CN115355993A - 一种变电站设备智能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站设备智能检测方法，包括以下步骤：S1：红外摄像机对变电站内重点设备的温度进行监控；S2：标记出每个监测点的坐标；S3：生成报警文件夹；S4：温度检测文件夹内包含n个温度检测子文件，S5：红外摄像机的型号H作为温度采集文件的解密密钥，对过热情况进行判定；S7：控制无人机拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心；S8：监控中心获取过热重点设备s的图片以及型号X。本方案用于对变电站内各重点设备的发热情况进行实时监控，确保当重点设备出现过热情况时就第一时间发送到监控中心，并结合无人机巡视技术，对监控点进行精确定位，拍摄重点设备的图片，发送到监控中心。

Description

一种变电站设备智能检测方法

技术领域

本发明涉及变电站安全技术领域，具体涉及一种变电站设备智能检测方法。

背景技术

变电站是电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。城市内的变电站是降压变电站，其作用是将升压后电能分散输送到市电电网中，供城市使用。变电站内各设备的正常运行是保证城市供电的关键。

现有技术中对变电站的巡视检查就是值班人员通过定期巡视观察设备的外观有无异状，如颜色有无变化，有无杂物，表针指示是否正常，设备的声音是否正常，有无异常的气味，触及允许接触的设备温度是否正常，测量电气设备的运行参数在运行中的变化等，以判断设备的运行状况是否正常。

变电站常见的故障就是设备过载或断路发生火灾，需要对重点设备进行实时的温度监控，当出现过热情况时就及时上报到监控中心，确保监控中心及时作出反应。但是，现有的人工巡视方式并不能及时发现过热的情况，只有当发生火灾后才能看到，此时损失已经无法挽回了，并且人工巡视劳动强度高，并存在一定的危险性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能及时进行反馈、精确度高的变电站设备智能检测方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种变电站设备智能检测方法，其包括以下步骤：

S1：建立变电站的检测区域，在变电站内设置若干监测点，若干监测点上均安装有红外摄像机，红外摄像机对变电站内重点设备的温度进行监控；

S2：以检测区域所在的地平面为水平面，在水平面内以变电站的监控中心作为原点，建立三维坐标系o-xyz，三维坐标系o-xyz的坐标轴与地心坐标的坐标轴平行，标记出每个监测点的坐标（a，b，c），c为红外摄像机的安装高度；

S3：生成报警文件夹，报警文件夹内包含n个报警子文件，n为变电站内重点设备的数量，每个报警子文件内均包含监测点坐标，红外摄像机的型号H作为报警文件夹的加密密钥；

S4：设置每个重点设备的发热温度阈值数据组，形成温度检测文件夹，温度检测文件夹内包含n个温度检测子文件，每个温度检测子文件内包含温度阈值和对应重点设备的型号X，即{（t_阈值1，X₁），（t_阈值2，X₂），···，（t_阈值n，X_n）}，每个温度检测子文件以红外摄像机的型号H作为加密密钥，温度阈值t_阈值n=环境温度+允许变化温度；

S5：红外摄像机每隔一段设定时间采集一次重点设备的温度t_s，s为变电站内任一重点设备，并生成温度采集文件，红外摄像机的型号H作为温度采集文件的解密密钥，遍历温度检测文件夹中的温度检测子文件，温度采集文件利用红外摄像机的型号H解开对应重点设备的温度检测子文件，并提取其中的温度阈值t_阈值n；

S6：将温度t_s与对应的温度阈值t_阈值n进行比较；

若t_s≥t_阈值n，则判定该重点设备s过热，打开报警文件夹，遍历报警文件夹中的每个报警子文件，以该红外摄像机的型号H作为解密密钥，解开对应的报警子文件，获取报警子文件内的监测点坐标（a_s，b_s，c_s），进入步骤S7；

若t_s＜t_阈值n，则判定该重点设备s正常，返回步骤S5，红外摄像机继续对重点设备的进行监测；

S7：将获取的监测点坐标（a_s，b_s，c_s）输入到无人机控制系统中，无人控制系统控制无人机飞到监测点坐标（a_s，b_s，c_s）处，拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心；

