传感信息的采集、信息传输、计算机处理、显示报警及控制。电力系统中电气量的传感，由电流或电压互感器变换成模拟量，或是利用温度及压力传感器，而对于电网中的断路器(开关)和刀闸位置信号则是利用机械传动的辅助接点构成开关量，亦即利用“0”或“1”状态来判别“接通”或“断开”位置，因此在电力系统的传感器大都属于接触式的，其主要缺点是：

1.需要在被测、被控设备上装设辅助器件，如接点等，因此其可靠性差。

2.当接点的数量要求多时，还需装设辅助继电器，使可靠性下降。

3.需要安装大量的传输电缆，使用不方便。

4.电网中的许多部位控制不能安装接触式传感器作自动控制，给电力系统自动报警或控制造成困难。具体表现如下：

在发电厂和大型变电站中，3/2开关结线和复杂电网的枢纽厂(站)有大量的继电保护压板，多达上千个，这些压板的开断位置是随变电站和电网运行方式的变化而改变。一次运行方式改变有时涉及到上百个压板改变。规定操作人员应掌握并保证压板位置改变的正确性。由于操作人员难以熟记而造成保护误动作和事故时有发生。目前也想用引出接点或引线等办法但均无法实现自动监测。

发电厂的煤粉仓内煤位的测量目前大多是用人工升降浮子来测量监视其煤粉位以保证电厂的连续发电，这种方法工人劳动强度大，需不定期手动操作，同时测量结果误差大，不能连续观测。国外也利用超声波传感器测量煤粉仓内煤位，但是价格昂贵，很难推广。

电力系统中的模拟操作盘、系统控制屏、断路器柜、隔离开关柜等设备，在电网操作运行中大都通过对断路器、隔离开关、接地刀等进行机械联锁或电气联锁的“接触式”传感方式来防止电气误操作事故，而现行的机械联锁、电气联锁等装置可靠性差，机械部分易出现生锈、卡涩等现象，容易出现误操作事故，同时操作人员增加了劳动强度并工作不方便。

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种电力系统中非接触式传感器实现电网操作运行、监控、报警的视觉信息辨识方法，同时本发明还具有图像视觉传感器的大面积、多自由度、可移动和可遥测等特点，能对许多不宜直接接触、危险场所、或隐蔽等处电力操作装置进行自动监控或报警。并本发明还具有制作简单，操作简便，成本低廉，性能可靠，便于在多种场合推广应用等特点。

本发明的目的是这样实现的：

利用CCD摄像机1、电缆2、视频放大器3、高速图像数字采集卡4、计算机5、打印机6、报警装置7构成的视觉信息辨识监控系统进行操作，操作方法步骤如下：

①CCD摄像机1直接监控采集构成电力系统自动化的断路器柜9、隔离开关柜10、系统控制屏11、系统模拟盘12、煤粉仓13、输煤带14、煤场15等各部分视觉信息。

②在计算机5内事先存入系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息。

③将系统各部分采集的实时监控视觉信息输入计算机5与事先存入计算机5中的系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息进行的比较辨别，将结果输入至打印机6、报警装置7、或作为控制信号8输出以对系统各部分进行实时监控。

本发明方法还可以通过以下措施达到：

本发明进行操作的CCD摄像机1所监控采集的系统各部分的视觉信息可以是被监控对象的间接视觉信息。

本发明进行操作的CCD摄像机1监控采集煤粉仓13内的储煤量的视觉信息通过煤粉仓13外的光源18照射煤粉仓13内的光柱21，利用光柱21随煤粉仓13内煤粉位高低成相关变化的视觉信息作为输入计算机5的视觉信息，与计算机5内事先存入的煤粉仓13内储煤量基准图像视觉信息比较判别，计算机5直接以数字形式显示煤粉位高低并由打印机6打印输出，同时把比较判别结果输入报警装置7作自动报警及控制。

本发明相比背景技术有如下优点：

1.本发明采用CCD摄像机的视觉图像信息对电力系统的多种场合进行监控、报警，因此具有对被监测目标进行直接或间接的采集监控视觉信息，而且具有大面积，多自由度，可移动和可遥测等特点进行监控报警。