S8：监控中心获取过热重点设备s的图片以及型号X。

进一步地，步骤S7包括：

S71：通过GPS定位获取在三维坐标系o-xyz原点的监控中心的经纬坐标（J，W），J为经度，W为纬度；

S72：将监控中心的经纬坐标转换成地心坐标（g，k，m）：

其中，R为地球的半径，h为监控中心距离地面的高度，e为地球的椭圆率；

S73：根据监控中心的地心坐标（g，k，m）和监测点坐标（a_s，b_s，c_s）计算检测点所在的地心坐标（a'，b'，c'）：

在地心坐标系的坐标轴上，若监控中心在地心坐标系各轴的正半轴方向，计算符号±取+；若监控中心在地心坐标系各轴的负半轴方向，计算符号±取﹣；

S74：将监测点的地心坐标转换成经纬坐标（o，p，q）：

其中，c为红外摄像机的安装高度，o为监测点经纬坐标的经度，p为监测点经纬坐标的纬度；

S75：将检测点的经纬坐标（o，p，q）输入无人机控制系统的GPS定位模块内，无人机根据经纬坐标（o，p，q）飞到检测点拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心。进一步地，对温度检测子文件或报警子文件进行加密的方法包括：

A1：将红外摄像机的型号H后面分别加上两个不等的质数z1和z2；

A2：计算u=Hz1·Hz2，再计算u的欧拉函数ψ（u）=(Hz₁-1)(Hz₂-1)；

A3：随机选择一个整数v，使ψ（u）＞v＞1，且v与ψ（u）互为质数；

A4：利用d·v=1·modψ（u），得到d=（1·modψ（u））/v；

A5：将u和v封装成公钥，u和d封装成私钥，公钥KU=(v，u)，私钥KR=(d，u) ；

A6：将红外摄像机的型号H作为明文m，获取的公钥为(u，v)，加密公式为：m·v=c·(mod u)，计算出c，c为加密后的信息密文。

本发明的有益效果为：本方案用于对变电站内各重点设备的发热情况进行实时监控，确保当重点设备出现过热情况时就第一时间发送到监控中心，监控中心及时作出反应，并且结合无人机巡视技术，对监控点进行精确定位，并分派无人机准确的到达监测点拍摄重点设备的图片，发送到监控中心，方便工作人员核实重点设备的状态和设备的类型。在温度判定过程中，每个重点设备的温度判定过程在加密条件下进行，避免出现误判和漏判，确保每次温度异常检测都能准确的寻找到对应的重点设备和位置，大幅提升了定位精度。

附图说明

图1为变电站设备智能检测方法的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，本方案的变电站设备智能检测方法包括以下步骤：

S1：建立变电站的检测区域，在变电站内设置若干监测点，若干监测点上均安装有红外摄像机，红外摄像机对变电站内重点设备的温度进行监控；

S2：以检测区域所在的地平面为水平面，在水平面内以变电站的监控中心作为原点，建立三维坐标系o-xyz，三维坐标系o-xyz的坐标轴与地心坐标的坐标轴平行，标记出每个监测点的坐标（a，b，c），c为红外摄像机的安装高度；

S3：生成报警文件夹，报警文件夹内包含n个报警子文件，n为变电站内重点设备的数量，每个报警子文件内均包含监测点坐标，红外摄像机的型号H作为报警文件夹的加密密钥；

S4：设置每个重点设备的发热温度阈值数据组，形成温度检测文件夹，温度检测文件夹内包含n个温度检测子文件，每个温度检测子文件内包含温度阈值和对应重点设备的型号X，即{（t_阈值1，X₁），（t_阈值2，X₂），···，（t_阈值n，X_n）}，每个温度检测子文件以红外摄像机的型号H作为加密密钥，温度阈值t_阈值n=环境温度+允许变化温度，随着季节和昼夜温差的变化，判定重点设备的过热温度也随着环境温度的变化而变化，温度阈值t_阈值n是与环境温度相关的动态阈值；

S5：红外摄像机每隔一段设定时间采集一次重点设备的温度t_s，s为变电站内任一重点设备，并生成温度采集文件，红外摄像机的型号H作为温度采集文件的解密密钥，遍历温度检测文件夹中的温度检测子文件，温度采集文件利用红外摄像机的型号H解开对应重点设备的温度检测子文件，并提取其中的温度阈值t_阈值n；

S6：将温度t_s与对应的温度阈值t_阈值n进行比较；

S6：将温度t_s与对应的温度阈值t_阈值n进行比较；

若t_s≥t_阈值n，则判定该重点设备s过热，打开报警文件夹，遍历报警文件夹中的每个报警子文件，以该红外摄像机的型号H作为解密密钥，解开对应的报警子文件，获取报警子文件内的监测点坐标（a_s，b_s，c_s），进入步骤S7；

若t_s＜t_阈值n，则判定该重点设备s正常，返回步骤S5，红外摄像机继续对重点设备的进行监测；

S7：将获取的监测点坐标（a_s，b_s，c_s）输入到无人机控制系统中，无人控制系统控制无人机飞到监测点坐标（a_s，b_s，c_s）处，拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心；步骤S7包括：

S71：通过GPS定位获取在三维坐标系o-xyz原点的监控中心的经纬坐标（J，W），J为经度，W为纬度；

S72：将监控中心的经纬坐标转换成地心坐标（g，k，m）：

其中，R为地球的半径，h为监控中心距离地面的高度，e为地球的椭圆率；

S73：根据监控中心的地心坐标（g，k，m）和监测点坐标（a_s，b_s，c_s）计算检测点所在的地心坐标（a'，b'，c'）：

在地心坐标系的坐标轴上，若监控中心在地心坐标系各轴的正半轴方向，计算符号±取+；若监控中心在地心坐标系各轴的负半轴方向，计算符号±取﹣；

S74：将监测点的地心坐标转换成经纬坐标（o，p，q）：

其中，c为红外摄像机的安装高度，o为监测点经纬坐标的经度，p为监测点经纬坐标的纬度；

S75：将检测点的经纬坐标（o，p，q）输入无人机控制系统的GPS定位模块内，无人机根据经纬坐标（o，p，q）飞到检测点拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心。

S8：监控中心获取过热重点设备s的图片以及型号X。

本方案中，对温度检测子文件或报警子文件进行加密的方法包括：

A1：将红外摄像机的型号H后面分别加上两个不等的质数z1和z2；

A2：计算u=Hz1·Hz2，再计算u的欧拉函数ψ（u）=(Hz₁-1)(Hz₂-1)；

A3：随机选择一个整数v，使ψ（u）＞v＞1，且v与ψ（u）互为质数；

A4：利用d·v=1·modψ（u），得到d=（1·modψ（u））/v；

A5：将u和v封装成公钥，u和d封装成私钥，公钥KU=(v，u)，私钥KR=(d，u) ；

A6：将红外摄像机的型号H作为明文m，获取的公钥为(u，v)，加密公式为：m·v=c·(mod u)，计算出c，c为加密后的信息密文。利用红外摄像机的型号H进行解密的过程为加密过程的逆过程。

本方案用于对变电站内各重点设备的发热情况进行实时监控，确保当重点设备出现过热情况时就第一时间发送到监控中心，监控中心及时作出反应，并且结合无人机巡视技术，对监控点进行精确定位，并分派无人机准确的到达监测点拍摄重点设备的图片，发送到监控中心，方便工作人员核实重点设备的状态和设备的类型。在温度判定过程中，每个重点设备的温度判定过程在加密条件下进行，避免出现误判和漏判，确保每次温度异常检测都能准确的寻找到对应的重点设备和位置，大幅提升了定位精度。

Claims (3)

1.一种变电站设备智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立变电站的检测区域，在变电站内设置若干监测点，若干监测点上均安装有红外摄像机，红外摄像机对变电站内重点设备的温度进行监控；

S2：以检测区域所在的地平面为水平面，在水平面内以变电站的监控中心作为原点，建立三维坐标系o-xyz，三维坐标系o-xyz的坐标轴与地心坐标的坐标轴平行，标记出每个监测点的坐标（a，b，c），c为红外摄像机的安装高度；