2.本发明属于非接触式传感器采集被监测的信息，因此它能实现许多不宜直接接触、危险场合、或隐蔽等场合进行监控，避免了现行装置辅助接点不良和大量电缆线等弊病。

3.本发明制作简单，操作简便，成本低廉，性能可靠，便于推广应用。不受任何环境影响，能进行全天候的工作。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明系统构成的原理方块图。

图2是本发明CCD摄象机1监控配置示意图。

图3是本发明监控采集煤粉仓13内的储煤量视觉信息示意图。

图4-a是本发明监控采集断路器柜9中断路器19合分视觉信息示意图。

图4-b是本发明监控采集隔离开关柜10中隔离开关20合分视觉信息示意图。

图5是本发明监控采集系统控制屏11、模拟盘12中继电保护压板工作状态视觉信息示意图。

图6是本发明计算机5视觉信息辨识流程图。

参照图1至图6，本发明是利用CCD摄像机1、电缆2、视频放大器3、高速图像数字采集卡4、计算机5、打印机6、报警装置7构成的视觉信息辨识监控系统进行操作。其中CCD摄像机1对被监测目标进行直接或间接的采集监控视觉信息，这种视觉信息属于非接触式传感器采集的被监测目标的图像信息。因此CCD摄像机1采集的视觉图象信息范围广，面积大，多自由度，可以在任何位置角度采集视觉信息。同时采集视觉信息CCD摄像机1可以移动或可遥测进行操作。本发明系统工作时CCD摄像机1安装在被测目标的附近，采集被测目标的视觉图像信息，然后被测目标的视觉图像信息通过长电缆2传输到视频放大器3，视频放大器3把输入的视觉图像信息进行放大后输入高速图像数字采集卡4，一般视频放大器3在远距离传输时应用，近距离传输可以不用。高速图像数字采集卡4把输入的模拟视觉图像信息转换成数字视觉图像信息后输入计算机5进行实时处理，计算机5把处理结果输入至打印机6实时打印输出结果，并输出报警信号至报警装置7进行对监控结果报警。还输出实时控制信号8输入被监测目标进行自动保护控制。实施例CCD摄像机1采用德国进口的CCV-931型CCD摄像机制作。电缆2采用市售普通的视频电缆制作。视频放大器3采用台湾进口的CN-4401型视频放大器制作。高速图像数字采集卡4采用市售的V512B型A/D模块转换器制作。计算机5采用市售PC-486/66型微机制作。打印机6采用市售LBP-KT型激光打印机制作。报警装置7采用声音报警器制作。安装时CCD摄像机1均安装在被测任何目标的附近、任何位置上进行监测，视频放大器3一般安装在CCD摄像机1与计算机5的传输之间，高速图像数字采集卡4安装在计算机5内，打印机6安装在计算机5附近室内，报警装置7一般安装在操作人员值班工作现场。

本发明其系统操作方法步骤如下：

①CCD摄像机1直接监控采集构成电力系统自动化的断路器柜9、隔离开关柜10、系统控制屏11、模拟盘12、煤粉仓13、输煤带14、煤场15等各部分视觉信息，如图2所示。

③将系统各部分采集的实时监控视觉信息输入计算机5与事先存入计算机5中的系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息进行比较辨别，将结果输入至打印机6、报警装置7、或作为控制信号8输出以对系统各部分进行实时监控。

实施例对监控采集断路器柜9、隔离开关柜10中的断路器19、隔离开关20合、分视觉信息方法如图4所示，CCD摄像机1对断路器柜9、隔离开关柜10中的所有断路器19、隔离开关20进行实时摄录图像视觉信息。然后输入计算机5中，与计算机5事先存入的当时运行方式断路器19、隔离开关20合、分的基准图像视觉信息进行比较，如不相符则报警装置7发出报警信号。

实施例对监控采集系统控制屏11、系统摸拟盘12中继电保护压板22或断路器23工作状态视觉信息方法如图5或图2中所示。检查所有继电保护压板22或断路器23的位置是否符合当时的运行方式，首先CCD摄像机1对控制屏11、摸拟盘12中所有继电保护压板22或断路器23进行实时摄录图像视觉信息，然后输入计算机5中，与计算机5事先存入的当时运行方式所有的继电保护压板22或断路器23基准位置图像视觉信息进行比较，如不相符或违反正确操作程序则报警装置7发出报警信号。

实施例对监控采集输煤带14工作状态视觉信息方法如图2所示。检查发电厂输煤带14的皮带工作状态是否偏移或输送的煤24是否有堆积，首先CCD摄像机1对输煤带14及输送的煤24进行实时摄录图像视觉信息。然后送入计算机5中，与计算机5中事先存入的当时运行方式的输煤带14及输送煤24堆积运行状况的基准工作状况进行比较，如不相符则报警装置7发出报警信号。

实施例对发电厂煤场管理监控采集发电厂煤场1 5的任意形状的煤堆25的煤量视觉信息方法如图2所示。目前对于发电厂煤场15的堆煤量25都靠整理煤场人员用丈量的方法计算，其劳动强度大而且测量结果也不精确。本发明利用CCD摄像机对发电厂任意形状的煤堆25进行实时摄录长、宽、高位置的大小图像信息，然后送入计算机5中，与计算机5库存中事先存入的基准图像视觉信息进行处理计算，将计算结果可直接送打印机6将堆煤量的实时测量结果打印输出。

以上电力系统各部分自动化的视觉信息辨识监控方法均属对被监控对象采集直接视觉信息。本发明CCD摄像机1所监控采集的系统各部分的视觉信息可以是被监控对象的间接视觉信息。实施例在电力系统中某变电站要判断远方输送来的线路是否停电或有电，则在电网上连接一个电磁铁转换装置，当有电时吸动其装置的铁片，当无电时装置的铁片释放，CCD摄像机1只要监控采集电磁铁转换装置的铁片位置是否改变的图像视觉信息输入计算机5，与计算机5中事先存入的电磁铁转换装置铁片位置基准图像视觉信息进行比较，将比较结果输出控制信号8输出告示。就能自动的利用本发明方法间接的辨识远方电网是否停电或有电。

实施例图3所示是本发明用CCD摄像机1监控采集煤粉仓13内的储煤量的视觉信息通过煤粉仓13外的光源18照射煤粉仓13内的光柱21，利用光柱21随煤粉仓13内煤粉位高低成相关变化的视觉信息输入计算机5，与计算机5内事先存入的煤粉仓13内储煤量基准图像视觉信息比较判别，计算机5直接以数字形式显示煤位高低并由打印机6打印输出，同时把比较判别结果输入报警装置7作自动报警及控制。同样这种方法CCD摄像机1所监控采集的被监控对象的图像视觉信息是采用测量光柱21高度变化的间接视觉信息来判别煤粉仓13内的煤位高低变化。

本发明计算机5中事先存入的系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息均为计算机5进行辨识的软件程序，由计算机5的基准图像视觉信息软件程序完成对被测对象图像视觉信息的大小、通断、有无等状态的识别，达到电力系统自动化的报警和监控。本发明中计算机5的辨识运行按图6给出的流程图进行具体程序设计。本发明方法也可扩展应用于铁路调度等其它领域进行视觉信息辨识监控。

Claims

1.一种电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法，它利用CCD摄像机(1)、电缆(2)、视频放大器(3)、高速图像数字采集卡(4)、计算机(5)、打印机(6)、报警装置(7)构成的视觉信息辨识监控系统进行操作，其特征在于：

①CCD摄像机(1)直接监控采集构成电力系统自动化的断路器柜(9)、隔离开关柜(10)、系统控制屏(11)、系统模拟盘(12)、煤粉仓(13)、输煤带(14)、煤场(15)等各部分视觉信息；

②在计算机(5)内事先存入系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息；

③将系统各部分采集的实时监控视觉信息输入计算机(5)与事先存入计算机(5)中的系统各部分的正常工作或极限状态的基准视觉信息进行比较辨别，将结果输入至打印机(6)、报警装置(7)、或作为控制信号(8)输出以对系统各部分进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法，其特征在于CCD摄像机(1)所监控采集的系统各部分的视觉信息可以是被监控对象的间接视觉信息。

3.根据权利要求1或2所述的电力系统自动化的视觉信息辨识监控方法，其特征在于CCD摄像机(1)监控采集煤粉仓(13)内的储煤量的视觉信息通过煤粉仓(13)外的光源(18)照射煤粉仓(13)内的光柱(21)，利用光柱(21)随煤粉仓(13)内煤粉位高低成相关变化的视觉信息作为输入计算机(5)的视觉信息。