S3：生成报警文件夹，报警文件夹内包含n个报警子文件，n为变电站内重点设备的数量，每个报警子文件内均包含监测点坐标，红外摄像机的型号H作为报警文件夹的加密密钥；

S4：设置每个重点设备的发热温度阈值数据组，形成温度检测文件夹，温度检测文件夹内包含n个温度检测子文件，每个温度检测子文件内包含温度阈值和对应重点设备的型号X，即{（t_阈值1，X₁），（t_阈值2，X₂），···，（t_阈值n，X_n）}，每个温度检测子文件以红外摄像机的型号H作为加密密钥，温度阈值t_阈值n=环境温度+允许变化温度，温度阈值t_阈值n是与环境温度相关的动态阈值；

S5：红外摄像机每隔一段设定时间采集一次重点设备的温度t_s，s为变电站内任一重点设备，并生成温度采集文件，红外摄像机的型号H作为温度采集文件的解密密钥，遍历温度检测文件夹中的温度检测子文件，温度采集文件利用红外摄像机的型号H解开对应重点设备的温度检测子文件，并提取其中的温度阈值t_阈值n；

S6：将温度t_s与对应的温度阈值t_阈值n进行比较；

若t_s≥t_阈值n，则判定该重点设备s过热，打开报警文件夹，遍历报警文件夹中的每个报警子文件，以该红外摄像机的型号H作为解密密钥，解开对应的报警子文件，获取报警子文件内的监测点坐标（a_s，b_s，c_s），进入步骤S7；

若t_s＜t_阈值n，则判定该重点设备s正常，返回步骤S5，红外摄像机继续对重点设备的进行监测；

S7：将获取的监测点坐标（a_s，b_s，c_s）输入到无人机控制系统中，无人控制系统控制无人机飞到监测点坐标（a_s，b_s，c_s）处，拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心；

S8：监控中心获取过热重点设备s的图片以及型号X。

2.根据权利要求1所述的变电站设备智能检测方法，其特征在于，所述步骤S7包括：

S71：通过GPS定位获取在三维坐标系o-xyz原点的监控中心的经纬坐标（J，W），J为经度，W为纬度；

S72：将监控中心的经纬坐标转换成地心坐标（g，k，m）：

其中，R为地球的半径，h为监控中心距离地面的高度，e为地球的椭圆率；

S73：根据监控中心的地心坐标（g，k，m）和监测点坐标（a_s，b_s，c_s）计算检测点所在的地心坐标（a'，b'，c'）：

在地心坐标系的坐标轴上，若监控中心在地心坐标系各轴的正半轴方向，计算符号±取+；若监控中心在地心坐标系各轴的负半轴方向，计算符号±取﹣；

S74：将监测点的地心坐标转换成经纬坐标（o，p，q）：

其中，c为红外摄像机的安装高度，o为监测点经纬坐标的经度，p为监测点经纬坐标的纬度；

S75：将检测点的经纬坐标（o，p，q）输入无人机控制系统的GPS定位模块内，无人机根据经纬坐标（o，p，q）飞到检测点拍摄该重点设备s的图片，发送给监控中心。

3.根据权利要求1所述的变电站设备智能检测方法，其特征在于，对所述温度检测子文件或报警子文件进行加密的方法包括：

A1：将红外摄像机的型号H后面分别加上两个不等的质数z1和z2；

A2：计算u=Hz1·Hz2，再计算u的欧拉函数ψ（u）=(Hz₁-1)(Hz₂-1)；

A3：随机选择一个整数v，使ψ（u）＞v＞1，且v与ψ（u）互为质数；

A4：利用d·v=1·modψ（u），得到d=（1·modψ（u））/v；

A5：将u和v封装成公钥，u和d封装成私钥，公钥KU=(v，u)，私钥KR=(d，u) ；

A6：将红外摄像机的型号H作为明文m，获取的公钥为(u，v)，加密公式为：m·v=c·(modu)，计算出c，c为加密后的信息密文。

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